（纺织工程专业论文）新型腈纶针织产品的服用性能研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 新型腈纶针织产品的服用性能研究 摘要 、在本课题中，通过对国内外腈纶纤维的发展进程、发展 现状以及生产工艺的研究探讨，分析了我国国产腈纶的不足 之处，得出了“加快发展我国差别化腈纶及其纺织产品是当 务之急”的结论。本课题旨在对异形腈纶针织产品服用性能 进行研究。 本文中所使用的异形腈纶纤维不同予普通腈纶纤维，是 采用干法纺丝方法制得的。本文测试了异形截面腈纶纤维和 普通腈纶纤维的强伸性、摩擦系数、弯曲刚度以及回潮率等， 测试了异形腈纶3 0 毛7 0 、异形腈纶7 0 1 毛3 0 、普通腈纶7 0 毛3 0 三种毛腈混纺纱线的强伸性、摩擦系数、弯曲刚度、 回潮率和毛羽情况。对上述三种纱线织得的针织物进行了染 色以及后整理，测试、对比并分析如下所述服用性能。 1 、织物的常规服用性能：测试、分析了三种织物的项 破强力、抗起毛起球性，得出结论：异形腈纶7 0 毛3 0 无论 顶破强力还是抗起毛起球性都是三者当中最好的。 2 、织物的热湿舒适性：测试、分析了三种织物的保暖 性、透湿性和透气性，分析其差异的影响因素，最后得出： 异形腈纶7 0 毛3 0 保暖性能、透湿性能不如异形腈纶3 0 毛 新型腈纶针织产品的服用性能研究 7 0 ，但优于普通腈纶7 0 毛3 0 ；，透气性则异形腈纶7 0 毛3 0 最好，异形腈纶3 0 毛7 0 居中，普通腈纶7 0 毛3 0 最差。 3 、织物风格评定：通过采用k e s f b 织物系列风格仪测 试并分析了各织物的拉伸、剪切、弯曲、压缩和表面摩擦性 能，得出结论：在手感风格方面，异形腈纶7 0 毛3 0 混纺织 物硬挺度和滑糯度都是最好的，丰满度居中，略差于异形腈 纶3 0 毛7 0 织物，但比普通腈纶7 0 毛3 0 织物好。 一作为腈纶的差别化产品，异形腈纶面料产品的性能完全 优于普通腈纶面料产品。作为秋冬季类针织面料，异形腈纶 与毛的混纺产品服用性能优于普通腈纶与毛的混纺产品，但 还不能完全取代羊毛纤维作为生产高档纺织品的纤维原料 这一位置。 我们可以结合本文所得出的一些结论，在基本满足其他 条件的前提下，主要考虑某些方面的要求选择适合的纺织原 料和混纺比，来生产服用类针织面料。 关键词：针织新产品，异形腈纶，毛腈混纺针织物，服 用性能，热湿舒适性，手感评价 a b s t r a c t r e s e a r c ho nt h e 、e a r i n gp r o p e r t i e so f n e wa c r y l i ck n i t t e df a b r i c s a b s t r a c t a ni n v e s t i g a t i o no nt h ed e v e l o p m e n ta n dp r o d u c i n gt e c h n i q u e so f e x t e r n a la n di n t e r n a la c r y l i cf i b e ri sp r e s e n t e di nt h ep a p e r t h es h o r t a g e s o fh o m e m a d ea c r y l i cf i b e ra n df a b r i c sa r ea n a l y z e d ，a n dac o n c l u s i o nt h a t c h i n an e e d st os p e e du pi t sd e v e l o p m e n to nd i f f e r e n t i a la c r y l i cf i b e ra n d f a b r i c si n s t a n t l y , i sa t t a i n e d t h i sp a p e rf o c u s e so nt h ew e a r i n gp r o p e r t i e s o f p r o f i l e da c r y l i ck n i t t e df a b r i c s 。一* d i f f e r e n tf r o mg e n e r a la c r y l i cf i b e r ，t h e p r o f i l e da c r y l i cf i b e ru s e di n t h ee x p e r i m e n t si sp r o d u c e db yo r ys p i n n i n gm e t h o d n o to n l yt h et e n s i l e p r o p e r t y , b e n d i n gr i g i d i t y , f r i c t i o nc o e f f i c i e n ta n dm o i s t u r er e g a i no ft h e p r o f i l e