（纺织工程专业论文）Polynosic纤维针织物性能研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

摘要 p o l y n o s i c 纤维针织物性能研究 摘要 p o l y n o s i c 纤维是一种高性能改性粘胶纤维，它一方面保持了纤维素 纤维优良的吸湿易染性，另一方面其较高的结晶度和取向度使其强力和 模量尤其是湿态强力和模量与普通粘胶相比有了很大的提高。近年来随 着生活水平的提高，人们对服装的舒适、美观和环保方面的要求也不断 提高，因此对纤维素纤维的需求不断增大。p o l y n o s i c 、t e n c e l 等高性能 再生纤维素纤维的大规模的生产下好解决了近年来棉花产量下降与纤维 素纤维需求量增加之间的矛盾。 本课题从纤维形态、结构、性能，纱线性能，织物性能和染色等方面 对棉、普通粘胶、m o d a l 、t e n c e l 和p o l y n o s i c 做了对比分析，并讨论了 p o l y n o s i c 针织物的碱处理工艺及其效果。 p o l y n o s i c 纤维横截面为圆形：干态断裂强力为普通粘胶的1 5 倍， 湿态断裂强力则为普通粘胶的2 倍；p o ly n o s i c 纤维纱线的拉伸强力稍低 于t e n c e l 而高于m o d a l 、棉和普通粘胶纤维纱线；p o l y n o s i c 针织物在 强力、透气性和悬垂性等方面接近t e n c e l 而优于m o d a l 、棉和普通粘胶 织物。 良好的碱稳定性是p o l y n o s i c 的一大特点，利用这一特点可对 p o l y n o s i c 针织物进行碱处理，从而提高织物染色性能。试验证明p o l y n o s i c 针织物在2 0 下经1 2 0 9 ln a o h 处理4 分钟是最佳的工艺，此时织物的 染色性能和其它性能得到了明显的提高，而强力损失较小。对p o l y n o s i c 棉混纺织物来说，采用k o h 处理的效果要好于n a o h 处理。 p o l y n o s i c 属于纤维素纤维，可用活性染料、直接染料、还原染料等 纤维素纤维通用的染料进行染色。但活性染料在色谱范围、色泽鲜艳度、 染色牢度等存在明显优势。在活性染料中，m 型活性染料特别适合 p o l y n o s j c 织物。p o l y n o s i c 纤维在形态结构、物理机械性能等方面与常规 的棉、麻、粘胶纤维等纤维素纤维有所不同因此染料对p o l y n o s i c 针织 摘要 物的上染率、上染速度、固色率、匀染性和表观染色深度等染色性能与 其它纤维素纤维不尽相同，在染色成品质量和工艺控制方面也有其特殊 性。 关键词：p o l y n o s i c 纤维针织物织物性能碱处理染色 a b s t r a e t s t u d y o i lp r o p e r t yo f p o l y n o s i c k n i t t e df a b r i c a b s t r a c t t h ep o l y n o s i cf i b e ri sak i n do f h i g hp e r f o r m a n c em o d i f i e d v i s c o s ef i b e r i tm a i n t a i n st h ef i n em o i s t u r e a b s o r p t i o n a n d c h r o m a t o p h i l i c i t yo f c e l l u l o s i cf i b e r ；o nt h eo t h e rh a n di tp o s s e s s e s h i g h b r e a k f o r c e ，m o d u l u s ，e s p e c i a l l y i nw e t s t a t e ，w h i c h c o n t r i b u t e st oi t sh i g hc r y s t a l l i n i t ya n do r i e n t a t i o n i nr e c e n t y e a r s ， w i t ht h e i m p r o v e m e n to fl i v i n gs t a n d a r d ，p e o p l e sd e m a n df o r c o m f o r t a b i l i t y a n de n v i r o n m e n t a lf r i e n d l i n e s s p r o v i d e db yt h e t e x t i l ef a b r i ci n c r e a s e t h e r e f o r e ，t h ec o n s u m p t i o no f t h ec e l l u l o s i c f i b e ri n c r e a s e d t h es c a l ep r o d