化學纖維特點精選(九篇)

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第1篇：化學纖維特點范文

【關(guān)鍵詞】Tencel（天絲）纖維；生產(chǎn)工藝；規(guī)格；性能特點；鑒別方法

紡織纖維分為天然纖維和化纖纖維；天然纖維有植物纖維棉、麻，動物纖維絲、毛等；化學纖維有人造纖維和合成纖維；人造纖維是用自然界存在材料制造的，性能和天然纖維相似，植物纖維主要有纖維素纖維如粘膠纖維、天絲、原竹纖維等，合成纖維從石油中提取，主要有滌綸、錦綸、腈綸、氨綸、丙綸、維綸等。

眾所周知，世界石油資源日益減少，原油價格不斷上漲，使傳統(tǒng)合成高分子纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到大大制約且污染嚴重。天絲原料來自自然界植物，它們是取之不盡、用之不竭的可再生資源，而且這些材料易被自然界生化降解，對環(huán)境無污染，尤其可以通過化學、物理方法改性成為新材料，其性能由于傳統(tǒng)天然纖維和和化學纖維，成為流行時尚。

一、Tencel（天絲）纖維生產(chǎn)工藝

先將纖維素漿粕（a～纖維素含量96.5%～98.8%，DP為700～1000）與含水量大于17%的NMMO混合，在60℃下研磨成均勻的“懸濁分散液”在筒狀料斗中緩緩攪拌以促使纖維素充分溶脹，然后將之連續(xù)喂入螺桿擠壓機中施加剪切。通過螺桿機上方的排料孔既然薄膜蒸發(fā)機，除去過量水分。當含水量降至13.3%在95～100℃下，纖維素充分溶解于溶劑中，制成粘度很高的10%～15%纖維素紡絲液。紡絲液經(jīng)過濾后，在100℃下從噴頭干或濕法噴出。經(jīng)過空氣降溫牽引提高取向度和強力，進入含量大于17%的NMMO凝固浴而析出成絲以后再經(jīng)水洗、上油、干燥、卷曲、切斷，制成天絲纖維。

二、Tencel（天絲）纖維性能分析

1、Tencel（天絲）纖維的常用規(guī)格有1.4dtexX38mm,和1.4dtexX51mm用于棉型低線密度紗，1.7dtexX38mm和1.7dtxX51mm用于棉型紗；2.4dexX70mm用于精梳毛型紗等。

2、Tencel（天絲）纖維與其他纖維物理性能比較如表1

由表中數(shù)據(jù)說明天絲具有高的干、濕強力，干濕強比85%;天絲具有較高的溶脹性，干濕體積比1:1.4，吸濕性能恰到好處。

3、Tencel（天絲）纖維聚合度高

聚合度表示聚合體中分子的大小程度，Tencel（天絲）纖維聚合度較高，與原料漿粕聚合度非常相似，如表2所示。

隨著纖維聚合度的提高，紡織品加工適應(yīng)性、織物尺寸穩(wěn)定性、耐洗性也相應(yīng)提高，會大大提高織物產(chǎn)品的柔軟性、透氣性、舒適性、吸濕性和懸垂性等使用性能。

4、Tencel（天絲）纖維的結(jié)晶度較高

Tencel（天絲）纖維的結(jié)晶度與其他纖維的比較，如表3。

三、Tencel（天絲）纖維的結(jié)構(gòu)

Tencel（天絲）纖維的生產(chǎn)方法屬于在空氣中從噴頭噴出，然后經(jīng)NMMO凝固浴而析出成絲以后再經(jīng)水洗、上油、干燥、卷曲、切斷，制成天絲纖維，普通粘膠纖維是在凝固浴中噴絲，由于空氣牽伸， Tencel（天絲）纖維的分子取向性好，分子排列的緊密程度高于粘膠纖維許多，呈現(xiàn)出桃皮絨感（薄起毛風格），通過調(diào)整牽伸度的程度，改變其原纖化產(chǎn)生的狀況。

四、Tencel（天絲）纖維的質(zhì)量檢驗

無論進口還是國產(chǎn)Tencel（天絲）纖維，為保證其質(zhì)量必須進行嚴格檢驗與管理，檢驗項目有聚合度，纖維油跡附著量、強度、伸長度、白度、卷曲數(shù)、卷曲率、染著性、短纖維形狀等。

五、Tencel（天絲）纖維的鑒別

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，開發(fā)了許多新型再生纖維素纖維如Tencel（天絲）纖維、原竹纖維、MODAL（莫代爾）、麗賽等，這類纖維在本質(zhì)上都是纖維素纖維類別，在生產(chǎn)中、生活及服飾用品面料如何識別他們有很大難度。在多年教學中，通過大量實驗及參與廠家生產(chǎn)實踐，總結(jié)出一套簡單易行，適于企業(yè)及消費者掌握的鑒別方法。主要從形態(tài)特征、燃燒狀態(tài)、化學試劑性能溶解相結(jié)合來觀察、比較、分析逐一區(qū)分鑒別。