da n dg e n e r a la c r y l i cf i b e r sa r e + t e s t e d ，b u ta l s ot h e s ep r o p e r t i e so f t h e i rb l e n d e dy a m s ，w i t h - b l e n d i n gr a t i o so fp r o f i l e da c r y l i c w o o l7 0 3 0 ， 3 0 7 0 ，a n dg e n e r a la c r y l i c w o o l7 0 3 0 , t h eh a i r i n e s so ft h e s eb l e n d e d y a m s i st e s t e dt o o 。 t h ef a b r i c s ，k n i t t e db yt h et h r e ea b o v ey a m s ，a r ed y e da n df i n i s h e d ， l j i 新型腈纶针织产品的服用性能研究 a n dt e s t i n g ，c o m p a r i n g ，a n a l y z i n g + w o r ko nw e a r i n g p r o p e r t i e so ft h e s e f a b r i c sa r ed o n ea sf o l l o w s 1 g e n e r a lw e a r i n gp r o p e r t i e s ，i n c l u d i n gb u r s t i n gs t r e n g t h ，f u z za n d p i l l i n gr e s i s t a n c e ，a r et e s t e da n da n a l y z e d ，a n dt h ec o n c l u s i o ni st h a tt h e p r o f i l e da c r y l i c w o o l7 0 3 0i sb e s to n t h et w op r o p e r t i e s 2 h e a t - m o i s t u r ec o m f o r t , i n c l u d i n gh e a ti n s u l a t i n ga b i l i t y , m o i s t u r e v a p o rt r a n s m i s s i o na n da i rp e r m e a b i l i t y , a r e t e s t e d e f f e c tf a c t o r sa r e s t u d i e da n dc o n c l u d e dt h a tt h ep r o f i l e da c r y l i c w o o l7 0 3 0f a b r i ci sb e t t e r t h a nt h eg e n e r a la c r y l i c w o o l3 0 7 0f a b r i co i lh e a ti n s u l a t i n ga b i l i t ya n d m o i s t u r ev a p o rt r a n s m i s s i o n ，b u tw o r s et h a nt h ep r o f i l e da c r y l i c w o o l 3 0 7 0f a b r i c a n dp r o f i l e da c r y l i c w o o l 7 0 3 0i s b e s t ，g e n e r a l a c r y l i c w o o l7 0 3 0i sw o r s to na i rp e r m e a b i l i t y 3 t h et e n s i l e ，b e n d i n g , s h e a r i n g ，c o m p r e s s i o na n ds u r f a c eo ft h e f a b r i c sa r em e a s u r e db yk e s f bs y s t e m t h ep r o f i l e da c r y l i c w o o l7 0 3 0 f a b r i c ss t i f f n e s si sb e s ta sw e l la st h es m o o t h n e s sa n di t sf u l l n e s si sw o r s e t h a nt h ep r o f i l e da c r y l i c w o o l3 0 7 0a p p r e c i a b l y , a n db e t t e rt h a nt h e g e n e r a la c r y l i c w o o l7 0 3 0 i n