u c t i o no f h i g hp e r f o r m a n c ev i s c o s e f i b e rs u c ha sp o l y n o s i ca n dt e n c e lh a s j u s tm a d eu p r e c e n t y e a r s c o t t o no u t p u td r o p t h i sa r t i c l em a k e sac o n t r a s ta n a l y s i so f c o t t o n ，r e g u l a rr a y o n ， m o d a l ，t e n c e la n dp o l y n o s i c f r o mf i b e r s h a p e ，f i b e rs t r u c t u r e ， f i b e rp e r f o r m a n c e ，y a r np e r f o r m a n c e ，f a b r i cp e r f o r m a n c e ，f a b r i c d y e i n g ，a n d d i s c u s s e dt h ea l k a l it r e a t m e n ta n d i t se f f e c to f p o l y n o s i ck n i t t e df a b r i c t h ec r o s ss e c t i o no fp o l y n o s i cf i b e ri sc i r c u l a r t h eb r e a k f o r c eo f p o l y n o s i cf i b e ri s 1 5t i m e so f r a y o ni nd r ys t a t e ，a n d2 t i m e si nw e ts t a t e t h eb r e a kf o r c eo f p o l y n o s i cy a m i sl o w e rt h a n a b s t r a c t t e n c e lb u th i g h e rt h a nm o d a l ，c o t t o na n d r e g u l a rr a y o ns p u ny a m a st ot h ep r o p e r t yo fk n i t t e df a b r i c t h ep o l y n o s i ck n i t t e df a b r i ci s a sg o o da st e n c e li nb r e a kf o r c e ，a i r p e r m e a b i l i t ya n dd r a p i n g p r o p e r t yb u tb e t t e rt h a nm o d a l ，c o t t o na n dr e g u l a rr a y o nk n i t t i n g f a b r i c t h eg o o da l k a l is t a b i l i t yi sam a j o rc h a r a c t e r i s t i co f p o l y n o s i c f i b e r ，s o ，b o t hp u r ep o l y n o s i cf a b r i ca n dp o l y n o s i c c o t t o nf a b r i c c a nb ea l k a l it r e a t e dt oa c h i e v eb e t t e rp e r f o r m a n c e a c c o r d i n gt o t h e e x p e r i m e n t ，t h e b e s t p e r f o r m a n c e i sa c h i e v e dw h e np u r e p o l y n o s i c f a b r i ci st r e a t e di n2 0 w i t h1 2 0 9 ln a o hf o r4 m i n u t e sa tr e l a x e ds t a t e a f t e ra l k a l i t r e a t m e n t ，t h ed y e i n g p e r f o r m a n c e a n do t h e r p e r f o r m a n c e o ft h ef a b r i ce n h a n c e d d i s t i n c t l y w h i l et h e f o r c el o s ti si nt h e s c o p ew h i c hm i g h tb e a c c e p t e d a s t ot h e p o l y n o s i c c o t t o nf a b r i c ，k o ht r e a t m e n t i s p r e f