從形態(tài)特征上看，亞麻、苧麻與原竹纖維有相似之處，天絲纖維與麗賽纖維相似，粘膠纖維與莫代爾相似，它們與棉纖維有明顯不同。

從燃燒狀態(tài)看，粘膠纖維與莫代爾纖維差異較大，天絲纖維與麗賽纖維差異較大，棉纖維、麻纖維與其它纖維有較大不同。

1）78%硫酸試劑配制：取98%的濃硫酸極緩慢沿杯壁倒入水中，并不斷攪拌，直至比重達到1.67即可，1克纖維加入150毫升78%硫酸溶液；

2）60%硫酸溶液試劑配制：取98%的濃硫酸極緩慢沿杯壁倒入水中，并不斷攪拌，直至比重達到1.52即可，1克纖維加入150毫升60%硫酸溶液。

從化學試劑溶解性能分析可見，棉纖維、麻纖維、原竹纖維需用78%硫酸試劑來溶解，棉纖維溶解最慢，粘膠纖維、莫代爾纖維、天絲纖維、麗賽纖維用60%硫酸試劑溶解，天絲纖維即刻溶解，粘膠纖維慢慢溶解，從這很容易區(qū)分天絲與粘膠纖維，因所使用試劑不同比較容易將纖維素纖維與棉麻區(qū)分開。

小結(jié)

1、棉纖維因其獨有的特點顯而易見識別；

2、粘膠纖維、MODAL(莫代爾)纖維、Tencel（天絲）纖維、麗賽纖維可通過燃燒殘留特征結(jié)合60%硫酸試劑溶解性能很容易識別；

3、亞麻、苧麻、原竹纖維可通過纖維形態(tài)特征結(jié)合密度區(qū)分，麻纖維密度1.50，原竹纖維密度0.8比較輕。

六、結(jié)束語

通過對Tencel天絲纖維性能分析及鑒別可得出下列結(jié)論：

1、Tencel天絲纖維具有高聚合度、高結(jié)晶度、高濕模量，干濕強度接近，干濕強比85%等優(yōu)于其它纖維特點。

2、Tencel天絲纖維較高強度，低伸長度等優(yōu)點，使天絲可紡性好，易染色，紗線非常均勻，織物色澤漂亮。

3、適用范圍廣，可以制造床上用品及各類服飾用品；既可以純紡又可以與棉、毛、絲、麻、化學纖維混紡；既能機織又可針織生產(chǎn)出棉型、毛型、絲型、麻型多樣風格優(yōu)質(zhì)高檔豐富多彩紡織產(chǎn)品。

4、天絲產(chǎn)品具有柔軟、舒適、透氣性好、光滑涼爽、懸垂性好、耐磨等特點。

第2篇：化學纖維特點范文

關(guān)鍵詞：切削金屬纖維；金屬纖維氈；纖維織物；摩擦材料

引言

金屬纖維由于具有較高的強度、彈性、導電性、導熱性和良好的燒結(jié)性，可用于制造過濾用金屬纖維氈、燃燒器用金屬纖維織物、吸聲器、防靜電板、高強韌性纖維增強陶瓷及剎車片等[1]。

金屬纖維的生產(chǎn)方法有：拉拔法、熔抽法、切削法[2]。與其他方法相比較，切削法生產(chǎn)效率高且成本低；切削法制備的金屬纖維特點是：長度較短，橫斷面形狀多樣且不規(guī)則。關(guān)于切削金屬纖維的技術(shù)指標還沒有統(tǒng)一國標及檢測規(guī)程。文章根據(jù)切削金屬纖維的特點、終端產(chǎn)品的應(yīng)用需求及其他紡織用化學纖維的檢測規(guī)程總結(jié)了切削金屬纖維的相關(guān)檢測原理和方法。

1 切削金屬纖維的技術(shù)指標及檢測方法

（1）絲徑檢測。纖維直徑是金屬纖維的主要特性指標，絲徑的粗細直接影響金屬纖維氈的過濾精度、透氣度及強度；絲徑對燃燒器用金屬纖維織物透氣度和厚度也有重要影響，而且影響紗線的制備工藝。

絲徑的測量方法有直接測量法、投影法和金相法、稱重法等。直接測量法：用千分尺直接測量單根纖維絲徑，每批次隨機測量三十根，所得平均值即為本批次纖維的絲徑。投影法和金相法：直接用掃描電鏡隨機測量三十根纖維直徑，再求取平均值，如圖1所示；制備成金相樣品，測量其橫斷面直徑，測三十根求取平均值。稱重法：量取相同長度的切削金屬纖維一百根，稱量一百根纖維的重量，帶入公式（1）即可求得纖維的平均絲徑[3]。

m=?l?？籽?根數(shù) （1）

m：一百根纖維的總重量，g；ρ：金屬密度，g/cm3；d：纖維平均絲徑，cm；l：纖維長度，cm。

由于切削金屬纖維形貌極不規(guī)則，所有用三種方法測絲徑的結(jié)果不盡相同。直接測量法，由于千分尺很容易夾到纖維最寬面，即測量面是纖維最窄面，所以測得纖維絲徑值稍微偏小，但操作簡單，經(jīng)濟快捷。投影法和金相法，誤差小，更精確，但費用高耗時長。稱重法，精確度居中，且經(jīng)濟，但很難取得相同長度的纖維。綜上所述，三種方法各有利弊，應(yīng)根據(jù)具體要求選取合適的測量方法。