b r i e f , b e i n go n eo ft h ea c r y l i cd i f f e r e n t i a lp r o d u c t s , t h ep r o f i l e d a c r y l i cf a b r i ci se x c e l l e n to nt h ew e a r i n gp r o p e r t i e s ；w h i c hi sb e t t e rt h a n , t h eg e n e r a la c r y l i cf a b r i c a sa u t u m n - w i n t e rk n i t t e df a b r i c s ，w o o l p r o f i l e d a c r y l i cb l e n d e dp r o d u c t sc a nr e p l a c ew o o l g e n e r a la c r y l i cf o ri t sg o o d w e a r i n gp r o p e r t i e s ，b u ta r es t i l li n c a p a b l eo ft h es u b s t i t u t eo f w o o lf a b r i c a b s t r a c t w i t hh i g hq u a l i t i e s a c c o r d i n gt ot h ea b o v ea n a l y s e s ，w ec o u l dc h o o s ep r o p e rt e x t i l e f i b e r sa n db l e n d i n gr a t i ot o p r o d u c ek n i t t e dw e a l f a b r i c s t om e e t c o n s u m e r s r e q u i r e m e n t s y i nh a i x i a ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db ys h e nw e i k e yw o r d s ：n e wk n i t t e d p r o d u c t ，p r o f i l e da c r y l i c ，w o o l a c r y l i c b l e n d e d f a b r i c ，w e a r i n gp r o p e r t i e s ，h e a t m o i s t u r ec o m f o r t ，h a n d l e e v a l u a t i o n v 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重卢明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名庭泊良 日期：硼f 年f 2 - 月矽日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密町e 学位论文作者签名：良沟 指导教师签名：力侈物 日期：p j 年2 月玉羽 第一章绪论 第一章绪论 1 1 针织新产品的发展现状 针织面料的更新与生产比机织物的面料有多方面的优势，尤其是 工艺流程短，设备简单，产量高，对新原料的适应性强，同一规格化 的商品变化快，工厂劳务投资少，收效快，既可大批量也可小批量生 产，因此也就顺应了服装市场灵活多样的快节奏变化i 。 在西方，人们认为服装的变化实质是面料的变化，每一次时装发 布，实质是新面料问世的宣言。随着生活质量的提高，人们对服装面 料的要求也越来越高，已从传统的“品种质量”向功能、风格、性能 等时尚转移。为了取悦消费者，国内许多服装企业也千方百计寻找有 特色的面料。 纬编针织产品是各类服装的首选组织，目前我国的纬编针织产品 与国外先进水平相比尚有不小差距，其中表现在：1 2 ( 1 ) 原料的品种与规格较少，特别是新型化学纤维应用得较少， 因此最终产品的档次与附加值不高； ( 2 ) 服用产品的科技含量不够高，舒适性、功能性和防护性服装较 少； ( 3 ) 产业用针织物无论是品种还是数量都较少，有些甚至还是空 白。 因此我们要跟踪国外的先进技术，借鉴他们的成果，大力开发新 产品，拓宽应用领域。 1 2 异形纤维概况 近几年来，异形纤维的用途日益广泛，在衣着、装饰及产业用纺 织品三大领域有着广阔的市场前景。人们发现，异形纤维越来越多地 显示出普通纤维无以伦比的优越性 3 1 。 异形纤维的研究是美国杜邦公司1 9 5 3 年开始的，首先用膨化粘着 新型腈纶针织产品的服用性能研究 法进行纺制，接着开发了三角形和三叶形纤维的生产技术，之后又开 发出四叶形和五叶形纤维的制造技术【4 1 。继而，德国又研制出五角形 截面。6 0 年代初，美国又研制出保暖性好的中空纤维。日本从6 0 年代 开始研制异形纤维，随之英国、意大利和前苏联等国也相继研制。