e r r e d t on a o ht r e a t m e n t p o l y n o s i cf i b e rb e l o n g s t oc e l l u l o s i cf i b e r ，a l t h o u g ht h er e g u l a r d y e su s e df o rc e l l u l o s i cf i b e rs u c ha st h ea c t i v ed y e s ，d i r e c td y e s ， r e d u c t i o nd y e sc a nb eu s e df o rp o l y n o s i c ，a c t i v ed y e si sp r e f e r r e d f o ri t s c h r o m a t o g r a p hs c o p e ，l u s t e rb r i g h m e s s ，c o l o r f a s t n e s s a m o n gt h e r e a c t i v e d y e s ，t h e m t y p e s u e s p o l y n o s i c f a b r i c e s p e c i a l l y a b s t r a c t t h ep o l y n o s i cf i b e rd i f f e r si ns o m ea s p e c t s ( s h a p es t r u c t u r e ， p h y s i c a lp r o p e r t y ) f r o mo t h e rc e l l u l o s i cf i b e r , t h e r e f o r e ，t h ed y e i n g p e r f o r m a n c es u c ha sd y e u p t a k e ，d y ed e g r e e ，d y e i n gr a t e ，f i x i n g r a t e ，d y e i n ge v e n e s s ，d y ed e p t h a r ed i f f e r e n t a sar e s u l t ，t h e d y e i n gp r o c e s so fp o l y n o s i cf a b r i ch a si t sf e a t u r e z h a n g l i l u ( t e x t i l e e n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db y s h e nw e i k e yw o r d s ：p o l y n o s i cf i b e r ，k n i t t e df a b r i c ，f a b r i cp r o p e r t y ，a l k a l i t r e a t m e n t ，d y e i n g 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，祟尚严谨学风。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：；主；和 日期：刎年，月订日 附件二： 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。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密口。 学位论文作者签名：移王皆 指导教师签名：谚乞扎 同期：) 神年廖月) 矿同 日期：0 。学年，2 月2 舶 第一章引言 第一章引言 纤维素纤维包括传统的天然纤维素纤维棉和麻以及再生纤维素纤维。 近年来又出现了很多新型的再生纤维素纤维，如t e n c e l 、莫代尔等。这 些纤维的出现，不仅增加了产品的新颖性、舒适性，而且推动了再生纤 维素纤维向绿色环保方向发展。 1 1再生纤维素纤维在国内外的发展 1 8 9 1 年，克罗斯( c r o s s ) 、贝文( b e v a n ) 和比德尔( b e a d l e ) 等首先制 成纤维素磺酸钠溶液，由于这种溶液的粘度很大，因而命名为“粘胶”。 粘胶遇酸后，纤维素又重新析出。根据这个原理，在1 8 9 3 年发展成为一 种制备化学纤维的方法，而由此得到的纤维被命名为粘胶纤维。到1 9 0 5 年，米勒尔( _ t u l l e r ) 等发明了一种稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴，实现 了粘胶纤维的工业化生产】。 一个世纪以来，粘胶纤维生产不断发展和完善。在2 0 世纪3 0 年代末 期，出现了强力粘胶纤维：5 0 年代初期，高湿模量粘胶纤维实现工业化： 6 0 年代初期，粘胶纤维的发展达到了高峰，其产量占化学纤维总产量的 8 0 以上f 2 1 02 0 世纪6 0 年代末至8 0 年代中期，消费者的环保意识日益 加强，丽粘胶纤维一方面限于当时的生产技术和设备，在生成过程中需 要大量的氢氧化钠和硫化物，会对环境产生不利因素；另一方面合成纤 维特别是涤纶长丝得到了高速发展，并且相应的合成纤维后整理技术也 迅猛发展，因此粘胶纤维的发展趋于平缓f 3 】。