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        聚酯POY和DTY的結(jié)構(gòu)性能比較分析

        2020-07-30 09:30:12MaratheTurukmane
        國(guó)際紡織導(dǎo)報(bào) 2020年6期
        關(guān)鍵詞:紫堇卷曲長(zhǎng)絲

        Y.Marathe,R.Turukmane

        Mukesh Patel技術(shù)管理與工程學(xué)院(印度)

        人造紡織材料有多種結(jié)構(gòu)形式,如纖維和長(zhǎng)絲紗線(xiàn)等。合成纖維可采用不同的紡絲技術(shù)制備。在紡絲過(guò)程中,紗線(xiàn)線(xiàn)密度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和結(jié)晶度及紗線(xiàn)微觀(guān)結(jié)構(gòu)可通過(guò)后紡工序逐步改善。紗線(xiàn)變形是將具有規(guī)則紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)的合成纖維長(zhǎng)絲通過(guò)加捻轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁灰?guī)則膨松結(jié)構(gòu)紗線(xiàn)的技術(shù)。紗線(xiàn)變形過(guò)程可以通過(guò)使用變形機(jī)處理部分取向絲(POY)完成。拉伸變形機(jī)可采用優(yōu)化的工藝參數(shù),如決定紗線(xiàn)張力的摩擦輥形狀和摩擦力大小,改變紗線(xiàn)的形狀。

        變形在紡織品生產(chǎn)中的作用越來(lái)越重要,變形紗不僅可用于織制機(jī)織和針織時(shí)尚用品,而且在地毯、裝飾織物和各種工業(yè)用紡織品中也得到廣泛應(yīng)用。假捻和噴氣變形是最常見(jiàn)的紗線(xiàn)變形過(guò)程。變形紗賦予織物更高的膨松度、較好的尺寸穩(wěn)定性和更加柔軟的觸感。拉伸變形過(guò)程中,通過(guò)加捻、加熱和解捻,可在長(zhǎng)絲紗線(xiàn)內(nèi)引入卷曲。

        本文采用AALIDHRA AFT 11HS和巴馬格FK 6 M-1000假捻變形機(jī),在優(yōu)化的加熱器溫度、變形機(jī)速度和拉伸比下,采用規(guī)格為160 dtex/144 f的聚酯POY加工拉伸變形紗(DTY)。觀(guān)測(cè)變形處理后紗線(xiàn)強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及其他紗線(xiàn)性能的變化,對(duì)變形前后紗線(xiàn)的差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

        1 材料和方法

        1.1 材料

        以不同線(xiàn)密度和色度的聚酯POY為原料(表1),在拉伸變形機(jī)上制備DTY。

        表1 不同色度的試驗(yàn)用聚酯POY原料

        1.2 方法

        聚酯DTY采用AALIDHRA AFT 11HS拉伸變形機(jī)制備,輸送速度為1 200 m/min,主加熱器溫度為250 ℃,二級(jí)加熱器溫度為125 ℃,拉伸比為1.7,摩擦盤(pán)表面速度與絲條離開(kāi)假捻器的速度之比(D/Y)為2,穩(wěn)定超喂率為4%,卷繞超喂率為6%。

        2 結(jié)果與討論

        POY是利用熔融紡絲機(jī)采用聚酯薄片和切片熔融制成的。在后紡過(guò)程中,對(duì)長(zhǎng)絲進(jìn)行拉伸和熱定型,以達(dá)到預(yù)期的結(jié)構(gòu)性能,即使制備的長(zhǎng)絲的線(xiàn)密度、強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和收縮率達(dá)到預(yù)期。由于與全拉伸絲(FDY)相比,POY的分子取向度小,因此其強(qiáng)度和均勻性較低,無(wú)法直接用于上機(jī)織造或編織。

        不同色度的POY與DTY的強(qiáng)度對(duì)比如表2所示。由表2可以看出,相比POY,DTY具有更高的強(qiáng)度。這一結(jié)果表明,后紡工序非常關(guān)鍵,可改變拉伸絲的強(qiáng)度。這是因?yàn)镻OY的分子取向度較低,而DTY的分子取向度較高,因此顯示出較高的強(qiáng)度。

        表2 熒光白POY與DTY的強(qiáng)度對(duì)比

        表3為熒光白POY與DTY的伸長(zhǎng)率(δ)對(duì)比,其中POY長(zhǎng)絲由于具有較低的分子取向度和較小的拉伸比而顯示出較高的伸長(zhǎng)率。經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的拉伸變形機(jī)后,獲得的DTY量明顯減少,但其強(qiáng)度增大,接近POY強(qiáng)度的2倍。