日 本研究异形纤维比较晚，但发展迅速。东洋纺最早投入异形涤纶生产， 商品名为“s i l l o o k ”，约在1 9 6 4 年开始工业化生产【5 1 。我国开始异形 纤维研制是在7 0 年代中期。由于异形纤维的制造及纺织加工技术简 单，且投资少，见效快，因此发展很快。异形纤维在纺织产品方面的 应用主要是以仿各种天然纤维为主。 异形纤维的截面形状取决于纺丝时喷丝板上喷丝孔的形状。纺制 异形纤维最简单的方法是使用非圆形截面的喷丝孔，除此之外，制各 异形纤维还可以采用如下三种方法1 6 j ： ( 1 ) 粘着法：它采用具有异形喷丝孔的喷丝板或一组距离较近的 喷丝孔板纺丝制成。当纺丝时，熔体以一定的速度从喷丝孔喷出，在 喷丝孔处形成负压，熔体被空气自然吸引，熔体经喷丝孔后膨化而相 互粘结，在适宜的纺速和冷却条件下而形成空一t l , 或豆形截面的纤维。 ( 2 ) 挤压法：初生的圆形截面纤维在后处理时经挤压而变形。 ( 3 ) 复合法：先制成复合纤维，再将复合纤维中的一组分溶解除 去，而制成异形截面纤维。 异形纤维的出现大大丰富了纤维品种，为新型服装面料和纺织新 产品的开发提供了丰富的原料。因此，异形纤维在世界各国得到了广 泛的重视、开发和利用。 同普通纤维相比，异形纤维的化学组成和结构并未发生改变。因 此，异形纤维总体上具有与普通化学纤维最相似的= 些物理机械性 质。但是，由于截面形态的变化，异形纤维与一般化学纤维相比，一在 某些方面又具有自己的特点【7 】。t t， 我国异形纤维的发展较晚，与国外发展水平相比有很大差距。国 外许多差别化纤维的开发都从纤维的“三异”出发，来获得多功能效 果。我国异形纤维无论从数量上还是在品种上都远低于其他发达国家 2 第一章绪论 的生产，生产中存在许多尚待解决的问题，概括起来如下【8 】： ( 1 ) 检测手段落后 ( 2 ) 异形纤维生产的品种单调、产量低 ( 3 ) 异形纤维的质量评定标准不统一 ( 4 ) 技术综合性能差 1 3 腈纶纤维研究现状 纤维成分的重量百分率至少含有8 5 丙烯腈( a c r y l o n i t r i l e 缩写为 a n ) 的纤维称之为聚丙烯腈纤维( p o l y a c r y l o n i t r i l ef i b e r 或a c r y l i c f i b e r ) 9 , 1 0 1 ，如我国的“腈纶”、美国的“奥纶”、英国的“库特纶”、 日本的“贝丝纶”、前苏联的“尼特纶”等都是；变性聚丙烯腈纤维 ( m o d a c r y l i cf i b e r ) 则含有3 5 8 5 的丙烯腈1 1 0 。丙烯腈系纤维 ( a c r y l i cf i b e r ) 包括聚丙烯腈纤维和改性聚丙烯腈纤维1 。 在合成纤维家族中，腈纶具有突出的地位，并且在许多方面已经 取代了羊毛的地位。它在服装领域和产业领域都有着多方面的用途， 在服装领域它主要应用于膨体纱产品和套衫【1 2 】。 最初的聚丙烯腈纤维是奥纶，1 9 5 0 年由d u p o n t 公司引入市场。 它是d u p o n t 公司继尼龙之后商业化生产的第二种重要的纤维。随后 的发展拓宽了腈纶纤维的范围，它仍旧是羊毛替代品的最佳选择r j 。 1 3 1 世界腈纶工业的发展现状 1 3 1 1 产量增长继续减缓 。 世界腈纶2 0 世纪5 0 年代初实现了工业化生产，经历了6 0 年代和7 0 年代大发展，8 0 年代受到能源、环境问题及合纤改性技术进步的挑战， 进入缓慢增长期，1 9 8 7 年产量达到2 5 6 0 k t 后，长期处于徘徊状态。1 9 9 9 年大约有2 9 个国家5 7 家厂商6 0 个工厂进行腈纶的生产j 总生产能力约 3 4 0 0 k t ，产量2 5 1 0 k t ：1 9 9 0 1 9 9 9 年产量年均增长率约0 9 ；仅为同期 合纤年均增长率的l 6 - , 在主要合纤中比例由9 0 年代初15 6 降为 1 0 5 【14 1 。 进人2 1 世纪，产量增长继续呈螺旋形缓慢增长态势，2 0 0 0 2 0 0 3 年年均增长率仅0 4 ，约为同期合纤增长率的1 8 。在化纤与主要合 新型腈纶针织产品的服用性能研究 纤中占的比例分别由1 9 9 0 年13 1 、l5 7 降为8 4 、9 o ，平均开工 率不到8 0 ，生产能力过剩呈增大趋向，2 0 1 0 年前生产能力增长将继 续减缓，发展将侧重于技术进步，继续进行产地更替、集约兼并；预 计世界腈纶年产量达3 0 0 0 k t 的时间要推迟到2 0 1 0 年i ”】。 i 3 1 ，2 占纤维总消费量比例下降 2 0 世纪8 0 年代，世界腈纶人均消费量占世界人均纤维消费量7 ， 1 9 9 0 年以来，人均消费趋于稳定，保持在0 4 2 k g 人左右。2 0 0 3 年在 人均纤维总消费量中比例降为5 ，预计2 0 1 0 9 世界纤维人均纤维消费 将达1 1 2 k g 人，腈纶比例将下降到3 8 。 