化学纤维特点精选(九篇)

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第1篇：化学纤维特点范文

【关键词】Tencel（天丝）纤维；生产工艺；规格；性能特点；鉴别方法

纺织纤维分为天然纤维和化纤纤维；天然纤维有植物纤维棉、麻，动物纤维丝、毛等；化学纤维有人造纤维和合成纤维；人造纤维是用自然界存在材料制造的，性能和天然纤维相似，植物纤维主要有纤维素纤维如粘胶纤维、天丝、原竹纤维等，合成纤维从石油中提取，主要有涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、丙纶、维纶等。

众所周知，世界石油资源日益减少，原油价格不断上涨，使传统合成高分子纤维产业发展受到大大制约且污染严重。天丝原料来自自然界植物，它们是取之不尽、用之不竭的可再生资源，而且这些材料易被自然界生化降解，对环境无污染，尤其可以通过化学、物理方法改性成为新材料，其性能由于传统天然纤维和和化学纤维，成为流行时尚。

一、Tencel（天丝）纤维生产工艺

先将纤维素浆粕（a～纤维素含量96.5%～98.8%，DP为700～1000）与含水量大于17%的NMMO混合，在60℃下研磨成均匀的“悬浊分散液”在筒状料斗中缓缓搅拌以促使纤维素充分溶胀，然后将之连续喂入螺杆挤压机中施加剪切。通过螺杆机上方的排料孔既然薄膜蒸发机，除去过量水分。当含水量降至13.3%在95～100℃下，纤维素充分溶解于溶剂中，制成粘度很高的10%～15%纤维素纺丝液。纺丝液经过滤后，在100℃下从喷头干或湿法喷出。经过空气降温牵引提高取向度和强力，进入含量大于17%的NMMO凝固浴而析出成丝以后再经水洗、上油、干燥、卷曲、切断，制成天丝纤维。

二、Tencel（天丝）纤维性能分析

1、Tencel（天丝）纤维的常用规格有1.4dtexX38mm,和1.4dtexX51mm用于棉型低线密度纱，1.7dtexX38mm和1.7dtxX51mm用于棉型纱；2.4dexX70mm用于精梳毛型纱等。

2、Tencel（天丝）纤维与其他纤维物理性能比较如表1

由表中数据说明天丝具有高的干、湿强力，干湿强比85%;天丝具有较高的溶胀性，干湿体积比1:1.4，吸湿性能恰到好处。

3、Tencel（天丝）纤维聚合度高

聚合度表示聚合体中分子的大小程度，Tencel（天丝）纤维聚合度较高，与原料浆粕聚合度非常相似，如表2所示。

随着纤维聚合度的提高，纺织品加工适应性、织物尺寸稳定性、耐洗性也相应提高，会大大提高织物产品的柔软性、透气性、舒适性、吸湿性和悬垂性等使用性能。

4、Tencel（天丝）纤维的结晶度较高

Tencel（天丝）纤维的结晶度与其他纤维的比较，如表3。

三、Tencel（天丝）纤维的结构

Tencel（天丝）纤维的生产方法属于在空气中从喷头喷出，然后经NMMO凝固浴而析出成丝以后再经水洗、上油、干燥、卷曲、切断，制成天丝纤维，普通粘胶纤维是在凝固浴中喷丝，由于空气牵伸， Tencel（天丝）纤维的分子取向性好，分子排列的紧密程度高于粘胶纤维许多，呈现出桃皮绒感（薄起毛风格），通过调整牵伸度的程度，改变其原纤化产生的状况。

四、Tencel（天丝）纤维的质量检验

无论进口还是国产Tencel（天丝）纤维，为保证其质量必须进行严格检验与管理，检验项目有聚合度，纤维油迹附着量、强度、伸长度、白度、卷曲数、卷曲率、染着性、短纤维形状等。

五、Tencel（天丝）纤维的鉴别

随着现代科技的不断发展，开发了许多新型再生纤维素纤维如Tencel（天丝）纤维、原竹纤维、MODAL（莫代尔）、丽赛等，这类纤维在本质上都是纤维素纤维类别，在生产中、生活及服饰用品面料如何识别他们有很大难度。在多年教学中，通过大量实验及参与厂家生产实践，总结出一套简单易行，适于企业及消费者掌握的鉴别方法。主要从形态特征、燃烧状态、化学试剂性能溶解相结合来观察、比较、分析逐一区分鉴别。