（2）橫斷面形貌檢測。由于切削金屬纖維的特殊加工方式，導致切削金屬纖維橫斷面不同于拉拔金屬纖維的圓形斷面，而是各種不規(guī)則形狀，如圖2所示。斷面形貌會影響金屬纖維氈的透氣度，太過扁平的纖維會降低金屬纖維氈的透氣度。斷面形貌還會影響燃燒器火焰分布的均勻性。纖維的橫斷面形狀主要取決于切削層形狀和切削變形。為了保證終端產(chǎn)品性能，許多企業(yè)對切削金屬纖維的橫斷面形貌做出了相關(guān)技術(shù)要求，要求單根纖維橫斷面的最長和最短直徑比小于2，且90%的纖維達標則整批纖維合格。具體檢測方法：制備纖維斷面金相樣品，如圖2所示，過單根纖維中心點的最長直徑與最短直徑比小于2則為合格。

（3）含油率檢測。由于切削加工過程中有切削液和油，使得切削金屬纖維表面沾染油漬。從而影響切削金屬纖維的使用性能，如：燒結(jié)的金屬纖維氈表面顏色灰暗，降低剎車片的強度等。含油率的檢測方法為[4]：稱取切削金屬纖維30-50g（精確到0.01g）放入250ml燒杯中，倒入足量丙酮浸泡30min，中間攪拌5次，然后過濾掉丙酮，把燒杯放入烘箱中，在85℃下烘干。確認充分干燥后，將燒杯放入干燥器中冷卻至室溫。將浸泡、干燥、冷卻后的切削金屬纖維倒出，稱量，精確至0.01g。含有率的計算入公式（2）所示。

m1-經(jīng)丙酮浸泡并烘干后樣品的質(zhì)量，g；m-試樣的質(zhì)量，g。

（4）長度檢測。摩擦材料用切削金屬纖維對單根金屬纖維長度有所要求并作出了相關(guān)規(guī)定，其他終端產(chǎn)品雖對纖維長度有要求，但并未作出相應(yīng)的檢測規(guī)程。摩擦材料用切削金屬纖維長度的檢測方法為[4]：銅纖維用篩孔為1.40mm、1.00mm、0.60mm、0.212mm四級篩子，低碳鋼纖維用篩孔為1.40mm、0.850mm、0.425mm、0.212mm、0.150mm五級篩子，按篩孔大小順序疊放在底盤上。稱取約100g試樣（精確至0.01g），放入最上層篩子中，蓋上篩蓋。將套篩固定在振篩機上。開動振篩機，篩振15min。篩振完成后，將各層篩子（含底盤）中的篩余物清掃出來，逐一稱量，精確至0.01g。篩余物按公式（3）計算。

Ni-各層篩子里的篩余物的質(zhì)量分數(shù)，%；mi-各層篩子里的篩余物的質(zhì)量，g；m-試樣質(zhì)量，g。

（5）強度檢測。切削金屬纖維的斷裂強度和斷裂伸長率直接影響了過濾用金屬纖維氈、燃燒器用金屬纖維織物、剎車片等終端產(chǎn)品的斷裂強力和使用壽命。但國標沒有對金屬纖維的斷裂強度做統(tǒng)一規(guī)定，各企業(yè)則根據(jù)紡織用紗線的國標檢測方法對金屬纖維進行相對類似的檢測。檢測方法：采用等速伸長型強力試驗儀拉伸切削金屬纖維直至斷裂，同時記錄斷裂強力和斷裂伸長，反復20次試驗求取平均值。拉伸速度一般為250-500mm/min，切削金屬纖維的夾持長度一般為10-20mm[5]。

（6）成分檢測。切削金屬纖維的成分會影響終端產(chǎn)品的使用性能。如：不銹鋼燒結(jié)金屬纖維氈中C、Cr和Ni的含量直接影響金屬纖維氈的耐腐蝕性，從而影響其使用壽命；燃燒器用鐵鉻鋁纖維織物的稀土元素含量直接影響其最高燃燒溫度和使用壽命。對于金屬中化學元素成分含量的檢測國標GB223.《鋼鐵及合金化學分析方法》中有詳細說明[6]，在此不多做解釋。

2 結(jié)束語

切削金屬纖維各指標之間是相互影響，相互聯(lián)系的，例如：絲經(jīng)太細，強度必然降低；加工過程中橫斷面形貌和纖維長度之間也相互關(guān)聯(lián)。切削金屬纖維的各指標參數(shù)共同決定了各終端產(chǎn)品的性能參數(shù)。因此，只有全面地了解切削金屬纖維的指標，才能設(shè)計、制造出滿足不同需要的高品質(zhì)燒結(jié)金屬纖維氈、燃燒器用金屬纖維織物、剎車片等終端產(chǎn)品。

參考文獻

[1]許佩敏，張健，孫旭東.我國金屬纖維及制品的應(yīng)用研究狀況[J].稀有金屬快報，2008，27（9）：11-16.

[2]奚正平，湯慧萍.燒結(jié)金屬多孔材料[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

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[4]全國非金屬礦產(chǎn)品及制品標準化技術(shù)委員會.JC/T2004-2010摩擦材料用金屬纖維[S].北京：中國標準出版社，2010.

