（纺织工程专业论文）PTT花式纱纬编针织物服用性能研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

p tt 花式纱纬编针织物服用性能研究 摘要 p t t 纤维作为种新型合成纤维兼具p e t 的稳定性和p a 的柔软性， 质地柔软、飘逸；稍用力就有优异的伸长性，且可回复到原状；p t t 在11 0 - 1 2 0 c 范围内可染深艳色，适宜于与纤维素或天然纤维混合； 大批量投产后成本低廉n 3 。因为具有这么多的优点，所以p t t 得到广 泛应用是必然的趋势。 p t t 纤维用于花式纱领域是对其使用范围的扩展研究之一。花式 纱线与普通纱线相比较，具有十分鲜明的外观形态和丰富的色彩，其 品种繁多，风格迥异，已经深受广大消费者尤其是女性消费者的喜爱。 本课题将p t t 的纤维特点与花式纱线结构特征相结合，希望开发出新 型的p t t 花式纱织物。 本课题以p t t 雪尼尔纱和碧绉线为研究对象。 ( 1 ) 对3 5 支纯纺p t t 雪尼尔纱，选取了同支的涤纶和腈纶雪尼 尔纱。首先测试了三种纱线的断裂强力、断裂伸长和捻度，然后分别 编织平针和罗纹织物，经过洗缩和柔软处理后，比较不同原料不同组 织之间的热湿舒适性。 掉毛一直是影响雪尼尔纱性能很重要的一点。这里从两个方面 研究了雪尼尔纱的掉毛性。第一，比较了前面编织的3 5 支不同原料 织物的掉毛率。掉毛的测试是在耐磨仪上加相同负荷摩擦固定圈数后 测试每种织物重量的减少量。第二，选取p t t 纯纺3 5 支短纤、2 5 支 短纤和3 5 支f d y 短纤雪尼尔纱，编织平针和罗纹组织，测试加不同重 锤压力和摩擦不同圈数后掉毛量的变化。绘图并比较了不同细度纱线 或者不同组织下掉毛量的变化特点。通过观察图形，发现掉毛量随着 摩擦次数的增加呈现线性变化规律，对其进行了线性拟合。 ( 2 ) 碧绉线是一种新型的花式纱线。其是由一粗一细两根纱线 构成，粗的有捻，细的无捻或有捻，粗细捻向相反，相对于粗的反向 加捻，从而粗丝线反方向退捻以螺旋状环抱细丝线，细线嵌入到粗的 里面而成。试验中使用p 删棉混纺碧绉线，编织成平针、四平、2 + 2 罗纹、罗纹空气层和畦编五种组织，经过洗缩和柔软处理后，测试 并分析了织物多种服用性能，包括弯曲性能、外观保持性、抗皱性、 缩水率、热湿舒适性等。服用性是一个综合性的指标，反映织物的整 体特性，本文运用模糊数学综合分析方法，对测试数据进行处理，评 判各种织物结构服用性能的优劣程度，得到碧绉线适合应用的组织结 构。 本课题研究了p 1 盯花式纱线的服用性能，通过试验测试数据进 行分析，希望对实际生产能有一定的指导意义。 评判 关键词：p t r 、雪尼尔纱、碧绉线、掉毛性、服用性、模糊综合 r e s e a r c h i n gt h ee n du s ea b i l i t yo fp t t f a n c yy a r nk n i tf a b r i c a b s t r u c t m a so n eo ft h en e ws y n t h e s i z ef i b e r , pi th a st h ea b i l i t yo fp e t s s t a b i l i t ya n dp a sc o m p l i a n c e p 1 th a sg o o de x t e n s i b i l i t y ，g i v i n gal i t t l e s t r e n c hw i l lg e tg o o dl e n g t h e n i n g ，a n di ta l s oc a l lg ob a c kt ot h eo r i g i n a l l e n g t h 聊【tc a nb ed y e dt od e e pc o l o rd u r i n g1 1 0 。ca n d1 2 0 c ，a n di s s u i t a b l ef o rb e i n gm i x e dw i t hc e l l u l o s ea n dn a t u r a lf a r i c a n dp t ti s c h e a pa f t e rl a r g eq u a n t i t i e so fp r o d u c t i o n a ss om a n ya d v a n t a g e s ，t h e l a r g eu s i n gw i l lb et r e n d c o m p a r i n gw i t hc o m m o ny a r n ，f a n c yy a r nh a sv i v i da p p e a r a n c ea n d r i c hc o l o r , i th a sg o tm o s tc