从形态特征上看，亚麻、苎麻与原竹纤维有相似之处，天丝纤维与丽赛纤维相似，粘胶纤维与莫代尔相似，它们与棉纤维有明显不同。

从燃烧状态看，粘胶纤维与莫代尔纤维差异较大，天丝纤维与丽赛纤维差异较大，棉纤维、麻纤维与其它纤维有较大不同。

1）78%硫酸试剂配制：取98%的浓硫酸极缓慢沿杯壁倒入水中，并不断搅拌，直至比重达到1.67即可，1克纤维加入150毫升78%硫酸溶液；

2）60%硫酸溶液试剂配制：取98%的浓硫酸极缓慢沿杯壁倒入水中，并不断搅拌，直至比重达到1.52即可，1克纤维加入150毫升60%硫酸溶液。

从化学试剂溶解性能分析可见，棉纤维、麻纤维、原竹纤维需用78%硫酸试剂来溶解，棉纤维溶解最慢，粘胶纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、丽赛纤维用60%硫酸试剂溶解，天丝纤维即刻溶解，粘胶纤维慢慢溶解，从这很容易区分天丝与粘胶纤维，因所使用试剂不同比较容易将纤维素纤维与棉麻区分开。

小结

1、棉纤维因其独有的特点显而易见识别；

2、粘胶纤维、MODAL(莫代尔)纤维、Tencel（天丝）纤维、丽赛纤维可通过燃烧残留特征结合60%硫酸试剂溶解性能很容易识别；

3、亚麻、苎麻、原竹纤维可通过纤维形态特征结合密度区分，麻纤维密度1.50，原竹纤维密度0.8比较轻。

六、结束语

通过对Tencel天丝纤维性能分析及鉴别可得出下列结论：

1、Tencel天丝纤维具有高聚合度、高结晶度、高湿模量，干湿强度接近，干湿强比85%等优于其它纤维特点。

2、Tencel天丝纤维较高强度，低伸长度等优点，使天丝可纺性好，易染色，纱线非常均匀，织物色泽漂亮。

3、适用范围广，可以制造床上用品及各类服饰用品；既可以纯纺又可以与棉、毛、丝、麻、化学纤维混纺；既能机织又可针织生产出棉型、毛型、丝型、麻型多样风格优质高档丰富多彩纺织产品。

4、天丝产品具有柔软、舒适、透气性好、光滑凉爽、悬垂性好、耐磨等特点。

第2篇：化学纤维特点范文

关键词：切削金属纤维；金属纤维毡；纤维织物；摩擦材料

引言

金属纤维由于具有较高的强度、弹性、导电性、导热性和良好的烧结性，可用于制造过滤用金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、吸声器、防静电板、高强韧性纤维增强陶瓷及刹车片等[1]。

金属纤维的生产方法有：拉拔法、熔抽法、切削法[2]。与其他方法相比较，切削法生产效率高且成本低；切削法制备的金属纤维特点是：长度较短，横断面形状多样且不规则。关于切削金属纤维的技术指标还没有统一国标及检测规程。文章根据切削金属纤维的特点、终端产品的应用需求及其他纺织用化学纤维的检测规程总结了切削金属纤维的相关检测原理和方法。

1 切削金属纤维的技术指标及检测方法

（1）丝径检测。纤维直径是金属纤维的主要特性指标，丝径的粗细直接影响金属纤维毡的过滤精度、透气度及强度；丝径对燃烧器用金属纤维织物透气度和厚度也有重要影响，而且影响纱线的制备工艺。

丝径的测量方法有直接测量法、投影法和金相法、称重法等。直接测量法：用千分尺直接测量单根纤维丝径，每批次随机测量三十根，所得平均值即为本批次纤维的丝径。投影法和金相法：直接用扫描电镜随机测量三十根纤维直径，再求取平均值，如图1所示；制备成金相样品，测量其横断面直径，测三十根求取平均值。称重法：量取相同长度的切削金属纤维一百根，称量一百根纤维的重量，带入公式（1）即可求得纤维的平均丝径[3]。

m=・l・？籽・根数 （1）

m：一百根纤维的总重量，g；ρ：金属密度，g/cm3；d：纤维平均丝径，cm；l：纤维长度，cm。

由于切削金属纤维形貌极不规则，所有用三种方法测丝径的结果不尽相同。直接测量法，由于千分尺很容易夹到纤维最宽面，即测量面是纤维最窄面，所以测得纤维丝径值稍微偏小，但操作简单，经济快捷。投影法和金相法，误差小，更精确，但费用高耗时长。称重法，精确度居中，且经济，但很难取得相同长度的纤维。综上所述，三种方法各有利弊，应根据具体要求选取合适的测量方法。