进入9 0 年代后，行业的发 展方向发生了变化。随着人们消费观念的变化和科学技术的发展，粘胶 纤维的生产重新萌发出了勃勃生机，在日趋激烈的市场竞争中粘胶纤维 以其特有的优良品质和卓越的性能占据一席之地。1 4 我国粘胶纤维工业从六十年代起迅速发展，到1 9 9 5 年产量达到了4 5 万吨，而2 0 0 1 年全国累计生产粘胶纤维6 0 5 9 万吨，2 0 0 2 年产量为6 8 2 l 万吨，2 0 0 3 年仅1 8 月份则生产5 0 6 5 万吨吼从中可看出在国内粘胶 纤维工业一直在稳步增长，并且随着一些高性能改性粘胶生产线的引进 第一章引言 和市场需求的不断增大，可以预计以后的发展速度还会加快。 普通粘胶短纤维吸湿和染色性能好，手感柔软，悬垂性好，并且价格 低廉，适用范围广：但也存在一些较为严重的缺点，主要是在湿态时剧 烈溶胀，纤维的断裂强度显著下降，在较小的负荷下就容易伸长( 湿模量 很低) ，织物洗涤时受到外力揉搓容易变形，并且干燥后强烈收缩，尺寸 稳定尤其是水洗尺寸稳定性很差1 6 】。普通粘胶遇碱剧烈溶胀并有部分溶 解，强度和模量明显下降，断裂伸长上升，因此。普通粘胶短纤维与棉 的混纺织物不能经受改善织物外观的丝光处理。普通粘胶短纤维的另一 缺点是织物进行染色加工时必须采取松式，因为湿模量较低，如在张力 下进行染色加工，织物在使用时会产生剧烈收缩，因此，染色加工不便 连续进行【”。 m o d a l 是奥地利兰精( l e n z i n g ) 公司开发的新一代再生纤维素纤维， 采用高湿模量粘胶纤维的制造工艺，从其性能看它属于变化型高湿模量 纤维。它的优点是：具有丝绸般的光泽和悬垂感，极为柔软，优良的可 染性及鲜艳的色泽，经多次清洗仍保持绚丽多影引。 铜氨纤维是将棉短绒等天然纤维素原料溶解在氢氧化铜或碱性铜盐 的浓氨溶液内，配成纺丝液，在水或稀碱溶液的凝固浴中纺丝成形，再 在含2 3 硫酸溶液的第二浴内使铜氨纤维素分子化学物分解再生出 纤维素。生成的水合纤维素经后加工即得到铜氨纤维 9 1 。铜氨纤维的截面 呈圆形，无皮芯结构。纤维可承受高度拉伸，制得的单丝较细，一般在 1 3 3 d t e x ( 1 2 旦) 以下，可达0 4 4 d t e x ( 0 4 旦) 。所以铜氨纤维手感柔 软，光泽柔和，有真丝感。铜氨纤维的吸湿性与普通粘胶纤维相近，在 一般大气条件下回潮率亦可达到1 2 1 3 。在相同的染色条件下，铜 氨纤维的染色亲和力较普通粘胶纤维大，上色较深【1 0 】。铜氨纤维的干强 与普通粘胶纤维相近，但湿强高于普通粘胶纤维，耐磨性也优于普通粘 胶纤维。浓硫酸和热稀酸能溶解铜氨纤维，稀碱对其有轻微损伤，强碱 则可使铜氨纤维膨胀直至溶解。铜氨纤维不溶于一般有机溶剂，而溶于 钶氨溶液。由于纤维细软，光泽适宜，常用作高档丝织或针织物。但一 方面受原料的限制，另一方面，由于液氨有毒，有强烈的刺激性，又是 2 第一章引言 可燃的化学品，储存、使用、回收都要小心从事，最终使得铜氨纤维的 制造工艺比较复杂，因此产量较低。 9 0 年代英国c o u r t a u i d s 公司推出了聚合度5 0 0 、高结晶度、高取向 度的新型纤维素系纤维“”( 商品名t e n c e l ) ，并获得了巨大的成功。纤 维采用的是一种全新的制造工艺，是再生纤维素纤维生产中的一次重大 突破。l y o c e l l 纤维是以n 一甲基氧化吗啉( n m m o - - h 2 0 ) 为溶剂，用干湿法 纺制的再生纤维素纤维i l l 】。t e n c e l 不但具有所有纤维素纤维的天然性质， 包括棉纤维的自然舒适性，普通粘胶纤维的悬垂飘逸性和色彩鲜艳性， 合成纤维的高强度，又有真丝般柔软的手感和光泽；而且弥补了再生纤 维素纤维湿强度低，湿态伸长大，洗可穿性差等的不足，且具有优良的 耐碱性，生物可降解性，生产过程绿色环保。因此，迅速获得了商家和 广大消费者的认同。 在t e n c e l 纤维席卷全球的同时，另外一种工艺在七十年代就已成熟， 性能与t e n c e l 接近的纤维p 0 1 y n o s i c 又重新被人们记起。 1 2p o l y n o s i c 纤维的发展 2 0 世纪3 0 年代，棉纤维短缺，粘胶纤维被作为衣料来使用。但存在 着强度低，洗后会收缩变型等众多缺点，于是开始进行高聚合度短纤维 的开发。日本立川研究所于1 9 4 6 年推出了“虎木棉”，这便是p o l y n o s i c 纤维的雏形了坦l 。该种纤维虽然通过提高聚合度和结晶度而提高了强度， 但结节强度却降低了，即纤维不耐弯曲，因此不适合服用。此后该研究 所又相继推出了改良纤维“虎木棉- - 5 i ”和“虎木棉- - 6 1 ”，进一步提高 了其拉伸强度和结节强度。