1 3 1 3 亚洲成为腈纶主要生产需求地 1 9 8 0 年至2 l 世纪初，亚洲地区对腈纶需求从占世界总量3 9 增至 5 5 ，产量由2 7 1 增至4 7 6 ，并在继续增大；欧洲和美国需求从占 世界总量5 7 降至2 5 ，产量由5 3 降至3 5 。 1 3 1 4 差别化品种迅速发展 1 9 8 0 年到2 0 0 0 年世界腈纶差别化率从2 0 增至3 5 ，其中发达国家 平均差别化率已在4 0 以上；发展中国家靠引进技术建厂，以中低档 常规产品为主，差别化率一般在2 0 左右。在差别化品种迅速发展中， 形成了发达国家与发展中国家的腈纶产品按高低档分流互补的态势。 1 3 1 5 产业链国际分工构成新格局 丙烯腈是腈纶产业链的源头，美国、日本、西欧等发达国家拥有 6 0 丙烯腈资源，在腈纶生产、需求向亚洲为重心的发展中国家转移 中，丙烯腈还来不及转移，构成了原料由发达国家流向发展中国家的 供需格局。 发达国家对腈纶需求比例在减少，但在人均消费量上仍超过世界 和大多数发展中国家。随着纺织、成衣等劳动密集型产业由发达国家 向发展中国家转移，发展中国家不但生产腈纶，而且完成纺织、成衣 加工，以纺织品形式返销发达国家，构成了腈纶纺织品由发展中国家 流向发达国家的供需格局。 i 3 2 我国腈纶工业的现状及发展 4 第一章绪论 1 3 2 ，1 我国腈纶发展状况， 我国腈纶的研制工作始于1 9 5 8 年。上海、北京、吉林等地曾先后 对n a s c n 、硝酸、二甲基甲酰胺( d m f ) 和二甲基亚砜( d m s o ) 等溶 剂的湿法纺丝工艺路线进行过研究。1 9 6 5 年，兰州化纤厂从英国 c o u r t a u l d s 公司引进n a s c n 一步法腈纶生产线，标志着我国腈纶工业 化的开始。1 9 8 4 年，大庆石化腈纶厂从美国a c c 公司引进了5 万吨 年n a s c n 二步法技术，于1 9 8 8 年建成投产。后来，上海金阳腈纶厂和 安庆腈纶厂分别于1 9 9 3 年和1 9 9 5 年建成2 万吨年和5 万吨年的 n a s c n 二步法腈纶厂。至1 9 9 6 年底，我国己建成总生产能力约3 7 万吨 年的腈纶厂16 个，实际年产量2 6 万吨。 1 9 9 0 2 0 0 3 年连续1 3 年生产能力、产量同步、同速增长，增幅达5 倍，年增长率达到1 3 5 ，生产能力从占世界4 5 上升到1 8 8 ，。产量 从占世界5 上升到2 3 8 ，在国内化纤中继涤纶之后保持第二位，占合 成纤维约6 o 。根据已有的扩展计划，2 l 世纪初生产能力将以年均 5 o 的速度继续增长，2 0 0 5 年生产能力将达到8 0 0 k t ，产量有望达到 7 0 0 k t ，2 0 1 0 年生产能力达到9 0 0 k t ，产量达到8 0 0 k t 。 1 3 2 2 国内需求迅速增长 中国纺织市场对腈纶需求一直很大。2 0 0 3 年腈纶加工量达到 1 1 1 2 9 k t ，占全国合纤加工量的8 6 ，纺织纤维加工量的5 ，5 4 。 1 9 9 0 2 0 0 3 年需求增长3 倍，年均增长率达9 4 ，年加工量占世界腈纶 总产量的比例由1 3 增加到4 1 。中国腈纶主要用于毛纺，2 0 0 3 年毛纺 行业腈纶用量已达至09 0 0 k t ( 其中人造毛皮用量为4 0 0 4 5 0 k t 、毛毯 3 0 0 k t ) ，占国内腈纶加工总量的8 3 4 a ，国产腈纶基本供应国内市场， 出口数量很少，由于总量不足，。品种不全，长期依靠进口。1 9 9 0 年以 来年进口量维持在3 5 0 k t 左右，其中差别化品种占5 0 左右。对外依存 度随国内腈纶产量增加而减少，：由1 9 9 0 年6 6 5 降至2 0 0 3 年4 0 9 。但 因表观需求量的绝对值增长，2 1 世纪初腈纶进口量反而高于2 0 世纪 末，2 0 0 2 年以来进口量已超过4 【) o k t ，并呈增加趋势【15 1 。 中国是世界腈纶最大的加工国，但并不是最大消费国，2 0 0 3 年腈 新型腈纶针织产品的服用性能研究 纶的人均消费量仅为加工量的4 0 ，人均消费不到0 3 3 k g ，低于世界 入均0 4 2 k g 的水平，国内市场潜力很大，将继续拉动中国腈纶工业发 展。 1 3 2 3 中国腈纶工业发展应对措施 在需求继续增长的同时，拉动腈纶工业的发展是必然的。近年来 我国腈纶的差别化品种开发进度加快，很大程度降低了差别化腈纶对 外依存度，并抑制了差别化腈纶的进口价。2 0 0 3 年国产腈纶差别化率 为2 0 ，己开发的差别化腈纶的数量、品种、质量还不能满足市场需 要。调整腈纶产业结构，大力开发差别化品种，己成为中国腈纶工业 在全球竞争中求生存，图继续发展的重要内容。 1 3 3 腈纶纤维简介 1 3 3 1 纤维截面结构 聚丙烯腈纤维截面随纺丝方法的不同而异，湿法纺丝的纤维截面 基本呈圆形，干纺的则为犬骨形，纤维表面较粗糙，似树皮状，在光 学或电子显微镜中能看到原纤结构，并存在微小的孔洞，孔洞的大小 和多少影响纤维的机械和染色性能 1 6 1 。 