（2）横断面形貌检测。由于切削金属纤维的特殊加工方式，导致切削金属纤维横断面不同于拉拔金属纤维的圆形断面，而是各种不规则形状，如图2所示。断面形貌会影响金属纤维毡的透气度，太过扁平的纤维会降低金属纤维毡的透气度。断面形貌还会影响燃烧器火焰分布的均匀性。纤维的横断面形状主要取决于切削层形状和切削变形。为了保证终端产品性能，许多企业对切削金属纤维的横断面形貌做出了相关技术要求，要求单根纤维横断面的最长和最短直径比小于2，且90%的纤维达标则整批纤维合格。具体检测方法：制备纤维断面金相样品，如图2所示，过单根纤维中心点的最长直径与最短直径比小于2则为合格。

（3）含油率检测。由于切削加工过程中有切削液和油，使得切削金属纤维表面沾染油渍。从而影响切削金属纤维的使用性能，如：烧结的金属纤维毡表面颜色灰暗，降低刹车片的强度等。含油率的检测方法为[4]：称取切削金属纤维30-50g（精确到0.01g）放入250ml烧杯中，倒入足量丙酮浸泡30min，中间搅拌5次，然后过滤掉丙酮，把烧杯放入烘箱中，在85℃下烘干。确认充分干燥后，将烧杯放入干燥器中冷却至室温。将浸泡、干燥、冷却后的切削金属纤维倒出，称量，精确至0.01g。含有率的计算入公式（2）所示。

m1-经丙酮浸泡并烘干后样品的质量，g；m-试样的质量，g。

（4）长度检测。摩擦材料用切削金属纤维对单根金属纤维长度有所要求并作出了相关规定，其他终端产品虽对纤维长度有要求，但并未作出相应的检测规程。摩擦材料用切削金属纤维长度的检测方法为[4]：铜纤维用筛孔为1.40mm、1.00mm、0.60mm、0.212mm四级筛子，低碳钢纤维用筛孔为1.40mm、0.850mm、0.425mm、0.212mm、0.150mm五级筛子，按筛孔大小顺序叠放在底盘上。称取约100g试样（精确至0.01g），放入最上层筛子中，盖上筛盖。将套筛固定在振筛机上。开动振筛机，筛振15min。筛振完成后，将各层筛子（含底盘）中的筛余物清扫出来，逐一称量，精确至0.01g。筛余物按公式（3）计算。

Ni-各层筛子里的筛余物的质量分数，%；mi-各层筛子里的筛余物的质量，g；m-试样质量，g。

（5）强度检测。切削金属纤维的断裂强度和断裂伸长率直接影响了过滤用金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、刹车片等终端产品的断裂强力和使用寿命。但国标没有对金属纤维的断裂强度做统一规定，各企业则根据纺织用纱线的国标检测方法对金属纤维进行相对类似的检测。检测方法：采用等速伸长型强力试验仪拉伸切削金属纤维直至断裂，同时记录断裂强力和断裂伸长，反复20次试验求取平均值。拉伸速度一般为250-500mm/min，切削金属纤维的夹持长度一般为10-20mm[5]。

（6）成分检测。切削金属纤维的成分会影响终端产品的使用性能。如：不锈钢烧结金属纤维毡中C、Cr和Ni的含量直接影响金属纤维毡的耐腐蚀性，从而影响其使用寿命；燃烧器用铁铬铝纤维织物的稀土元素含量直接影响其最高燃烧温度和使用寿命。对于金属中化学元素成分含量的检测国标GB223.《钢铁及合金化学分析方法》中有详细说明[6]，在此不多做解释。

2 结束语

切削金属纤维各指标之间是相互影响，相互联系的，例如：丝经太细，强度必然降低；加工过程中横断面形貌和纤维长度之间也相互关联。切削金属纤维的各指标参数共同决定了各终端产品的性能参数。因此，只有全面地了解切削金属纤维的指标，才能设计、制造出满足不同需要的高品质烧结金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、刹车片等终端产品。

参考文献

[1]许佩敏，张健，孙旭东.我国金属纤维及制品的应用研究状况[J].稀有金属快报，2008，27（9）：11-16.

[2]奚正平，汤慧萍.烧结金属多孔材料[M].北京：冶金工业出版社，2009.

[3]全国有色金属标准化技术委员会.GB/T 15077-2008贵金属及合金材料几何尺寸测量方法[S].北京：中国标准出版社，2008.

[4]全国非金属矿产品及制品标准化技术委员会.JC/T2004-2010摩擦材料用金属纤维[S].北京：中国标准出版社，2010.

第3篇：化学纤维特点范文

关键词：差别化纤维，纺纱工程；加湿；保湿；回潮率；控制；质量

中图分类号：TS104 文献标志码：B

Humidity Management for Differential Fiber Spinning Process

Abstract： The paper discusses the effect of humidifying and moisturizing on the yarn quality when spinning differential fibers into yarn. By taking appropriate humidifying and moisturizing measures in accordance with fiber’s moisture absorption and desorption properties across the entire spinning process， problems such as static winding and low strength resulting from moisture regain difference can be effectively solved and yarn quality can be significantly improved.