o n s u m e r s , e s p e c i a l l yl a d i e s f a v o r c o m b i n i n g p t rf i b e r sc h a r a c t e r i s t i c sa n df a n c y y a r n 7 ss t r u c t u r e ，w ew i l ld e v e l o p n e wp t tf a n c yy a r nf a b r i c t h e r ea r et w ok i n d so fp 1 tf a n c yy a r ni nt h i sp a p e f - c h e n i l l e a n dk a d ec r o p ey a r n ( 1 )c o m p a r i n gt h ea b i l i t yo f3 5c o u n tp t t 、p e ta n dn i t r i l o n c h e n i l l e f i r s t l y , t e s t i n gy a r n sb r e a k i n gs t r e n g t h 、b r e a k i n ge l o n g a t i o na n d i v t w i s t t h e n k n i t t i n g f l a ta n dr i bs t r u c t u r e a f t e r w a s h i n g a n d m e l l o w i n g ，c o m p a r i n gt h et h e r m o h y d r o c o m f o r t t h eh a i rl o s i n gr a t ei sv e r yi m p o r t a n tf o rc h e n i l l e t h e r ea r et w o s i d e si nr e s e a r c h i n gh a i rl o s i n gr a t eo fc h e n i l l e f i r s t ，t e s t i n gt h ea b o v e3 5 y a r n c o u n tf a b r i c s h a i r l o s i n g r a t e t h em e t h o di s w e i g h t i n g a n d c a l c u l a t i n gt h el o s i n gw e i g h to fc h e n i l l ea f t e rf i r c t i o n o na b r a s i o nt e s t m a c h i n e s e c o n d ，t e s t i n gp l a ta n dr i b f a b r i c sh a i rl o s i n gw e i g h to f3 5 c o u n t 、2 5 c o u n tc o m m o nc h e n i l l ea n d2 5c o u n tf d yc h e n i l l e l o o k i n g f o rt h ef a b r i cw h o s eh a i rl o s i n gw e i g h ti sl e s s ，w h e na d d i n gd i f f e r e n t p r e s s u r ea n dd i f f e r e n tf i r c t i o nt i m e s a n du s i n gt h em e t h o do fl i n e r - f i tt o a n a l y s e st h ec o n n e c t i o nb e t w e e nh a i rl o s i n gw e i g h ta n df i r c t i o n ( 2 ) k a d ec r o p ey a r ni so n eo ft h en e wf a n c yy a m i ti sc o m p o s e d o fo n et h i ny a r na n do n et h i c ky a r n t h et h i ny a r nh a st w i s to rn o t ，t h e t h i c ky a r nh a st w i s t ，t h e i rd i r e c t i o n so ft w i s ti so p p o s i t i o n d u r i n gt h e c o u r s eo fs p i n i n g ，t h et h i c ky a r nt w i s tr u nb a c ki nt h eo p p