第3篇：化學纖維特點范文

關(guān)鍵詞：差別化纖維，紡紗工程；加濕；保濕；回潮率；控制；質(zhì)量

中圖分類號：TS104 文獻標志碼：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

差別化纖維紡由于不同纖維分子結(jié)構(gòu)，存在以下差異：纖維吸濕性差異較大；標準回潮狀態(tài)下平衡時間差異大；纖維吸濕平衡后回潮差異大；放濕時間差異大；摩擦系數(shù)差異大。以致生產(chǎn)中出現(xiàn)導電性能差，產(chǎn)生電荷不能迅速轉(zhuǎn)移而發(fā)生聚集，造成靜電影響生產(chǎn)。溫濕度調(diào)控和空氣調(diào)節(jié)過程中，受差別化纖維特殊性能的影響，單一調(diào)節(jié)很難保持回潮率在一定的范圍內(nèi)，因此合理采取系統(tǒng)流程吸濕保濕的控制措施，對減少靜電集聚、紡好差別化纖維至關(guān)重要。

1 加濕保濕對差別化纖維紡紗過程的影響

差別化纖維有別于常規(guī)性能的化學纖維，通過采用化學或物理等手段后，其結(jié)構(gòu)、形態(tài)等特性發(fā)生改變，具有了某種或多種特殊功能的復合纖維、再生纖維素纖維等。加濕保濕對差別化纖維的作用主要是保持合理的回潮率，滿足生產(chǎn)和質(zhì)量的需要。在實際生產(chǎn)中，差別化纖維物理性能差異很大，由于其導電性能差，纖維吸濕快吸快放等特性，產(chǎn)生電荷不能迅速轉(zhuǎn)移而發(fā)生聚集，造成靜電產(chǎn)生影響生產(chǎn)。差別化纖維相對濕度過低，回潮率偏小對質(zhì)量的影響見表 1。

2 差別化纖維紡紗過程加濕保濕的相關(guān)規(guī)律和影響因素

2.1 纖維的熱濕交換規(guī)律

纖維回潮率在空氣含濕量大于纖維本身時含水時放濕，小于時放濕。纖維本身運動：在環(huán)境溫度高于纖維溫度時，纖維吸熱放濕，在纖維溫度低于環(huán)境溫度時，吸濕放熱。在一定的溫度條件下，纖維制品本身溫度低于環(huán)境溫度時，放熱吸濕，高于環(huán)境溫度時吸熱放濕?？諝庵泻潭认鄬穸缺硎纠w維的回潮率越大，即吸收的水分越大，要提供相應(yīng)的吸濕環(huán)境，反之則反之。

2.2 差別化纖維加濕保濕的重要性

在差別化生產(chǎn)中，提高回潮率、加強靜電的轉(zhuǎn)移是有效措施。加濕和保濕是在整個紡紗流程中進行控制，主要根據(jù)生產(chǎn)流程中的吸放濕性能和生產(chǎn)特點進行加濕。保濕則是在加濕之后，為實現(xiàn)回潮率穩(wěn)定采取的措施。合理的加濕，保證纖維在開松、梳理、牽伸、卷繞之間減小過大摩擦力，減少靜電的產(chǎn)生；有效的保濕，保證纖維在加工過程中的吸放濕以及熱濕交換，利于紡紗過程的質(zhì)量穩(wěn)定。

2.3 差別化纖維紡紗過程中影響吸放濕的因素

影響吸放濕平衡的六大因素包括：生產(chǎn)環(huán)境放濕狀態(tài)、纖維松散狀態(tài)、纖維運動狀態(tài)、纖維制品停放時間、纖維性質(zhì)、纖維通道封閉狀態(tài)。

2.3.1 生產(chǎn)環(huán)境吸放濕狀態(tài)

根據(jù)纖維的熱濕交換規(guī)律，纖維回潮率在空氣含濕量大于纖維本身時含水時放濕，小于時放濕。不同的生產(chǎn)環(huán)境會影響纖維的熱濕交換，具體在工序中的熱濕交換吸放濕狀態(tài)見表 2。

2.3.2 纖維運動狀態(tài)

運動狀態(tài)下，吸放濕狀態(tài)快，靜止時慢；受熱狀態(tài)下，吸放濕狀態(tài)快，冷時時間較長。環(huán)境溫差大時，吸放濕的速度快；牽伸截面內(nèi)纖維運動的劇烈程度與吸濕平衡有關(guān)。具體參見表 3。

2.3.3 纖維松散狀態(tài)

排列程度狀態(tài)松緊時，吸放濕的時間平衡不一樣；在棉網(wǎng)時又能吸收一部分，吸濕放濕不能絕對而是相對應(yīng)的變化動態(tài)，纖維集聚牽伸，又開始產(chǎn)生放濕。具體參見表 3。

2.3.4 纖維制品存放時間

纖維的熱濕交換與存放時間有關(guān)，存放時間長，回潮平間充分，回潮率同環(huán)境差異小。具體參見表 3。

2.3.5 纖維通道的封閉狀態(tài)

纖維通道封閉時，與外界的熱濕交換較為緩慢，因此加濕不利，但是利于保濕，如棉條桶內(nèi)的制品；外界接觸較多的纖維可以直接采用加濕的措施，但是要注意保濕，減少散失。因此封閉性能較好的設(shè)備回潮率相對應(yīng)低一些。具體參見表 3。

2.3.6 不同的纖維性質(zhì)

不同纖維的性質(zhì)在不同工序下的吸放濕狀態(tài)不同，一些疏水基的纖維回潮率非常小，在流程中需要加濕，一些快吸快放的纖維需要加濕之后的合理保濕。因此，在差別化纖維紡紗過程中，纖維的差異性能相差很大，針對纖維性質(zhì)的加濕保濕尤其重要。特別是局部加濕和系統(tǒng)加濕相結(jié)合，才能有效保證。具體纖維回潮率對比見表4。