Key words： differential fiber； spinning process； humidifying； moisturizing； moisture regain； control； quality

差别化纤维纺由于不同纤维分子结构，存在以下差异：纤维吸湿性差异较大；标准回潮状态下平衡时间差异大；纤维吸湿平衡后回潮差异大；放湿时间差异大；摩擦系数差异大。以致生产中出现导电性能差，产生电荷不能迅速转移而发生聚集，造成静电影响生产。温湿度调控和空气调节过程中，受差别化纤维特殊性能的影响，单一调节很难保持回潮率在一定的范围内，因此合理采取系统流程吸湿保湿的控制措施，对减少静电集聚、纺好差别化纤维至关重要。

1 加湿保湿对差别化纤维纺纱过程的影响

差别化纤维有别于常规性能的化学纤维，通过采用化学或物理等手段后，其结构、形态等特性发生改变，具有了某种或多种特殊功能的复合纤维、再生纤维素纤维等。加湿保湿对差别化纤维的作用主要是保持合理的回潮率，满足生产和质量的需要。在实际生产中，差别化纤维物理性能差异很大，由于其导电性能差，纤维吸湿快吸快放等特性，产生电荷不能迅速转移而发生聚集，造成静电产生影响生产。差别化纤维相对湿度过低，回潮率偏小对质量的影响见表 1。

2 差别化纤维纺纱过程加湿保湿的相关规律和影响因素

2.1 纤维的热湿交换规律

纤维回潮率在空气含湿量大于纤维本身时含水时放湿，小于时放湿。纤维本身运动：在环境温度高于纤维温度时，纤维吸热放湿，在纤维温度低于环境温度时，吸湿放热。在一定的温度条件下，纤维制品本身温度低于环境温度时，放热吸湿，高于环境温度时吸热放湿。空气中含水程度相对湿度表示纤维的回潮率越大，即吸收的水分越大，要提供相应的吸湿环境，反之则反之。

2.2 差别化纤维加湿保湿的重要性

在差别化生产中，提高回潮率、加强静电的转移是有效措施。加湿和保湿是在整个纺纱流程中进行控制，主要根据生产流程中的吸放湿性能和生产特点进行加湿。保湿则是在加湿之后，为实现回潮率稳定采取的措施。合理的加湿，保证纤维在开松、梳理、牵伸、卷绕之间减小过大摩擦力，减少静电的产生；有效的保湿，保证纤维在加工过程中的吸放湿以及热湿交换，利于纺纱过程的质量稳定。

2.3 差别化纤维纺纱过程中影响吸放湿的因素

影响吸放湿平衡的六大因素包括：生产环境放湿状态、纤维松散状态、纤维运动状态、纤维制品停放时间、纤维性质、纤维通道封闭状态。

2.3.1 生产环境吸放湿状态

根据纤维的热湿交换规律，纤维回潮率在空气含湿量大于纤维本身时含水时放湿，小于时放湿。不同的生产环境会影响纤维的热湿交换，具体在工序中的热湿交换吸放湿状态见表 2。

2.3.2 纤维运动状态

运动状态下，吸放湿状态快，静止时慢；受热状态下，吸放湿状态快，冷时时间较长。环境温差大时，吸放湿的速度快；牵伸截面内纤维运动的剧烈程度与吸湿平衡有关。具体参见表 3。

2.3.3 纤维松散状态

排列程度状态松紧时，吸放湿的时间平衡不一样；在棉网时又能吸收一部分，吸湿放湿不能绝对而是相对应的变化动态，纤维集聚牵伸，又开始产生放湿。具体参见表 3。

2.3.4 纤维制品存放时间

纤维的热湿交换与存放时间有关，存放时间长，回潮平间充分，回潮率同环境差异小。具体参见表 3。

2.3.5 纤维通道的封闭状态

纤维通道封闭时，与外界的热湿交换较为缓慢，因此加湿不利，但是利于保湿，如棉条桶内的制品；外界接触较多的纤维可以直接采用加湿的措施，但是要注意保湿，减少散失。因此封闭性能较好的设备回潮率相对应低一些。具体参见表 3。

2.3.6 不同的纤维性质

不同纤维的性质在不同工序下的吸放湿状态不同，一些疏水基的纤维回潮率非常小，在流程中需要加湿，一些快吸快放的纤维需要加湿之后的合理保湿。因此，在差别化纤维纺纱过程中，纤维的差异性能相差很大，针对纤维性质的加湿保湿尤其重要。特别是局部加湿和系统加湿相结合，才能有效保证。具体纤维回潮率对比见表4。

