一、丙纶纤维的发展及简介
丙纶纤维,对其最早的开发利用始于60年代,相对于其它常见且被广泛使用的涤纶、腈纶等合成纤维,对于丙纶纤维的开发利用起步比较晚,同时由于其产量、用量也非常少,在前期对于它的应用也不是十分广泛。目前,随着科学技术的不断创新,对纺织新材料、新工艺、新技术的不断研发升级,对丙纶纤维的研发生产也逐渐被重视与应用,尤其是近二十年来,其发展速度迅猛,逐渐成为纺织领域非常受欢迎的一种新型纤维。
丙纶纤维是聚丙烯纤维的商品名,以丙烯为单体聚合而成的高聚物。它是一种非极性分子。丙纶纤维具有比重轻,比重为0.91,是棉花和粘胶纤维的3/5,羊毛和涤纶的2/3,腈纶和锦纶的4/5,强度高,单纤维强力可达到4.4~5.28CN/dtex,回潮率低,吸水性小,湿强和干强基本一致,同时其具有良好的芯吸性,耐磨性好,回弹性好,耐化学稳定性好。但是从其大分子结构分析,其对光、热的稳定性较差,易于老化,且软化点低(140℃-150℃),同时分子结构中缺乏与染料分子亲和的基团,故染色性能较差(目前,在纤维制成的纺丝源头,可通过加入色母粒而制成各种光泽鲜艳的丙纶纤维)。
二、丙纶纤维的生产流程
2.1熔融纺丝
纺丝时,熔融纺丝的温度控制在220~280℃,将粒状聚丙烯先在螺杆挤出机的进料段预热软化(要用惰性气体将粒间空气排除),在压缩段熔融、压缩、混炼、脱泡,再经计量段进一步熔化,建立熔体压力并将熔体挤出,然后到机头过滤、均化。从挤出机出来的聚丙烯熔体用计量泵加压计量送至喷丝头纺丝。
2.2裂膜成纤法
高分子聚合物熔融挤压为薄膜,用切刀或针刺使之破裂成条。
2.3新型的短流程纺丝工艺
聚丙烯的切片改性造粒→切片干燥→螺杆挤压熔融→熔体预过滤→纺丝→冷却→上油→卷绕→后加工(加弹)→检验分级→包装
三、丙纶纤维在梳棉工序的
纺纱技术难点(黑丙纶纤维为例)
纯纺丙纶纤维的回潮率小,几乎为零,吸湿率低,故导电性差,纤维的比电阻大。在纺纱过程中,同时又因纤维之间的相互摩擦,纤维与纺纱器材之间的摩擦,因此很容易产生静电效应(负电荷集聚)如图一所示,若不能及时消除,纤维之间抱合力也会减小,纤维易脆,因此在梳棉工序会出现棉网易破,吸缠上下压碎辊。
刺辊、锡林、道夫在高速运转的同时,不同部位之间的相互摩擦,会产生热量,局部温度就会升高,而黑色丙纶纤维对光、热的稳定性较差,易于老化,且玻璃化温度-15℃,软化点140℃-150℃,熔点,相对于其他纤维都要低,如涤纶纤维(玻璃化温度67-81℃,软化点240℃左右,熔点255-260℃)。因此在梳棉工序会产生缠绕锡林针布(呈束状集聚在一起),零散缠绕盖板,不利于各器件之间的纤维转移,造成锡林,盖板针布损伤。
四、改善丙纶纤维可纺性的技术措施
4.1比电阻的应用
测量丙纶纤维的比电阻值,依据一般纺织纤维质量比电阻的对数在7以下为好,否则应该采取防静电的措施;9以上必须采取防静电措施的原则,选择恰当的防静电措施。
4.2纤维摩擦起电正负性的防静电措施
(1)选择合适的抗静电剂,在纤维表面均匀分布,减少纤维之间的摩擦,达到减少静电荷的产生,从而阻止静电荷在纤维上的积聚,而起到抗静电作用。
(2)选择纤维摩擦起电正负性的不同纤维进行混纺,使内部产生的电荷相抵消而达到抗静电的作用。
4.3热塑性纤维的预防措施
随着温度的升高,纤维的强度下降,延伸性增大,模量降低。在较高温度时会发生软化、熔融的纤维称为热塑性纤维。丙纶纤维的热塑性比较低,生产此过程中会因为纤维之间的摩擦起电,电荷聚集不能及时消除等原因,静电现象严重,且回潮小,基本不吸湿,依靠回潮解决不了静电现象,故车间的温湿度非常重要,在梳棉工序温度可选择控制在18℃左右,相对湿度在62%上为最佳。同时防止机台各器件的温度不宜过高,以免造成纤维熔化,吸缠在针布之间。
五、结束语
纺制纯丙纶纤维纱线的关键一定要解决丙纶纤维熔点低,静电严重的难题。采取的主要措施有优选合适的工艺,使用恰当的抗静电剂,对纤维进行预处理,控制好车间的温湿度等,另外通过各工序工艺优化,最终实现批量化生产丙纶纤维系列纱线,不断丰富公司新奇特功能性纱线品种结构,开发更加广阔的市场前景。
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