3 差別化纖維紡紗過程加濕保濕的系統(tǒng)控制

加濕的措施主要有在線加濕、定點加濕、機上加濕、半制品加濕、噴霧加濕、噴水加濕、環(huán)境加濕，保濕的措施主要有環(huán)境保濕、容器保濕、封閉保濕。

3.1 松包室加濕保濕措施

松包間內(nèi)的纖維基本處于一種自然狀態(tài)，沒有設(shè)備余熱和空調(diào)。差別化纖維在松包室以加濕為主，保濕為輔。采取的措施主要有 3 種：（1）噴頭加濕：高空加裝加濕碰頭，松包后直接加濕，充分回潮；（2）霧化加濕器加濕：加裝霧化加濕器噴頭加濕，提高纖維回潮率；（3）助劑油劑加濕：如一些改性腈綸，滌綸加油劑提高可紡性能。經(jīng)過以上措施控制，根據(jù)纖維的特點設(shè)定加濕的實踐和方法，能夠滿足纖維加工的需要。具體加濕效果見表 5。

3.2 開清棉盤上動態(tài)加濕

一般采用多噴頭直接加濕，以實現(xiàn)空調(diào)設(shè)備不能達到的回潮效果。開清棉劇烈程度，補風多，快吸快放，快加濕，每盤存放量 2 ～ 10 t，每盤生產(chǎn)時間 4 ～ 12 h，與空氣環(huán)境的接觸時間長。具體裝置：抓包機前后裝上噴頭，噴頭霧化量2.8 ～ 3 L/h，霧化粒度 5 ～ 10 μm，空氣壓力0.4 ～0.6 MPa，根據(jù)生產(chǎn)量進行加裝控制。實行與抓棉設(shè)備同時進行同步控制，即抓棉機停，噴頭停止噴水，抓棉機運轉(zhuǎn)，噴頭開始噴水。具體原理見圖 1，使用效果見表 6。

2.3 棉箱機臺在線加濕

在A035機后，纖維經(jīng)過角釘?shù)某端勺兊幂^為蓬松，易加濕，對一些快吸快放的纖維采取機臺在線加濕，裝置簡單，對生產(chǎn)較為有利。具體加裝示意圖見圖 2。

采取棉箱機臺在線加濕后，棉卷的回潮率可以提高1% ～ 2%，對經(jīng)過棉箱后纖維回潮變化有一定補償，利于生產(chǎn)和質(zhì)量。

2.5 棉卷加濕棚加濕保濕

在棉卷存放時采取加濕和保濕同時進行，加濕措施一般是在加濕棚內(nèi)進行，采取1 200 mm × 980 mm（長×寬）PVC塑料布或100目/25.4 mm2包卷進行保濕。具體措施：將下機后的成卷進行包卷，放置到加濕棚內(nèi)，進行恒濕設(shè)定加濕控制，使纖維始終在可控的回潮率范圍內(nèi)，利于生產(chǎn)和質(zhì)量。采取此項措施后，成卷到梳棉機后的棉卷回潮不發(fā)生變化，且能夠充分回潮，利于生產(chǎn)和質(zhì)量。具體裝置見圖 3，使用效果見表 7。

2.6 梳棉局域加濕

棉卷宜在梳棉車間少量放濕，使生條處于內(nèi)濕外干狀態(tài)。在梳棉機上，棉纖維在線速度近1 000 m/min的刺輥和錫林分梳區(qū)間呈單纖維狀態(tài)運行。同清棉工序一樣，棉纖維在低靜壓的氣流中放濕。而單纖維的比表面積比束絲狀態(tài)原棉大，有利于纖維放濕。車間溫度較高也有利于纖維放濕。差別化纖維梳理時，如果相對濕度太低，則會產(chǎn)生棉網(wǎng)上飄、棉條蓬松、落棉飛花增多、靜電纏繞等不利情況。針對這種情況一般采取梳棉給予加濕的措施：高空噴頭加濕，或者局域小范圍隔離加濕，保證相對濕度滿足生產(chǎn)的需要。在加工改性滌綸生產(chǎn)中，由于其需要較高的相對濕度才能正常生產(chǎn)，而車間空調(diào)加濕系統(tǒng)只能滿足60%的相對濕度。如果加大對其他纖維產(chǎn)生影響，采取局域隔離加濕的措施，隔距機臺進行布置加濕點，1 h內(nèi)使局域的相對濕度達到70%以上，既滿足了改性滌綸的紡紗需要，同時也不影響其他纖維的正常生產(chǎn)。

2.7 并條工序采取機后加濕機前保濕的措施

并條工序在加工差別化纖維的特點是：棉網(wǎng)狀態(tài)相對集中，但是在機后可以吸濕，在機前的膠輥受熱處放濕，基本能夠保持吸放濕平衡。并合后的變化多；在松散處吸熱放濕，經(jīng)過一并二并的熱量疊加，一并吸濕，二并放濕。為保證生產(chǎn)相對應(yīng)的相對濕度，同時減少機前條子的散濕，采取機后定點定量加濕、機前容器密封保濕。具體措施：并條機后加裝隔離棚，相對密封加濕進行恒濕加濕；開紡時置于條桶內(nèi)，滿桶后封袋保濕，對特殊品種采取此項措施，可以減少粗紗機后的加濕。一般并條加濕要求達到纖維公定回潮率70% ～ 80%。聚酯纖維要求達到80%以上的公定回潮率。并條隔離加濕見圖 4。