采用非圆形喷丝孔，或者采用制备异形纤维的其他几种方法，并 控制成形和后处理工艺，使成品的纤维截面异形化，从而赋予腈纶新 的特性。 1 3 3 2 纤维性能 腈纶俗称合成羊毛，具有与羊毛相似的性能，但强度比羊毛高 2 0 - 2 5 i 比重比羊毛、棉花均小，柔软而蓬松，有较好的弹性和保 暖性，具有耐光性l 耐腐蚀性和耐氧化性，不发霉、不虫蛀 17 1 。 。 腈纶生产以短纤维为主，可以纯纺，也可以与羊毛或其他纤维混 纺，制成毛型织物。粗纤度的腈纶可以加工成毛毯或人造毛皮，大量 的长丝束经牵切后加工膨体纱为针织原料，膨体织物手感柔软、膨松 性好、起毛起球现象比涤纶和锦纶少。 腈纶纤维强度1 7 6 3 0 8 c n d t e x ，断裂伸长为2 5 4 6 ，湿强为 干强的8 5 9 5 ，腈纶初始模量低于涤纶而高于锦纶【1 1 】。随着腈纶 6 第一章绪论 纤维生产工艺的改变，强度和伸长率也要改变。伸长弹性优于人造棉 与棉、麻，比羊毛差，多次拉伸的剩余伸长率较大，因此腈纶针织物 的袖口、领口等容易变形。腈纶纤维的膨松性很好，集合体的压缩弹 性很高，为羊毛、锦纶纤维的1 3 倍左右。腈纶的耐气候性，特别是 耐日光性能很好【17 1 。 1 3 3 3 腈纶的用途 聚丙烯腈类纤维目前几乎全部生产短纤维，多用于毛型针织物或 膨体绒线。改进的腈纶有特白、热稳定、抗污、难燃、手感特柔、抗 静电等优点i 1 8 l 。在世界各国，腈纶的最终用途基本相同，主要用于 针织品。这是因为腈纶不仅在手感、穿着性及舒适程度方面十分接近 羊毛，而且比羊毛易清洗、易保管和耐用。腈纶在针织品市场的使用 量占世界腈纶使用量的7 0 ，其中绝大部分为针织衫，其余为手编毛 线，如帽子、围巾和手套等。腈纶在服装领域的其他用途为短袜、起 绒织物和起绒时装等。 腈纶在装饰品市场也有较重要的地位，这是因为它易于染色，而 且优于天然纤维。腈纶在装饰领域的主要用途为室内装饰织物，主要 做床毯、地毯、窗帘、床罩和沙发罩等。 腈纶在产业用途的使用量仅为6 左右，这一比例远低于合成纤 维的平均水平( 2 0 ) 。但由于它具有一些适合产业用的优异性能，例 如耐光降解性优于所有纤维，因此在某些专用产业领域乃是最佳的选 择或处于特殊的地位。腈纶的产业用途主要为室外纺织品、滤材、碳 纤维原丝和增强材料等，：其中特别在室外纺织品方面的使用量，近年 来增长较快。 1 3 3 4 腈纶的生产 腈纶生产工艺多种多样，按纺丝成形工艺技术划分，有干法纺丝 腈纶( 简称干法腈纶) 和湿法纺丝腈纶( 简称湿法腈纶) 两种。干法腈纶 的纺丝成形过程是在甬道中进行的，聚合物溶液细流在高温气体中蒸 发出溶剂后形成腈纶原丝；湿法腈纶的纺丝成形过程是在凝固浴中实 现的，聚合物溶液细流在凝固浴中进行质量交换、固化，形成腈纶原 7 新型腈纶针织产品的服用性能f 究 丝。与湿法腈纶相比，千法腈纶纺丝成形条件严格，成形机理复杂， 因此相关的专利、文献、研究理论较少。目前世界腈纶生产多采用湿 法腈纶工艺，湿法腈纶品种也远多于干法腈纶【1 8 】。 与湿法相比，干法纺丝速度比较高，一般为1 0 0 3 0 0 m m i n ，最 高可达5 0 0 m m i n 。由于溶剂挥发的限制，干法纺丝喷丝头孔数较少， 般为2 0 0 3 0 0 孔。这样用干法纺短纤维就不够经济，而比较适合 于纺制长丝，由于成形过程缓和，因此结构比较均匀致密。其纺成长 丝的手感和外观似蚕丝，且物理机械性能、染色性能较好。劳动条件 较好，溶剂挥发较少，流程紧凑，占地面积少，溶剂回收简单。但干 法纺丝设备复杂，对设备密闭性要求高【“】。 湿法纺丝适合纺制短纤维，干法纺丝适合纺制长丝。有些化学纤 维既可利用于法纺丝也可利用湿法纺丝，通常同品种化学纤维利用干 法纺丝所得纤维结构均匀，质量较好1 17 。 1 3 3 5 千纺腈纶的可纺性能 国内有些纺织厂反映，使用干纺腈纶纤维容易发生缠锡林、缠皮 辊、缠罗拉的现象，不好做。 由于干纺腈纶的横截面是哑铃形，纤维与纤维，纤维与金属，纤 维与橡胶的动摩擦系数和静摩擦系数都较湿纺纤维的大，这正是发生 缠绕的主要因素。纤维的摩擦特性对纺织加工影响极大。 纤维的摩擦系数与纤维的表面状态、截面形状、纤度、卷曲度、 弹性等有密切关系外，还和纤维使用的油剂品种及其用量有直接关 系。此外车间的温湿度对摩擦系数也有很大影响： 干纺腈纶的油剂品种与含油量对于纺纤维的纺织加工尤为敏感。 干纺纤维表面光滑，结构致密，输水性强，所以对油剂的吸附及吸水 性不如湿纺腈纶。一般纤维生产厂都已注意到油荆的品种与含量。但 若染色洗涤后再纺织加工，则需补充加一些合适品种和适量的油剂； 这样，干纺腈纶的可纺性还是很好的。国内有些用户就掌握了这一点。 此外，车间的温湿度也应控制好。 干纺腈纶由于截面为犬骨形，卷曲牢度高，弹性好，蓬松，在前 8 第一章绪论 纺工序的集束性较湿纺纤维低，不过粗纺以后，相反有提高集束性的 特异性质。这也应在纺织加工过程中给予注意【”】。 1 3 3 6 异形腈纶现状 纤维截面异形化后可使织物的光泽、硬挺度、弹性、手感、吸湿、 蓬松性、覆盖性、抗起毛起球性、耐污性等不同程度的改善。 