        表3 熒光白POY與DTY的伸長(zhǎng)率對(duì)比

        收縮率是紗線(xiàn)的一項(xiàng)重要性能,決定了服裝在最終使用期間的織物行為。表4為熒光白POY和DTY的沸水收縮率(α)對(duì)比。熱塑性長(zhǎng)絲會(huì)發(fā)生收縮,以減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的分子鏈間應(yīng)力。加熱時(shí),分子鏈試圖通過(guò)盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)鏈結(jié)構(gòu)以獲得最大的熵,從而釋放分子鏈間的應(yīng)力,同時(shí)長(zhǎng)絲發(fā)生縱向收縮。長(zhǎng)絲收縮將導(dǎo)致紗線(xiàn)收縮。

        表4 熒光白POY與DTY的沸水收縮率對(duì)比

        表5為胭脂紅POY和DTY的強(qiáng)度對(duì)比。由表5可知,與DTY相比,POY由于具有較低的分子取向度和較小的拉伸比而表現(xiàn)出較低的強(qiáng)度。長(zhǎng)絲發(fā)生卷曲時(shí),卷曲收縮表現(xiàn)為粗糙結(jié)構(gòu)長(zhǎng)絲的縱向收縮。卷曲收縮率為伸直纖維的長(zhǎng)度(Lg)和收縮后纖維長(zhǎng)度(Lz)的差值與伸直纖維長(zhǎng)度的比值。在卷曲彈性的極限范圍內(nèi),卷曲模量用于表征DTY的伸長(zhǎng)行為。

        表5 胭脂紅POY與DTY的強(qiáng)度對(duì)比

        表6對(duì)比了胭脂紅POY和DTY的伸長(zhǎng)率。由表6可知,與DTY相比,POY長(zhǎng)絲由于具有較低的分子取向度和較小的拉伸比而顯示出較高的伸長(zhǎng)率。

        表6 胭脂紅 POY與DTY的伸長(zhǎng)率對(duì)比

        表7對(duì)比了胭脂紅 POY與DTY的沸水收縮率。研究發(fā)現(xiàn),隨著加熱器溫度的升高,纖維分子處于可移動(dòng)狀態(tài),并發(fā)生永久變形,使紗線(xiàn)具有更好的卷曲穩(wěn)定性。因更好的卷曲穩(wěn)定率和更高的卷曲頻率,卷縮堅(jiān)牢度(HCC)隨著加熱器溫度的升高而增加。

        表7 胭脂紅POY與DTY的沸水收縮率對(duì)比

        表8對(duì)比了紫堇藍(lán)POY與DTY的強(qiáng)度。試驗(yàn)清楚地顯示,第一加熱器溫度對(duì)紗線(xiàn)線(xiàn)密度、強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的影響不明顯。但使用帶式加捻器系統(tǒng)生產(chǎn)的紗線(xiàn)的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率值均高于使用盤(pán)式加捻器系統(tǒng)生產(chǎn)的紗線(xiàn)。同時(shí)研究還表明,后紡工序是決定長(zhǎng)絲強(qiáng)度的主要因素。拉伸應(yīng)力和主加熱器溫度是上述因素中最常見(jiàn)的影響因素。與DTY相比,POY長(zhǎng)絲分子取向度低,拉伸比小,因此強(qiáng)度較低。

        表8 紫堇藍(lán)POY與DTY的強(qiáng)度對(duì)比

        表9對(duì)比了紫堇藍(lán)POY和DTY的伸長(zhǎng)率。由表9可知,POY長(zhǎng)絲由于具有較低的分子取向度和較小的拉伸比而表現(xiàn)出較高的伸長(zhǎng)率。

        表9 紫堇藍(lán)POY與DTY的伸長(zhǎng)率對(duì)比

        試驗(yàn)表明,紫堇藍(lán)DTY的沸水收縮率顯著小于POY的沸水收縮率(表10)。

        表10 紫堇藍(lán)POY與DTY的沸水收縮率對(duì)比

        3 結(jié)語(yǔ)

        使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)對(duì)不同色度的POY進(jìn)行拉伸變形試驗(yàn)和加工。試驗(yàn)用POY是以約3 000 m/min的速度擠出的長(zhǎng)絲,其分子取向度較低,因此尺寸穩(wěn)定性差,不能直接用于編織和織造。試驗(yàn)設(shè)定的拉伸變形機(jī)的拉伸比和加熱器溫度決定了紗線(xiàn)尺寸的變化和紗線(xiàn)性能。所制備的DTY可用于各領(lǐng)域,如西裝、襯衫和花式編織。拉伸輥速度促使分子發(fā)生取向,從而使紗線(xiàn)結(jié)晶度提高,強(qiáng)度升高而伸長(zhǎng)率降低。加熱過(guò)程中,紗線(xiàn)結(jié)晶度和強(qiáng)度增至一定值后,由于固定分子數(shù)量的增加,其強(qiáng)度和結(jié)晶度開(kāi)始下降,且伸長(zhǎng)率也出現(xiàn)下降。

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