2.8 粗紗加濕保濕

二并的稍微吸濕，可以為粗紗預吸濕提供條件，劇烈牽伸，機后的緩和運行，纖維松散容易吸濕平衡，并且可以達到充分的吸濕平衡。粗紗工序的加濕一般采用噴頭加濕，調(diào)節(jié)好局域溫差，滿足生產(chǎn)需要。對下機粗紗一般采取加濕棚內(nèi)粗紗定點加濕保濕，穩(wěn)定回潮滿足生產(chǎn)需要。同時根據(jù)存放時間的長短進行恒濕控制，保證回潮率控制在合理范圍。粗紗加濕要求達到纖維公定回潮率的70% ～80%，聚酯纖維要求達到85%以上的公定回潮率。

2.9 細紗加濕保濕濕控制措施

細紗車間溫度較高，一般是放濕狀態(tài)，加濕的措施一般是車間噴頭加濕，下機制品存放加濕。粗紗工序的加濕一般采用噴頭加濕，調(diào)節(jié)好局域溫差，滿足生產(chǎn)需要。對下機制品粗紗，一般采取加濕棚內(nèi)粗紗定點加濕保濕，穩(wěn)定回潮滿足生產(chǎn)需要。細紗加濕要求達到纖維公定回潮率的75% ～ 85%，聚酯纖維要求達到85%以上的公定回潮率。

2.10 自絡(luò)加濕系統(tǒng)

自絡(luò)工序溫度升高，易放熱吸濕，其加濕是為了防止高速退繞造成的毛羽增加或者飛花增加。一般是在車間或者成包間進行噴霧加濕、噴水加濕、超聲波加濕、環(huán)境加濕等滿足生產(chǎn)需要。加濕裝置在車間加濕噴頭布點時，注意避開直噴電清，減少對電容式電清的干擾影響。加濕的標準按照企業(yè)成包質(zhì)量要求進行設(shè)定。加濕布點一般是兩端布點。

3 結(jié)語

差別化纖維紡紗由于纖維分子結(jié)構(gòu)不同，生產(chǎn)中影響纖維回潮率造成靜電纏繞，影響生產(chǎn)質(zhì)量。實際調(diào)控中，受差別化纖維特殊性能影響，僅采用空調(diào)措施很難控制回潮率，無法滿足生產(chǎn)和質(zhì)量需要。根據(jù)纖維性能和纖維熱濕交換規(guī)律，通過實踐在紡紗工藝流程中采取原棉、開清棉、梳棉、并條、粗紗、細紗、自絡(luò)、裝包間等系統(tǒng)流程中，采取合理的加濕和保濕措施，控制紡紗過程中纖維的有序吸濕放濕，能夠有效控制紡紗過程中因回潮造成的靜電纏掛繞、生活難做、強力低、毛羽高等問題，對提高差別化纖維成紗質(zhì)量有明顯效果。

參考文獻

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第4篇：化學纖維特點范文

關(guān)鍵詞：柔順光潔紡紗；紗線毛羽；熨燙加熱；產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

中圖分類號： TS104.7 文獻標志碼：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

環(huán)錠紡紗屬于握持端紡紗，對纖維成形控制力優(yōu)良，迫使須條纖維呈內(nèi)外轉(zhuǎn)式扭轉(zhuǎn)抱合成紗，所紡紗線結(jié)構(gòu)致密、強力高，因此適應(yīng)原料、紗支品種范圍廣，目前在紡織生產(chǎn)中仍占主導地位。在環(huán)錠紡紗過程中，加捻須條所含纖維量越少、加捻紗線抱合強力越小，就越容易發(fā)生紡紗斷頭，因此普通環(huán)錠紡紗所紡短纖紗中至少含有30根纖維，成紗極限支數(shù)遇到瓶頸。針對該技術(shù)瓶頸，本課題組與山東如意紡織合作，研發(fā)出嵌入式復合紡紗技術(shù)，加工出附加值高的超高支紗線及其制品。另一方面，環(huán)錠紡紗三角區(qū)須條邊緣纖維受控性差、邊緣纖維脫離鉗口握持后形成飛花或長毛羽，導致環(huán)錠紗線有害毛羽過多、條干不勻率和強度惡化、紗線終端制品質(zhì)量下降的技術(shù)問題，纖維剛度越高，上述技術(shù)問題越嚴重。針對該數(shù)百年來制約紗線高品質(zhì)成形的毛羽問題，歐洲國家在國際上推出負壓集聚紡技術(shù)，降低環(huán)錠紗線 3 mm以上有害毛羽高達80%，但耗能大、成本高，且有限的氣流控制力尚無法滿足粗特或高剛性纖維紗條的高品質(zhì)成紗需求。因此，需要研發(fā)一種具有普適性、低成本能耗、低碳環(huán)保的紗線高端制造技術(shù)，大幅提升環(huán)錠紗線及其制品質(zhì)量，對促進紡織工業(yè)精品化、高科技化將具深遠意義。