3 差别化纤维纺纱过程加湿保湿的系统控制

加湿的措施主要有在线加湿、定点加湿、机上加湿、半制品加湿、喷雾加湿、喷水加湿、环境加湿，保湿的措施主要有环境保湿、容器保湿、封闭保湿。

3.1 松包室加湿保湿措施

松包间内的纤维基本处于一种自然状态，没有设备余热和空调。差别化纤维在松包室以加湿为主，保湿为辅。采取的措施主要有 3 种：（1）喷头加湿：高空加装加湿碰头，松包后直接加湿，充分回潮；（2）雾化加湿器加湿：加装雾化加湿器喷头加湿，提高纤维回潮率；（3）助剂油剂加湿：如一些改性腈纶，涤纶加油剂提高可纺性能。经过以上措施控制，根据纤维的特点设定加湿的实践和方法，能够满足纤维加工的需要。具体加湿效果见表 5。

3.2 开清棉盘上动态加湿

一般采用多喷头直接加湿，以实现空调设备不能达到的回潮效果。开清棉剧烈程度，补风多，快吸快放，快加湿，每盘存放量 2 ～ 10 t，每盘生产时间 4 ～ 12 h，与空气环境的接触时间长。具体装置：抓包机前后装上喷头，喷头雾化量2.8 ～ 3 L/h，雾化粒度 5 ～ 10 μm，空气压力0.4 ～0.6 MPa，根据生产量进行加装控制。实行与抓棉设备同时进行同步控制，即抓棉机停，喷头停止喷水，抓棉机运转，喷头开始喷水。具体原理见图 1，使用效果见表 6。

2.3 棉箱机台在线加湿

在A035机后，纤维经过角钉的扯松变得较为蓬松，易加湿，对一些快吸快放的纤维采取机台在线加湿，装置简单，对生产较为有利。具体加装示意图见图 2。

采取棉箱机台在线加湿后，棉卷的回潮率可以提高1% ～ 2%，对经过棉箱后纤维回潮变化有一定补偿，利于生产和质量。

2.5 棉卷加湿棚加湿保湿

在棉卷存放时采取加湿和保湿同时进行，加湿措施一般是在加湿棚内进行，采取1 200 mm × 980 mm（长×宽）PVC塑料布或100目/25.4 mm2包卷进行保湿。具体措施：将下机后的成卷进行包卷，放置到加湿棚内，进行恒湿设定加湿控制，使纤维始终在可控的回潮率范围内，利于生产和质量。采取此项措施后，成卷到梳棉机后的棉卷回潮不发生变化，且能够充分回潮，利于生产和质量。具体装置见图 3，使用效果见表 7。

2.6 梳棉局域加湿

棉卷宜在梳棉车间少量放湿，使生条处于内湿外干状态。在梳棉机上，棉纤维在线速度近1 000 m/min的刺辊和锡林分梳区间呈单纤维状态运行。同清棉工序一样，棉纤维在低静压的气流中放湿。而单纤维的比表面积比束丝状态原棉大，有利于纤维放湿。车间温度较高也有利于纤维放湿。差别化纤维梳理时，如果相对湿度太低，则会产生棉网上飘、棉条蓬松、落棉飞花增多、静电缠绕等不利情况。针对这种情况一般采取梳棉给予加湿的措施：高空喷头加湿，或者局域小范围隔离加湿，保证相对湿度满足生产的需要。在加工改性涤纶生产中，由于其需要较高的相对湿度才能正常生产，而车间空调加湿系统只能满足60%的相对湿度。如果加大对其他纤维产生影响，采取局域隔离加湿的措施，隔距机台进行布置加湿点，1 h内使局域的相对湿度达到70%以上，既满足了改性涤纶的纺纱需要，同时也不影响其他纤维的正常生产。

2.7 并条工序采取机后加湿机前保湿的措施

并条工序在加工差别化纤维的特点是：棉网状态相对集中，但是在机后可以吸湿，在机前的胶辊受热处放湿，基本能够保持吸放湿平衡。并合后的变化多；在松散处吸热放湿，经过一并二并的热量叠加，一并吸湿，二并放湿。为保证生产相对应的相对湿度，同时减少机前条子的散湿，采取机后定点定量加湿、机前容器密封保湿。具体措施：并条机后加装隔离棚，相对密封加湿进行恒湿加湿；开纺时置于条桶内，满桶后封袋保湿，对特殊品种采取此项措施，可以减少粗纱机后的加湿。一般并条加湿要求达到纤维公定回潮率70% ～ 80%。聚酯纤维要求达到80%以上的公定回潮率。并条隔离加湿见图 4。