o s i t i o nd i r e c t i o n a n ds u r r o u n dt h et h i ny a r n t h et h i no n ei n s e tt h et h i c ko n e ，a n di t sk a d e c r o p ey a r n i nt h ee x p e r i m e n t ，t h e r ea r ef i v es t r u c t u r e so fk a d ec r o p ey a r n ，t h e y a r ef l a ts t i t c h ，r i bs t i t c h ，r i b2 术2s t i t c h ，i t a l i a nr i ba n dc a r d i g a ns t i t c h a f t e r w a s h i n ga n dm e l l o w i n g ，t e s t i n ga n da n a l y z i n gs o m ew e a r a b i l i t y ，i n d u d i n g b e n dc a p a b i l i t y , a p p e a r a n c er e t e n t i o n ，c r e a s e r e s i s t a n c e ，w a s h i n gs h r i n k a g e a n dt h e r m o h y d r o c o m f o r t 触w e a r a b i l i t yi saa l l a r o u n dt a r g e t ，r e f l e c t i n g v t h ew h o l ec h a r a c t e r i s t i co ff a b r i c ，s oju d g i n gt h e w e a r a b i l i t yb yu s i n gt h e f u z z ym a t hj u d g e m e n tm e t h o dt og e tt h es u i t a b l es t r u c t u r eo fk a d ec r o p e y a m i h o p et h er e s e a r c ho fp t rf a n c yy a r n sw e a r a b i l i t yw i l l c a nh e l p p r o d u c t i o n l i ul u ( 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 yv i c ep r o f z h a o l i k e yw o r d s ：p t t , c h e n i l l e ，k a d ec r o p ey a r n ，h a i rl o s i n ga b i l i t y , e n du s e a b i l i t y , f u z z yj u d g e m e n tm e t h o d 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，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 文中己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。 学位论文作者签每： 到引络 日期： 2 留。杉年月加日 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、使朋学位论文的规定，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： 刹张争 日期：加占卅土月切日 指导教师签名：兰迦即 日期1 年，月栌 第一章绪论 第一章绪论 聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维( 简称p t t ) ，是一种性能优良的新型热塑性聚 酯，可用作纤维和塑料材料。p ，兀具有突出的回弹性、耐化学性，较好的染色性 和色牢度，还具有良好的抗污性，耐紫外线、n o x 、臭氧以及抗静电等优点。 目前，p 1 t 已成为当今国际上热门的高分子新材料之一。p t t 产品链的研究开发和 产业化工作也越来越受到国内外的重视跚： 1 1 概况 p t t 纤维是一种性能优越的新型聚酯纤维，其纺丝原料是由对苯二甲酸 ( 皿a ) 或对苯二甲酸二甲酯( d m t ) 和1 ，3 一丙二醇( p d o ) 缩聚得到的。