本文針對環(huán)錠紗線高品質(zhì)成形及負壓集聚紡紗技術(shù)存在的問題，從改善纖維成紗的共性角度實施創(chuàng)新，在環(huán)錠紡紗三角區(qū)設(shè)置熨燙接觸面，僅對局部成紗區(qū)內(nèi)須條纖維進行濕熱處理（能耗低），達到纖維玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，瞬間降低纖維剛度，提高纖維受控性能，協(xié)同接觸撫順式加捻作用控制纖維在紗表緊密包纏、在紗內(nèi)充分轉(zhuǎn)移抱合，制造出具有表層致密光潔、內(nèi)部柔順結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)紗線，形成柔順光潔紡紗原理和技術(shù)，巧妙地解決了纖維高品質(zhì)成紗的共性問題。通過原理固化和集成創(chuàng)新，研制出柔順光潔紗線高端制造技術(shù)裝備，以較低成本開發(fā)出系列高附加值產(chǎn)品，并在棉、麻、化纖等紡紗系統(tǒng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，達到國際領(lǐng)先水平。

1 柔順光潔紡紗技術(shù)特征

1.1 柔順光潔紡紗理論特征

基于大量研究和機理解析，凝練出纖維本身剛度和回彈性是決定紗線加工品質(zhì)的共性科學機制：纖維剛度大、回彈性高，成紗品質(zhì)低（圖 1）。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外界溫濕度共同決定纖維剛度和回彈性。常規(guī)紡織纖維內(nèi)部大分子間具有滑移、重鍵構(gòu)特征，在非熱解降解范圍內(nèi)溫度升高，纖維儲能模量降低，剛性和彈性下降（圖 2），纖維自身變形和受控能力大幅提升。

基于決定纖維成紗高品質(zhì)的共性科學機制，從改善纖維自身變形和受控能力的角度實施創(chuàng)新，首次提出了通過在線降低纖維剛度來提高成紗品質(zhì)的“柔順光潔紡紗方法”，凝練出柔順光潔紗線高端制造技術(shù)的核心原理：僅在紡紗三角區(qū)加裝柔順光潔處理裝置，通過柔順光潔處理裝置的熨燙接觸面形成柔化接觸區(qū)，瞬間降低纖維剛度，大幅提高纖維易變形和受控能力（圖 3）。

式（1）中：l為外露纖維頭端長度；N為纖維頭端所受握持面壓力；q為纖維重力（假設(shè)可忽略）；d為纖維的橫截面直徑；σmax為纖維在彎曲支點O所承受最大抗彎應(yīng)力；T為轉(zhuǎn)移纖維頭端所需扭力。式（1）表明外露纖維越長、抗彎應(yīng)力（剛度）越小，越易變形和受控扭轉(zhuǎn)而移入紗體。

同時在柔化接觸區(qū)對紡紗三角區(qū)須條邊緣纖維進行撫順式握持，協(xié)同加捻扭力和引紗張力作用，有效提高紗條內(nèi)部纖維轉(zhuǎn)移、捕捉和緊密纏繞紗條外露毛羽（圖4），大幅提高成紗品質(zhì)。

1.2 柔順光潔紡紗裝備特征

通過原理固化、集成創(chuàng)新、模塊化設(shè)計，研制出柔順光潔紡紗技術(shù)裝備。

1.2.1 柔順光潔處理模塊功能強、精密耐用、小巧美觀

循環(huán)優(yōu)化半導體陶瓷粉料（BaTiO3摻稀土）配方及造粒-成形-燒結(jié)-上電極工藝，實現(xiàn)了高精確自控溫安全熨燙；通過優(yōu)化絕熱防護結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了定向定量精準釋放熱量；高精密優(yōu)化設(shè)計和加工耐磨陶瓷接觸工作面形態(tài)和光滑度。通過柔順光潔處理模塊的多功能一體化設(shè)計，包括自控溫、定向釋熱、報警顯示、防護等，成功研制出成熟的功能強大、精密耐用、小巧美觀的柔順光潔處理模塊，實現(xiàn)溫控自動化、耗能最小化、操作便捷安全化。

1.2.2 裝置及連接基座的設(shè)備性強

綜合各型號細紗機母體結(jié)構(gòu)特征，研制出柔潔紡紗裝置架，與柔順光潔處理模塊之間實現(xiàn)插拔式精確連接；研制出連接基座，實現(xiàn)調(diào)節(jié)安裝柔潔紡紗裝置，實現(xiàn)熨燙接觸面與三角區(qū)紗條的高度協(xié)同成形；完成對約束緊度調(diào)節(jié)模塊的設(shè)計（圖 5），實現(xiàn)對不同細紗機臺上所紡紗線表面毛羽包纏緊度的在線調(diào)節(jié)。

1.2.3 電控模塊裝備可視、安全、簡潔

完成電控系統(tǒng)模塊的集成控制和連接設(shè)計，實現(xiàn)安裝拆卸便捷化、安全保護自動化、功率能耗可視化。經(jīng)集成創(chuàng)新和循環(huán)優(yōu)化，柔順光潔紗線高端制造技術(shù)裝備成熟，擋車操作方便，目前紡紗效率在97%以上。

1.2.4 柔順光潔紡紗裝備成本較低

與負壓集聚紡相比，本項目技術(shù)僅采用小局部定向熨燙加熱，運行能耗和成本低：目前經(jīng)緯紡機推出柔潔紡裝備單錠能耗為2.85 W（負壓緊密紡裝置單錠約為11.9 W）；單錠購買安裝成本大幅降低。