2.8 粗纱加湿保湿

二并的稍微吸湿，可以为粗纱预吸湿提供条件，剧烈牵伸，机后的缓和运行，纤维松散容易吸湿平衡，并且可以达到充分的吸湿平衡。粗纱工序的加湿一般采用喷头加湿，调节好局域温差，满足生产需要。对下机粗纱一般采取加湿棚内粗纱定点加湿保湿，稳定回潮满足生产需要。同时根据存放时间的长短进行恒湿控制，保证回潮率控制在合理范围。粗纱加湿要求达到纤维公定回潮率的70% ～80%，聚酯纤维要求达到85%以上的公定回潮率。

2.9 细纱加湿保湿湿控制措施

细纱车间温度较高，一般是放湿状态，加湿的措施一般是车间喷头加湿，下机制品存放加湿。粗纱工序的加湿一般采用喷头加湿，调节好局域温差，满足生产需要。对下机制品粗纱，一般采取加湿棚内粗纱定点加湿保湿，稳定回潮满足生产需要。细纱加湿要求达到纤维公定回潮率的75% ～ 85%，聚酯纤维要求达到85%以上的公定回潮率。

2.10 自络加湿系统

自络工序温度升高，易放热吸湿，其加湿是为了防止高速退绕造成的毛羽增加或者飞花增加。一般是在车间或者成包间进行喷雾加湿、喷水加湿、超声波加湿、环境加湿等满足生产需要。加湿装置在车间加湿喷头布点时，注意避开直喷电清，减少对电容式电清的干扰影响。加湿的标准按照企业成包质量要求进行设定。加湿布点一般是两端布点。

3 结语

差别化纤维纺纱由于纤维分子结构不同，生产中影响纤维回潮率造成静电缠绕，影响生产质量。实际调控中，受差别化纤维特殊性能影响，仅采用空调措施很难控制回潮率，无法满足生产和质量需要。根据纤维性能和纤维热湿交换规律，通过实践在纺纱工艺流程中采取原棉、开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、自络、装包间等系统流程中，采取合理的加湿和保湿措施，控制纺纱过程中纤维的有序吸湿放湿，能够有效控制纺纱过程中因回潮造成的静电缠挂绕、生活难做、强力低、毛羽高等问题，对提高差别化纤维成纱质量有明显效果。

参考文献

[1] 王介生.棉纺工程气流的分析与应用[J]. 棉纺织技术，2000，28（9）：55-56.

[2] 黄翔.纺织空调技术手册[M].北京：中国纺织出版社，2003.

第4篇：化学纤维特点范文

关键词：柔顺光洁纺纱；纱线毛羽；熨烫加热；产业化应用

中图分类号： TS104.7 文献标志码：A

An Analysis on a Novel Staple Spinning Technology and Its Applications

Abstract： European-developed spinning technologies usually reduce harmful hairiness by optimizing process and employing extra-mandatory control over the fiber assembly. The most sophisticated compact spinning technology can reduce 3-mm hairiness by as high as 80%. However， there exist problems such as high energy consumption and high rigidity of the spun yarn for pneumatic compact spinning. To overcome these problems， this paper develops a novel soft and smooth spinning technology to improve staple spun yarn properties by reducing fiber rigidity online； relevant equipment of this novel spinning technology is also developed to produce soft and smooth yarn with compact smooth surface and sufficient fiber-migration inner-structure. As the novel soft and smooth spinning technology has advantages such as easy operation， low energy consumption， excellent performance of eliminating hairiness， it has been widely and industrially applied to cotton， ramie and chemical staple fiber spun yarn production.

Key words： soft and smooth spinning； yarn hairiness； ironing and heating； industrial application

环锭纺纱属于握持端纺纱，对纤维成形控制力优良，迫使须条纤维呈内外转式扭转抱合成纱，所纺纱线结构致密、强力高，因此适应原料、纱支品种范围广，目前在纺织生产中仍占主导地位。在环锭纺纱过程中，加捻须条所含纤维量越少、加捻纱线抱合强力越小，就越容易发生纺纱断头，因此普通环锭纺纱所纺短纤纱中至少含有30根纤维，成纱极限支数遇到瓶颈。针对该技术瓶颈，本课题组与山东如意纺织合作，研发出嵌入式复合纺纱技术，加工出附加值高的超高支纱线及其制品。另一方面，环锭纺纱三角区须条边缘纤维受控性差、边缘纤维脱离钳口握持后形成飞花或长毛羽，导致环锭纱线有害毛羽过多、条干不匀率和强度恶化、纱线终端制品质量下降的技术问题，纤维刚度越高，上述技术问题越严重。针对该数百年来制约纱线高品质成形的毛羽问题，欧洲国家在国际上推出负压集聚纺技术，降低环锭纱线 3 mm以上有害毛羽高达80%，但耗能大、成本高，且有限的气流控制力尚无法满足粗特或高刚性纤维纱条的高品质成纱需求。因此，需要研发一种具有普适性、低成本能耗、低碳环保的纱线高端制造技术，大幅提升环锭纱线及其制品质量，对促进纺织工业精品化、高科技化将具深远意义。