1 9 6 1 年5 月，由c h i m i o t e x 公司在瑞士的日 内瓦成立国际p o l y n o s i c 纤维协会( a s s o c i a t i o no fi n t e r n a t i o n a l p o l y n o s i c s 简称a i p ) ，各加盟协会的公司以p o ly n o s i c 纤维的名称 进行生产。至此p o l y n o s i c 这个名称才被统一使用。【1 3 1 后来，由于各种原因，各公司相继退出制造p o l y n o s i c 纤维的行列， 到了9 0 年代，只剩下东洋纺织和富士纺织仍在生产，但产量都减少了【“1 。 此时，英国c o u r t a u l d s 公司推出的聚合度5 0 0 、高结晶度、高取向度的 第一章引言 新型纤维素系纤维t e n c e l ，并获得了巨大的成功。受此启发，性能与 t e n c e l 类似但价格便宜的p o l y n o s i c 纤维受到了重新评估。现在，为了 满足中国消费者对高性能纤维素纤维日益增长的需求，进一步降低纤维 的生产成本，我国月东化纤厂和保定依棉都引进了日本东洋纺的技术， 原料及国际最先进的设备，在中国市场上生产p o l y n o s i c 纤维【15 1 。 1 3 p o l y n o s i c 纤维概况 p o l y n o s i c 纤维是出高纯度精制木浆采用粘胶法生产的一种高湿模 量再生纤维素纤维。生产原料主要来源于日本进口的天然针叶树精制专 用木浆，生产技术采用日本东洋纺专有特种工艺纺丝技术，纺丝过程与 一般高湿模量粘胶纤维类似，但p o l y n o s i c 纤维要求木浆聚合度高且分 子量分布窄：纺丝浴要求低温、低酸、低盐条件，并在丝束凝固后施以 高延伸，以提高结晶度和取向度；切断后的短纤维再投入目b 碱浴中，使 之膨润除去延伸时的应变，并提高结节强度和染色性i 。 该纤维素纤维从根本上克服了粘胶纤维的缺点，秉承了该系列纤维的 所有优点，实现了其它纤维素纤维所不能突破的优良性能：具有很高的 湿强度，其优良的高湿模量使生产与服用更理想；良好的干态与湿态强 伸性能保证了织物具有良好的尺寸稳定性；其光滑的圆形横截面和全芯 性结构使纤维光泽好，极好悬垂性和滑爽感；较高的分予取向度和适量 稳定的结晶度，使纤维具有较高的干模量，使面料有身骨、回弹性好； 高吸湿性使织物具有良好的舒适感和皮肤亲和性：而纤维素纤维的属性， 使该纤维可染性好，鲜艳度极佳，并适台所有纤维素纤维的染整工艺和 染料应用；较强的耐碱性，与棉混纺时可做各种碱处理，使混纺织物更 具特色；其废弃物可自然降解，绿色环保。了解p o l y n o s i c 纤维的这些 性能特点，有利于在以后加工，特别是湿态加工过程中根据纤维的性能 特点选择合适的加工方法。 1 4 课题意义和内容 1 4 1 课题背景和意义 第一章引言 进入新世纪，资源与环境问题引起了人们越来越多的关注。在这一背 景下，天然纤维素再次得到了重视。自然界纤维素年产量约i 0 0 0 亿吨， 大约只有2 5 是通过再生途径制作成纤维等加以利用的。纤维素资源十 分丰富，纤维素是可再生的自然资源，具有可持续性；纤维素具有环保 性，可参与自然界的生态循环。作为纺织纤维，纤维素纤维具有优良的 吸湿性、穿着舒适性，一直是纺织品和卫尘用品的重要原料。所以纤维 素纤维是新世纪最理想、最有前途的纺织原料之一。 p o l y n o s i c 纤维是用天然高分子纤维素木材为基本原料，因此，只要 地球上有阳光、空气和水，它就可以不断再生，其资源取之不尽，用之 不竭。与其相比，合成纤维是用不同地质时期形成的石油、煤及天然气 等作原料来生产的，这种原料的贮藏量虽然很大，但它逐渐消耗后难以 恢复。 根据2 0 0 3 年1 月份一6 月份国内的数据统计，m o d a l 纤维的价格为 2 3 0 0 0 - - 2 5 0 0 0 元吨，用量为6 0 0 0 - - 7 0 0 0 吨：t e n c e l 纤维的价格为3 6 0 0 0 - - 4 0 0 0 0 元吨，用量为3 0 0 0 - - 4 0 0 0 吨 1 7 1 ；而p o l y n o s i c 的价格将略高 于m o d a l 而远低于t e n c e l 。p o l y n o s i c 纤维与m o d a l 相比在湿模量、湿 强、耐碱性方面很大的优势，并且p o l y n o s i c 纤维单纤的细度有1 0 、 1 2 、1 2 5 、1 5 、2 2 d 等一系列规格，可纺更高支的纯纺及混纺纱； 与t e n c e l 相比较，p o l y n o s i c 纤维在各项指标上持平或稍低于t e n c e l 纤维。因此有理由认为p o l y n o s i c 将会取代部分m o d a l 和t e n c e l 纤维。 按产生时间来看，p o l y n o s i c 纤维不能算是一种新型纤维，但由于此 前国内并没有进行规模生产，所以对p o l y n o s i c 纤维的研究报道也不多。 p o l y n o s i c 纤维虽然拥有优良的性能，但在织物前处理和染色过程中却存 在一些问题，这在一定程度上也影响了纤维的应用推广。