1.2.5 柔順光潔紡紗裝備普適性強

目前柔順光潔紗線高端制造裝備是針對量大、面廣的棉型細紗機（占細紗機總量85%以上）進行設(shè)計和研制的，已成熟應(yīng)用于棉纖維、棉型化纖、短麻紡等紗線的高端制備。

1.3 柔順光潔紡紗產(chǎn)品特征

實踐研究表明：轉(zhuǎn)杯紡紗體為內(nèi)緊外松式層狀包纏結(jié)構(gòu)（圖6（a））；渦流紡紗體為螺旋直徑遞增的纖維單螺旋包纏結(jié)構(gòu)（圖6（b）），紗表光潔、抗起球；但轉(zhuǎn)杯紡、渦流紡紗體內(nèi)部結(jié)構(gòu)纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移不足、抱合力差，紗強低，嚴重制約紗線高品質(zhì)。環(huán)錠紡紗體內(nèi)纖維內(nèi)外轉(zhuǎn)移充分（圖6（c））、抱合力大，紗強高，但紗表有害毛羽多、易起球；緊密紡降低環(huán)錠紡表面毛羽，但增加紗體內(nèi)部緊度，紗體硬化，嚴重制約了環(huán)錠紗線高品質(zhì)。

針對上述紗線結(jié)構(gòu)特征和缺陷，采用柔順光潔紗線高端制造技術(shù)，瞬間降低紡紗三角區(qū)纖維剛度，提高纖維變形和受控能力，增強紗內(nèi)纖維轉(zhuǎn)移率，改善成紗強度和柔順度；撫順握持協(xié)同加捻和引紗張力作用，捕捉和緊密包纏紗條外露毛羽，配合約束緊度調(diào)節(jié)模塊，再次強化毛羽包纏緊度，提高紗線表層光潔致密度。產(chǎn)業(yè)化實踐數(shù)據(jù)表明：柔順光潔紗線具有全新優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)，能集中發(fā)揮內(nèi)外結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，表現(xiàn)出柔順光潔（圖 7）、高強的高品質(zhì)性能。由于柔順光潔紗線保留了紗線內(nèi)部纖維充分內(nèi)外轉(zhuǎn)移特征，與內(nèi)部纖維排列較為平直的緊密紡紗線相比，所制成的針織面料硬挺度較小。

2 柔順光潔紡紗技術(shù)應(yīng)用

2.1 柔順光潔紡紗技術(shù)應(yīng)用于棉紡

柔順光潔紡紗裝備主要針對棉紡加工，適合針織棉紗的柔順光潔成形，大幅降低針織棉紗毛羽（表 1），提高紗線強伸性能（表 2）。

2.2 柔順光潔紡紗技術(shù)應(yīng)用于化纖紡

化學纖維一般具有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，熱敏度高。因此普適性柔順光潔紡紗技術(shù)特別適用于紡制化學短纖紗的生產(chǎn)，實踐表明柔順光潔紡紗技術(shù)能夠降低滌綸短纖紗毛羽高達91.5%，降低粘膠短纖紗毛羽高達93.2%。

2.3 柔順光潔紡紗技術(shù)應(yīng)用于麻紡

自然界中存在許多優(yōu)質(zhì)、高性能纖維原料，如具有抗菌性能的麻纖維、高耐磨高強功能的竹纖維等；然而這些優(yōu)質(zhì)高功能纖維（如麻纖維、芳綸等）往往存在高剛度問題，加捻扭轉(zhuǎn)抱合困難，造成纖維成紗品質(zhì)低下。以麻纖維為例，麻是一種優(yōu)質(zhì)的天然纖維素纖維材料，具有抗菌、吸濕排汗、防臭防蟲等特質(zhì)，但麻纖維剛度大、扭轉(zhuǎn)形變差等特點，尚不能通過負壓式集聚紡、賽絡(luò)紡等加工成高品質(zhì)紗線，纖維特質(zhì)得不到充分發(fā)揮和利用。通過本項目技術(shù)在難紡高剛度麻類紡紗領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，開發(fā)出柔順光潔的漢麻軍品紗，與對應(yīng)的普通環(huán)錠紡相比，紗線 3 mm毛羽降低81.7%；開發(fā)出柔順光潔苧麻紗，與對應(yīng)的普通環(huán)錠紡相比，紗線 3 mm毛羽降低70.4%，從而實現(xiàn)了難紡纖維的高品質(zhì)光潔成紗，拓展了紡織原料的種類。

3 結(jié)論

針對環(huán)錠紗線高品質(zhì)成形及負壓集聚紡紗技術(shù)存在的問題，從改善纖維成紗的共性角度實施創(chuàng)新，研發(fā)出通過在線降低纖維剛度以提高成紗性能的柔順光潔紡紗技術(shù)，研制出安裝運行成本低、操作便捷的柔順光潔紡紗裝備，實現(xiàn)了柔順光潔紗線的安全、便捷、低成本紡制，制造出具有表層致密、內(nèi)部纖維充分轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的柔順光潔紗線，技術(shù)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

（致謝： 非常感謝國家自然科學基金委（國家自然科學基金青年科學基金項目No. 51403161；國家自然科學基金杰出青年基金項目No.51325306）和湖北省科學技術(shù)廳（湖北省自然科學基金青年基金項目No.2014CFB755）對本研究的資助。）

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