本文针对环锭纱线高品质成形及负压集聚纺纱技术存在的问题，从改善纤维成纱的共性角度实施创新，在环锭纺纱三角区设置熨烫接触面，仅对局部成纱区内须条纤维进行湿热处理（能耗低），达到纤维玻璃化转变温度，瞬间降低纤维刚度，提高纤维受控性能，协同接触抚顺式加捻作用控制纤维在纱表紧密包缠、在纱内充分转移抱合，制造出具有表层致密光洁、内部柔顺结构的高品质纱线，形成柔顺光洁纺纱原理和技术，巧妙地解决了纤维高品质成纱的共性问题。通过原理固化和集成创新，研制出柔顺光洁纱线高端制造技术装备，以较低成本开发出系列高附加值产品，并在棉、麻、化纤等纺纱系统实现了产业化应用，达到国际领先水平。

1 柔顺光洁纺纱技术特征

1.1 柔顺光洁纺纱理论特征

基于大量研究和机理解析，凝练出纤维本身刚度和回弹性是决定纱线加工品质的共性科学机制：纤维刚度大、回弹性高，成纱品质低（图 1）。

内部结构和外界温湿度共同决定纤维刚度和回弹性。常规纺织纤维内部大分子间具有滑移、重键构特征，在非热解降解范围内温度升高，纤维储能模量降低，刚性和弹性下降（图 2），纤维自身变形和受控能力大幅提升。

基于决定纤维成纱高品质的共性科学机制，从改善纤维自身变形和受控能力的角度实施创新，首次提出了通过在线降低纤维刚度来提高成纱品质的“柔顺光洁纺纱方法”，凝练出柔顺光洁纱线高端制造技术的核心原理：仅在纺纱三角区加装柔顺光洁处理装置，通过柔顺光洁处理装置的熨烫接触面形成柔化接触区，瞬间降低纤维刚度，大幅提高纤维易变形和受控能力（图 3）。

式（1）中：l为外露纤维头端长度；N为纤维头端所受握持面压力；q为纤维重力（假设可忽略）；d为纤维的横截面直径；σmax为纤维在弯曲支点O所承受最大抗弯应力；T为转移纤维头端所需扭力。式（1）表明外露纤维越长、抗弯应力（刚度）越小，越易变形和受控扭转而移入纱体。

同时在柔化接触区对纺纱三角区须条边缘纤维进行抚顺式握持，协同加捻扭力和引纱张力作用，有效提高纱条内部纤维转移、捕捉和紧密缠绕纱条外露毛羽（图4），大幅提高成纱品质。

1.2 柔顺光洁纺纱装备特征

通过原理固化、集成创新、模块化设计，研制出柔顺光洁纺纱技术装备。

1.2.1 柔顺光洁处理模块功能强、精密耐用、小巧美观

循环优化半导体陶瓷粉料（BaTiO3掺稀土）配方及造粒-成形-烧结-上电极工艺，实现了高精确自控温安全熨烫；通过优化绝热防护结构，实现了定向定量精准释放热量；高精密优化设计和加工耐磨陶瓷接触工作面形态和光滑度。通过柔顺光洁处理模块的多功能一体化设计，包括自控温、定向释热、报警显示、防护等，成功研制出成熟的功能强大、精密耐用、小巧美观的柔顺光洁处理模块，实现温控自动化、耗能最小化、操作便捷安全化。

1.2.2 装置及连接基座的设备性强

综合各型号细纱机母体结构特征，研制出柔洁纺纱装置架，与柔顺光洁处理模块之间实现插拔式精确连接；研制出连接基座，实现调节安装柔洁纺纱装置，实现熨烫接触面与三角区纱条的高度协同成形；完成对约束紧度调节模块的设计（图 5），实现对不同细纱机台上所纺纱线表面毛羽包缠紧度的在线调节。

1.2.3 电控模块装备可视、安全、简洁

完成电控系统模块的集成控制和连接设计，实现安装拆卸便捷化、安全保护自动化、功率能耗可视化。经集成创新和循环优化，柔顺光洁纱线高端制造技术装备成熟，挡车操作方便，目前纺纱效率在97%以上。