本课题在对 p o l y n o s i c 纤维、纱线性能研究的基础上提出用碱处理工艺解决 p o l y n o s ic 针织物在前处理和染色中存在的问题，并对工艺做了探讨优 化，希望可以对实际生产起到一些借鉴作用。 1 4 2 课题内容 第一章引言 本课题主要研究p o l y n o s i c 纤维针织物的前处理、染色工艺以及前处 理工艺对织物性能的影响，通过综合评价得出p o l y n o s i c 纤维针织物的前 处理和染色优化工艺。具体包括以下几部分内容： 1 p o l y n o s i c 纤维性能的研究以及与t e n c e l 、m o d a l 、棉和普通粘胶纤 维的性能对比分析。 2 纱线性能的研究及对比分析：测试不同原料的纱线性能，为以后的织 物编织和处理做准备。 3 课题用针织物的织造和织造过程中遇到的问题及解决。 4 p o l y n o s i c 纯纺及p c 混纺针织物的前处理工艺研究，重点研究了 p o l y n o s i c 纯纺针织物和p c 混纺针织物的碱处理工艺。 5 研究p o l y n o s i c 针织物的染色性能并在此基础上提出相应的染色工 艺。 6 染色后p o l y n o s i c 针织物的性能分析及碱处理对针织物性能的影响。 第二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 第二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 纤维和纱线性能一方面影响针织物的织造和处理工艺，另一方面还对 针织物的各项性能有着重要影响。本章对p o l y n o s ic 纤维的形态结构、 机械性能和吸湿膨润性做了研究探讨并与t e n c e l 、m o d a l 、棉和普通粘胶 做了对比分析，然后对纱线的捻度、拉伸性能、勾结强度和毛羽做了测 试分析，为以后的针织物织造和性能研究做准备。 2 1 p o l y n o s i c 纤维性能研究 2 i i 形态结构 p o l y n o s i c 纤维的细度主要为1 1 1 _ 5 d ，比一般粘胶短纤维略细， 纤维横截面结构与普通粘胶和普通h w ，m 粘胶纤维不同，为较圆滑、圆 形的或接近圆形的全芯层结构( 图2 1 ) 。具有较好的光泽。 图2 - 1p o l y n o s i c 纤维的截面 豳2 - 2t e n c e l 纤维的截面 p o l y n o s i c 纤维的截面构造之所以呈圆形，是由于它在纺出时以低温 低酸进行纺丝，抑制纤维素的再生，对刚凝固的纱条施加高延伸，待延 伸完成后才使其再生的缘故【1 蚰。换言之，就是无法制造出截面非圆形的 p o l y n o s i c 纤维，甚至连纤维的内部都呈全芯层结构。虽然制法不同，但 是t e n c e l 的截面状态也和p o l y n o s i c 相同，断面都是呈圆型的。 相比之下，普通粘胶因为纺丝浴酸浓度很高，所以粘胶纱条的表面部 第二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 分以再生成纤维索的状态加以延伸之后，甚至连内部都加以再生，然后 进行脱水、收缩，所以横截面外缘形成不规则的锯齿状【1 9 j 。而且，由于 粘胶成形过程中凝固与分解作用同时进行，因而形成了明显的皮芯结构。 皮芯层的形成具有不同的历程，结构性质也有明显的差异。 另一方面，p o l y n o s i c 纤维具有较高的分子取向度和聚合度，适量稳 定的结晶度，晶区厚度为8 - 1 4 n m 。表2 1 给出了几种纤维素纤维的微观 结构。从表中的数据来看，p o l y n o s i c 纤维的各向微观指标介于t e n c e l 和普通粘胶之间。 表2 - l 各种纤维素纤维的微观结构【2 0 】 纤维 项目 t e n t e l p 0 1 y n o s i c r a y o n 棉 聚合度5 0 04 0 卜4 5 0 2 5 0 一3 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 结晶度( )4 8 84 5 5 03 07 0 取向度( )9 0 _ 9 38 4 8 6 2 1 2 枫械性能 纺织纤维的机械性能是纤维品质检验中的重要内容，它与纱线性能、 纺织品的服用性能有密切关系。而纤维的断裂强力和断裂伸长是国家规 定的考核指标，表2 - 2 给出了几种纤维素纤维性能指标。 测试标准依据：g b 5 8 8 6 8 6 纤维断裂强力及断裂伸长的测定 表2 - 2五种纤维素纤维性能指标【2 1 】 十强湿强干伸湿伸干模重 湿模量 名称 ( 伸长5 ) ( c n t e x )( c n t e x ) ( )( ) ( c n t e x ) ( c n t e x ) t e n c e l 4 0 4 43 6 3 81 3 1 51 4 1 61 1 0 02 7 0 p o l y n o s i c 3 4 4 z2 5 3 4l o 1 3 1 3 1 59 0 01 8 0 m o d a l3 2 3 41 9 4 2 l1 3 1 51 4 1 6 7 0 01 0 0 r a y o n 2 2 2 61 3 1 62 2 2 31 8 2 45 0 c o t t o n1 8 4 4 2 i 5 33 1 02 5 3 01 0 0 由表2 2 知p o l y n o s i c 和t e n c e l 纤维千湿强度明显高于棉和其它再 第一二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 生纤维素纤维。