异形腈纶纤维是腈纶差别化产品品种之一，异形截面腈纶具有特 殊的光泽和柔软、回弹性等特点，广泛应用于人造毛皮、毛毯。不同 截面形状能赋予纤维不同的性能和风格，如三角形截面的异形纤维光 泽极佳，“y ”形的则有高蓬松、抗起球性，中空纤维具有密度低、 弹性优，良好的抗起球和蓬松性，保暖性优良。 异形纤维在国外腈纶产品中较常见，一般占产品总量的5 。国 内高校、科研单位及腈纶生产企业在湿法异形腈纶开发方面已取得一 批成果，但未见批量生产。干法腈纶从某种意义上讲本身就是异形纤 维，因为它的截面形状为“犬骨”形，而不是圆形。国外曾有过关于 干法异形腈纶的开发生产的报道，而在国内进行这方面的研究尚处于 初期阶段。 腈纶曾在较长时期维持服用：装饰：产业大约为5 0 ：4 5 ：5 ，2 0 世纪末由于运动衫、休闲服、袜类需求增加，使服装用途比例增加， 腈纶应用结构向服用倾斜2 们。 我国腈纶发展迅速，但存在品种少、差别化率低的问题。我国腈 纶行业在工艺改进、新产品开发等技术创新方面投入很少，无法生产 市场急需的差别化品种。因此，加快发展我国差别化腈纶及其纺织产 品是当务之急【2 。 怎样提高腈纶产品的生产能力呢? 扩大现有条件比较好的工厂 i- ， 企业规模并且进行改革，发展成为具有较强经济实力的厂家，这将是 最重要的方法1 2 2 。 。 发展具有高附加值、差别化和功能性的腈纶产品，将腈纶产品向 高质量和多功能推进，提高效率和利益，以增强市场竞争力；继续坚 持开放政策；欢迎知名腈纶公司和工程公司共同合作发展中国的腈纶 9 新型腈纶针织产品的服用性能研究 工业，以便提高现有工厂企业的水平。为了双方利益，中国鼓励经济、 技术和设备上的合作。 差别化和功能性纤维是现在、也是今后化纤行业发展的方向，开 发纤维新品种，也将为纺织面料的多样性和丰富多彩提供有利条件 【2 3 1 。 1 4 本课题开展的目的及意义 我国纺织工业历来是出口换取外汇的主要支柱。由于世界纺织工 业东移，亚洲竞争对手的纷纷崛起，加上我国纺织工业技术改造滞缓， 产品档次较低。因此目前处境十分严峻，主要表现在市场被排挤和收 益滑坡。 腈纶具有酷似羊毛的特性，又由于人们对动物保护意识的加强， 这一性能是其他合成纤维所无法比拟的，因而确立了腈纶的应用具有 得天独厚的优势，而干法腈纶以其结构致密，非圆形截面等优点比湿 法纤维更接近于羊毛，因而决定了干法腈纶档次高于湿法腈纶。 由于纺织品传统功能主要局限在美观和保暖方面，9 0 年代显现 出在消费上趋于饱和【24 1 。为了改变这种状态，出路在于开发新产品。 腈纶既可用湿法纺丝也可用干法进行纺丝，通常同品种化学纤维 利用干法纺丝所得纤维结构均匀，质量较好。 我国腈纶发展迅速，但存在品种少、差别化率低的问题。本课题 旨在开发异形截面腈纶新产品。从工厂数据获知，利用本课题所采用 的异形腈纶纱线开发的长毛绒产品在市场上非常受欢迎，它良好的光 泽，柔软光滑的手感广受消费者好评。本课题把服用性能放在首要位 置，希望能开发出具有优良品质的衣用类服装。 一 1 5 本课题的研究内容 本课题采用干法纺丝腈纶，将y 型、三角形、犬骨形三种截面的 腈纶纤维按随机比例混合再与羊毛混纺得到的纱线，与利用传统的湿 法纺丝方法得到的普通腈纶纤维与羊毛混纺的纱线进行性能比较分 析，再分别织成织物进行服用方面的性能比较，以开发干纺腈纶针织 新产品。 l o 第一章绪论 本课题的主要研究内容包括： ( 1 ) 分别测试羊毛、普通腈纶以及异形腈纶三种纤维的性能，如 单纤维的拉伸性能、摩擦性能、弯曲性能和吸湿性能等，并对其混纺 纱线( 有异形腈纶3 0 羊毛7 0 、异形腈纶7 0 羊毛3 0 与普通腈纶7 0 羊毛3 0 ) 的力学性能( 包括拉伸、摩擦、弯曲等) 、吸湿性能以及毛 羽情况进行测试分析，为织物服用性能测试分析做基础； ( 2 ) 对织物进行柔软剂整理，测试各织物的服用性能，主要包括 热湿舒适性、外观保持性( 抗起毛起球性能) 等，比较各混纺织物性 能的差异并进行分析； ( 3 ) 用k e s 织物风格仪测试各织物的拉伸、弯曲、剪切、压缩 以及表面性能，比较不同纱线织物的各项性能及基本的风格差异。 新型腈纶针织产品的服用性能研究 参考文献 1 高磊，左静，针织服装的特点与设计，武汉纺织工学院学报，1 9 9 5 ， 8 ( 2 ) ，1 6 2 0 2 龙海如，纬编针织产品的发展方向，纺织导报，1 9 9 8 ，2 ，2 6 2 7 3 国际新闻，中国纺织经济，2 0 0 3 ，5 ，4 4 4 7 4 杨健华，异型纤维纺丝技术探讨，聚酯工业，2 0 0 0 ，13 ( 2 ) ，l l 1 5 5 m i k a m i ，t e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o no fn e wc h e m i c a lf i b e ri n j a p a n ，c h e m i c a lf i b e r si n t e r n a t i o n g a l ，19 9 6 ，4 6 6 樊岩，新合纤发展现状与趋势，新材料产业，2 0 0 0 ，1 1 ，4 5 4 7 7 r b e y r e u t h e r ，h h o f m a n n ，m e l ts p i n n i n g o fh o l l o w f i b e r s ， c h e m i c a lf i b e r si n t e r n a t i o n a l ，19 9 7 ，9 8 郭永强，我国异形纤维发展中存在的问题及探讨，广西化纤通讯， 1 9 9 3 。