1.2.4 柔顺光洁纺纱装备成本较低

与负压集聚纺相比，本项目技术仅采用小局部定向熨烫加热，运行能耗和成本低：目前经纬纺机推出柔洁纺装备单锭能耗为2.85 W（负压紧密纺装置单锭约为11.9 W）；单锭购买安装成本大幅降低。

1.2.5 柔顺光洁纺纱装备普适性强

目前柔顺光洁纱线高端制造装备是针对量大、面广的棉型细纱机（占细纱机总量85%以上）进行设计和研制的，已成熟应用于棉纤维、棉型化纤、短麻纺等纱线的高端制备。

1.3 柔顺光洁纺纱产品特征

实践研究表明：转杯纺纱体为内紧外松式层状包缠结构（图6（a））；涡流纺纱体为螺旋直径递增的纤维单螺旋包缠结构（图6（b）），纱表光洁、抗起球；但转杯纺、涡流纺纱体内部结构纤维内外转移不足、抱合力差，纱强低，严重制约纱线高品质。环锭纺纱体内纤维内外转移充分（图6（c））、抱合力大，纱强高，但纱表有害毛羽多、易起球；紧密纺降低环锭纺表面毛羽，但增加纱体内部紧度，纱体硬化，严重制约了环锭纱线高品质。

针对上述纱线结构特征和缺陷，采用柔顺光洁纱线高端制造技术，瞬间降低纺纱三角区纤维刚度，提高纤维变形和受控能力，增强纱内纤维转移率，改善成纱强度和柔顺度；抚顺握持协同加捻和引纱张力作用，捕捉和紧密包缠纱条外露毛羽，配合约束紧度调节模块，再次强化毛羽包缠紧度，提高纱线表层光洁致密度。产业化实践数据表明：柔顺光洁纱线具有全新优质结构，能集中发挥内外结构优势，表现出柔顺光洁（图 7）、高强的高品质性能。由于柔顺光洁纱线保留了纱线内部纤维充分内外转移特征，与内部纤维排列较为平直的紧密纺纱线相比，所制成的针织面料硬挺度较小。

2 柔顺光洁纺纱技术应用

2.1 柔顺光洁纺纱技术应用于棉纺

柔顺光洁纺纱装备主要针对棉纺加工，适合针织棉纱的柔顺光洁成形，大幅降低针织棉纱毛羽（表 1），提高纱线强伸性能（表 2）。

2.2 柔顺光洁纺纱技术应用于化纤纺

化学纤维一般具有明显的玻璃化转变温度，热敏度高。因此普适性柔顺光洁纺纱技术特别适用于纺制化学短纤纱的生产，实践表明柔顺光洁纺纱技术能够降低涤纶短纤纱毛羽高达91.5%，降低粘胶短纤纱毛羽高达93.2%。

2.3 柔顺光洁纺纱技术应用于麻纺

自然界中存在许多优质、高性能纤维原料，如具有抗菌性能的麻纤维、高耐磨高强功能的竹纤维等；然而这些优质高功能纤维（如麻纤维、芳纶等）往往存在高刚度问题，加捻扭转抱合困难，造成纤维成纱品质低下。以麻纤维为例，麻是一种优质的天然纤维素纤维材料，具有抗菌、吸湿排汗、防臭防虫等特质，但麻纤维刚度大、扭转形变差等特点，尚不能通过负压式集聚纺、赛络纺等加工成高品质纱线，纤维特质得不到充分发挥和利用。通过本项目技术在难纺高刚度麻类纺纱领域的推广应用，开发出柔顺光洁的汉麻军品纱，与对应的普通环锭纺相比，纱线 3 mm毛羽降低81.7%；开发出柔顺光洁苎麻纱，与对应的普通环锭纺相比，纱线 3 mm毛羽降低70.4%，从而实现了难纺纤维的高品质光洁成纱，拓展了纺织原料的种类。

3 结论

针对环锭纱线高品质成形及负压集聚纺纱技术存在的问题，从改善纤维成纱的共性角度实施创新，研发出通过在线降低纤维刚度以提高成纱性能的柔顺光洁纺纱技术，研制出安装运行成本低、操作便捷的柔顺光洁纺纱装备，实现了柔顺光洁纱线的安全、便捷、低成本纺制，制造出具有表层致密、内部纤维充分转移结构的柔顺光洁纱线，技术得到产业化应用。

（致谢： 非常感谢国家自然科学基金委（国家自然科学基金青年科学基金项目No. 51403161；国家自然科学基金杰出青年基金项目No.51325306）和湖北省科学技术厅（湖北省自然科学基金青年基金项目No.2014CFB755）对本研究的资助。）

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