湿态拉伸强度可保持在干态的8 0 左右，高于棉和m o d a l ， 是粘胶纤维的2 倍。棉是汛强大于干强的纤维，所以可认为p o l y n o s i c 纤维在加工和使用过程中没有普通粘胶纤维那样的湿强问题的，这意味 着它能经受剧烈的机械处理和水处理而不会损伤织物的品质。p o l y n o s i c 的湿断裂伸长( 1 3 1 5 ) 和干断裂伸长( 1 0 1 3 ) 是所有纤维索纤 维中最低的再加上其具有很高的干湿模量值，可以保证纤维有良好的 保形性，这对以后的纺纱、织造等加工过程都具有重大的意义。比如普 通粘胶在织造中最为头痛的防潮保燥问题对p o l y n o s i c 纤维来说就不存 在了。 2 i 3 吸湿膨润性 纤维吸湿后，长度和横截面积都发生膨胀，而且这种膨胀表现了明显 的各向异性。纤维吸湿后在长度方向的膨胀很小，而在直径方向膨胀很 多，表2 - 3 给出了纤维在充分润湿以后截面积的增长率。 测试标准依据：g b9 9 9 5 - - 8 8 纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱 法 表2 - 3 纤维的吸湿膨润性能【2 2 i 性能 p o l v n o s i c t e n c e lm o d a lr a y o nc o t t o n 刚潮率( ) 1 2 1 31 2 1 31 2 1 2 1 48 5 保水率( )6 0 7 06 5 7 07 5 8 09 0 4 0 4 5 水中径向膨润率( ) 3 04 0 5 0 3 05 0 7 0蚰5 0 水中轴向膨润串( ) 10 0 0 31 12 60 6 p o l y n o s i c 纤维的吸温性与t e n c e l 相当，略优于棉，但其径向吸湿 膨胀率比普通粘胶、m o d a l 和棉都小，因此织物吸湿后湿气仍能通过织物 孔隙有效地排除到织物外。 纤维吸湿膨胀表现的各向异性，也从个侧面说明纤维内部分子排列 结构在轴向和径向明显的不同。p o l y n o s i c 纤维在青4 造过程中被施以高牵 9 第二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 伸使原纤的结晶化更趋向于沿纤维轴向排列，因而纤维大分子之间横向 结合力相对较弱，而纵向结合力相对较强。在润湿状态下，水分子进入 无定形区，拆开了一些联结点，使分子间距离增加：因而纤维的形态主 要是变粗。在长度方向，如果大分子都是平行伸直，则长度方向就不会 增长，但由于大分子沿轴向存在着不同的取向度和它的柔曲性，水分子 进入大分子之间，导致了大分子的构型作某些改变，因而使得纤维在长 度方向也有不同程度的增长【2 3 】。 p o l y n o s i c 纤维在水中断面方向约有1 3 倍的膨胀率，使得纤维与纤 维之间的接触面积变大，表面摩擦阻力也加大，纤维间难以做相对移动， 且由于纤维径向膨胀使纤维表层呈绷紧僵硬状态，会对后续的湿态处理 产生一些影响。 2 2 针织用纱的基本要求 纱线的种类很多，用途各异。评定纱线的品质，既要考虑纱线种类， 还要考虑纱线用途。为了保证针织过程的顺利进行以及产品的质量，对 针织用纱有下列基本要求： 1 有一定的强度和延伸性，以便能够弯纱成圈。 2 捻度均匀且偏低。捻度偏高易导致编织时纱线扭结，影响成圈，顽且 纱线变硬，使线圈产生歪斜。 3 线密度均匀，纱疵少。粗节和细节会造成编织时断纱或影响到布面的 线圈均匀度。 4 抗弯刚度低，柔软性好。抗弯刚度高，即硬挺的纱线难以弯曲成线圈。 5 表面光滑，摩擦系数小。表面粗糙的纱线在经过成圈机件时会产生较 高的纱线张力。 2 3 单纱性能测试 2 3 1 纱线捻度测定 纱线捻度是纱线单位长度上的捻回数，用以衡量细度相同的纱线的加 捻程度。捻度是影响纱线品质的重要因素，对织物的外观及其它性能有 很大的影响。 0 第二章p o l y n o s i c 纤维和纱线性能研究 测试标准依据：g b2 5 4 3 2 - - 8 9 纱线捻度的测定退捻加捻法 1 实验仪器和试样 测试仪器为y g 3 3 1 a 型纱线捻度机。限位：4 m m ，预加张力依据 i 8 3 蛳一1 4 2 计算为5 6 c n 。 试样长度：2 5 0 m m 。试样均为1 8 2 t e x 的不同品种的纱线。 