1 ，1 9 - 2 1 9 g r i e st ，r i x ec ，s t e f f e n sm ，e t c ，p o l y a c r y l i cf i b e r s ，c h e m i c a l f i b e r si n t e r n a t i o n a l ，2 0 0 2 ，5 2 ( 4 ) ，21 1 0 陈立善，意大利l e a c r l l 腈纶纤维及产品开发，上海纺织科技， 1 9 8 9 ，1 7 ( 6 ) ，5 3 5 8 1 1 李青山，沈新元，腈纶生产工学，2 0 0 0 ，中国纺织出版社，北京 12 g u p t b ，o p p e r m a n n w ，h a r d t m a n n g ，e t c ， s u r f a c em o d i f i c a t i o no fp o l y a c r y l o n i t r i l es t a b l e f i b e r sv i aa l k a l i n e h y d r o l y s i s ，c o l o r a g e ，2 0 0 3 ，5 0 ( 8 ) ，4 l 1 3 n s e k a r ，d y e s i nt h ec o l o r a t i o no fp o l y a r y l o n i t r i l ef i b e r s ， c o l o u r a g e ，2 0 0 3 ，5 0 ( 5 ) ，7 3 1 4 任铃子，瞿国华，腈纶工业前景展望，合成纤维，2 0 0 1 ，3 0 ( 1 ) ， 1 1 1 4 15 任铃子，中国腈纶工业现状与前景展望，合成纤维工业，2 0 0 5 ， l ，4 6 - 4 9 1 6 姚穆，周锦芳，黄淑珍等，纺织材料学，2 0 0 0 ，第2 版，中国纺 织出版社，北京 第一章绪论 1 7 袁观洛，纺织商品学，2 0 0 3 ，中国纺织大学出版社，上海 1 8 陈志钧，针织工程手册人造毛皮分册，1 9 9 5 ，中国纺织出版社， 北京，2 2 1 9 许杰文，干法异形腈纶纤维工业开发初探，当代化工，2 0 0 2 ， 3 1 ( 3 ) ，1 4 2 1 4 4 2 0 林涛，干法腈纶纤维的特点与纺织特性，广东化纤，1 9 9 4 ，2 ， 2 l 2 3 2 1 唐振波，马铃，差别化腈纶的品种和应用简介，合成纤维工业， 2 0 0 3 ，2 6 ( 1 ) ，4 6 2 2 g u o b i a o j ，t h ed e v e l o p i n ga c r y l i cf i b e ri n d u s t r y i nc h i n a ， c h e m i c a lf i b e r si n t e r n a t i o n a l ，19 9 8 ，4 8 ( 6 ) ，4 5 2 4 5 3 2 3 顾桂芳，差别化及功能性纤维的研制开发及其应用，针织工业， 2 0 0 2 ，4 2 4 薛迪庚，现代纺织品的开发，1 9 9 5 ：中国纺织出版社，北京，i 7 2 5 任铃予，我国腈纶工业发展与对策 j ，合成纤维工业，2 0 0 0 ， 2 3 ( 1 ) ，1 4 - 2 1 2 6 m a u p a y f m ，w e ta n dd r ys p i n n i n ga c r y l i c f i b e r p r o c e s s i n g ， i n t e r n a t i o n a lf i b e rj o u r n a l ，2 0 0 2 ，l7 ( 5 ) ，6 7 - 6 8 2 7 田伟，异形纤维的性质及其应用，陕西纺织，2 0 0 3 ，2 ，4 6 4 8 新型腈纶针织产品的服用性能研究 第二章织物原料性能测试研究 2 1 原料选择 本课题中所采用的腈纶混纺纱是利用于法纺丝得到的y 型、三 角形、犬骨形三种截面腈纶纤维按随机比例混合再与羊毛混纺得到的 纱线；另有用来与异形晴纶混纺纱比较的普通毛腈混纺纱，普通腈纶 纤维通过湿法纺丝制得。三种纱线均由浙江华源兰宝有限公司采用相 同的工艺进行纺纱。 纺纱方法：环锭纺( 毛纺半精纺) 开清一梳理一并条( 混合) ( 3 道并条) 一粗纱一细纱 本文所用腈纶纤维的细度均为3 3 d t e x ，毛纤维为6 4 公支澳毛。 选用原料为毛腈混纺纱，纱线具体参数见表2 1 。 表2 1 纱线种类 编号 y 1 岸y 2 撑3 拌 组分 异形腈纶3 0 毛7 0异形腈纶7 0 毛3 0普通腈纶7 0