实验条件：温度2 0 c 湿度6 2 2 实验结果 表2 4 纱线的捻度 纱线种类 p o l y n o s l c t e n c e l m o d a lr a y o n 捻同数( 捻m )2 1 82 2 3 2 2 l2 2 5 纱线种类 p 7 0 c 3 0p 6 0 c 4 0p 5 0 c 5 0p 4 0 c 6 0p 3 0 c 7 0 捻嘲数( 捻珈) 2 0 52 0 02 0 42 l o2 0 6 ( 注：p 7 0 c 3 0 表示7 0 p o l y n o s i c ，3 0 棉，其余类推，下同) 从表2 4 可以看出，同一系列的纱线捻度差异很小，不超过5 ， 因此以下纱线测试指标具有较强的可比性。 2 3 2 纱线拉伸测试 纱线受力的最基本形式为轴向拉伸，纱线的强力与构成织物的强力有 直接关系。因此纱线的强力与伸长对织物的强力伸长等机械性能有很大 的影响，是反映织物耐用性能的个重要指标。本次实验将p o l y n o s i c 与普通粘胶、棉、t e n c e l 、m o d a l 的纱线强力进行比较，再对不同配比的 p c 混纺纱的强力进行比较。 测试标准依据：g b3 9 1 6 1 9 9 7 单纱断裂强力及断裂伸长的测定 1 实验仪器和试样 测试仪器为x l 一1 纱线强伸度仪。隔距5 0 0 m m ，下降速度 5 0 0 m m m i n ，预加张力依据0 5 + 0 1 c n t e x 计算为2 4 c n 。 试样均为1 8 2 t e x 的不同品种的纱线。 2 实验结果 第一章p o l y n o s j c 纤维和纱线性能研究 表2 - 5 纱线的断裂强力及伸长率 指标 纱线种蒌 断裂强力( c n )伸长率( )断裂强力c v ( )伸长率c v ( ) p o l y n o s i c 4 4 5 2777 7 36 3 8 t e n c e l5 0 9 198 2 24 6 3 m o d a l3 9 7 81 0 28 2 4 3 9 2 r a y o n 2 5 531 0 99 6 79 3 7 c o t t o n3 8 2 1768 8 4 5 2 2 p 7 0 c 3 04 3 5 1 7 t8 0 95 7 1 p 6 0 c 4 04 1 6 76 4 7 2 88 5 p 5 0 c 5 04 0 1 66 67 6 94 8 4 p 4 0 c 6 0 3 8 1 66 38 1 36 5 l p 3 0 c 7 03 7 8 16 6 8 】47 1 9 3 结果分析： ( 1 )由表2 - 5 可知p o l y n o s i c 纱线的断裂强力高于普通粘胶、棉 和m o d a l ，略低于t e n c e l ，这是由于p o l y n o s i c 纤维强力较 高并且纤维问抱合力较好。从表中可以看出p o l y n o s i c 纱线 的断裂伸长率较小，这一方面是因为其纤维高结晶度取向度 的微细结构，另一方面则是因为纤维间抱合力较高，难以相 对滑移。 ( 2 ) 对于不同配比的p o l y n o s i c 与棉的混纺纱来说，p o l y n o s i c 含量越高纱线强力越大，说明在p c 混纺纱中p o l y n o s i c 纤 维对纱线的强力贡献较大。 2 3 3 纱线勾结强度测试 由于针织物是由线圈互相串套而形成的，因此针织物在受到外力拉伸 时纱线的形态变化和受力情况与机织物有明显的区别。机织物强力主要 由纱线强力和纱线f 日的摩擦力构成；对于钟织物来说，纱线勾结强度对 织物强力的影响甚至超过了纱线的拉伸强度，因此纱线勾结强度是衡量 针织用纱的一个重要指标。 纱线勾结强度用纱线强伸度仪来测试。测试时同一样品纱取两段对 2 第二章p o y 1 0 s i c 纤维和纱线性能研究 折勾在一起，并在两段纱线接触的地方做汜号，然后拉伸。拉伸结束后 检查纱线是否断在做了记号的地方，如果不是则需重新测试。 1 实验仪器和试样 测试仪器为x l l 纱线强伸度仪。隔距5 0 0 m m ，下降速度 2 5 0 m m m i n ，预加张力依据0 5 + 0 i c n t e x 计算为2 4 c n 。 试样均为1 8 2 t e x 的不同品种的纱线。 2 实验结果 表2 - 6 纱线的勾结强度 、趱标 勾结强力仲长率 断裂强力伸长率c v 纱线趴( c n )( )c v ( )( j p o l y n o s i c 4 6 947 28 2 l7 8 5 t e n c e l5 8 3 2 6 3i 0 3 51 2 0 5 m o d a l5 1 41 2 36 1 41 0 2 2 r a y o n 3 4 4 89 17 0 567 2 p 7 0 c 3 05 3 0 68 65 38 3 5 p 6 0 c 4 05 3 18 07 ，29 2 p 5 0 c s o5 3 5788 96 5 3 p 4 0 c 6 05 4 l7 54 6 54 9 6 p 3 0 c 7 05 3 8 27 18 4 55 6 7 3 结果分析： 从表2 6 的测试结果来看，虽然p o l y n o s i c 纱线的勾结强度与 t e n c e l 纱线相比还存在一定的差距，但已经接近m o d a l 纱线，完全能满 足实际使用的要求。并且在与棉混纺之后混纺纱线的勾结强度得到了较 大程度的提升。综合表2 2 和表2 - 3 ，在p c 混纺纱线