与那些用 于服装的人造纤维相比较，例如尼龙、p e t 和丙烯酸纤维，p t r 纤维具有“特别 好的舒适性和延伸性，柔软手感，易护理性，低温染色性和色牢度好 ，因为它 的这些优点，它被r & d 杂志评为1 9 9 8 年1 0 0 种最具科学研究意义的新产品之 o p 1 t 纤维的优势在1 9 世纪4 0 年代就已经知道了，但是由于合成它的单体1 ，3 一丙二醇( p d o ) 成本很高，所以一直没能商业化生产。在6 0 年代，s h e l l 公司成 为首个生产单体p d o 的公司，但是稍后在1 9 7 2 年就停产了，原因是造价太过昂贵， 生产远没有预期那样的好。直到9 0 年代早期，s h e l l 公司才再次开始生产p 1 盯，这 次它通过环氧乙烷甲酰化合成p d o l l 较经济的生产p t r ，取商业名c o r t e r r a ，少 量的应用于地毯纤维工业口1 。图1 1 中展现的就是p ，兀纤维的发展简史： 第章绪论 匿受产习 # “：。，： t j i j t * i 链暗 警挂咖 ，i h p 0 0h 擅r t f 一，”s 一 鬻一 2 。1 - _ p f 啊 l f q i 钙5 1 e q 6 “ l 9 e + 一l 神7 12 哪的合成 121 p d o 的合成 p d o 的生产是生产p 丌域重要的环节，p d o 的纯度决定了p 1 t 生产过程的经 济性和虽终聚酯的质量。p d o 的台成有三种路线，即环氧乙烷( e o ) 甲酰化法、 丙稀醛水合法和生物发酵法。 ( 1 ) 环氧乙烷法：s h e l l 公司咀己烯为原料_ 一产p d o ，即蚍乙烯与氧发生 反应生成环氧乙烷，继而使环氧乙烷在催化剂作用下与c o 和h 2 发生加氢甲酰化 反应制得”3 。其反应式如下图1 2 ： q + c o + 2 珏o 琏。蝎啦o h d ( ，o “ 琏c _ 一c 珏 闰1 2 环氧乙炕台成p d 0 反应式”。 ( 2 ) 丙醛法：德 雪d e g u s s a 公司以丙烯为原料，经氧化生成丙醛，丙醛在催化 剂作用下与水进行双键水合制得3 羟基两醛( h p a ) ，h p a 在等催化剂作_ e j 下制 得p d o “1 其反应式如下图1 - - 3 c 砖。c 砖c i - d + 殛0 - - e o - c h _ c 琏c h , o h 船一( c 箍，；o h 图1 3 丙醛法台成p d o 反府式 ( 3 ) 生物酶催化法杜邦公司也已开发成功用生物酶催化法制备p d o ，用 f7 l 产p t r 。用碳水化台物通过! 刨身酶催化发酵的乃法制得p d o ，方法简 丝副 第一章绪论 3 一 产物少，成本低，有利于环保。杜邦公司与g e n e n c o r 公司合作的生化法已在美国 申请了专利，人们都十分关注这一技术的进展嘲。 1 2 2 p t t 的合成 p r r 由p d o 与d m t 或p 1 a 熔融聚合而得，化学结构如图1 4 所示 oo 。o 卜三一。1 耻h ： 图1 - - 4p t t 化学结构m ( 1 ) d m 磁：对苯二甲酸二甲酯( d m t ) 与p d o 酯交换，继而缩聚制得p t r ( d m t 法) ，反应式如图1 5 所示： c 地o o coc o o c l h + h o ( c l h ) s o h - 强h o c f h ) ，o o co c o o o h + c l - l s 0 h h 0 ( c h 2 ) , o o c p e t 。x 一衍射显示p t t 的高回弹性来自于晶体结 构，p 1 丌纤维在刚开始伸长时，其晶体的晶格应变的数量几乎等同于宏观应变， 而p e t 、p b t 贝, j 不存在。 ， 图1 6 分子链排列示意图 p 8 t ( 2 ) 结晶结构 与p e t 和p b t 一样，p 1 _ r 结晶结构属于三斜晶系，每个晶胞沿c 轴方向含有一 个大分子链的两个重复单元。与p b t 不同，当拉伸力去除后，p t t 纤维并未发生结 构形变。这一具体的特征也许可以用来解释p 僦于p e t 和p b t 的良好的弹性回 复1 2 1 。 ( 3 ) 表面形态结构 观察p 1 t 纤维的表面形态结构，基本与p e t 纤维相似。光滑条形状，且光的 反射、折射较强，纤维光泽较强。表面有空隙，有一定的导湿、透气与保暖性。 可制成各种不同的异形纤维，如三叶形、三角形等，还能增加纤维抱合力，改善 光亮度n 4 1 。 1 3 2p 1 陌的性能 ( 1 ) 力学性能 p 丌纤维具有强伸性能。从图1 7 中可以看出，p t t 纤维的断裂强力、断裂 第一章绪论 5 一 强度虽然比普通p e t 和高收缩p e t 纤维低， 但断裂伸长率却比普通p e t 纤维大得多，与 经过高收缩处理的p e t 纤维相当。断裂功要 比p e t 大，初始模量则比p e t 小得多，这说 明p t t 纤维具有优良的延伸性和柔软性，抗 外力拉伸破坏能力强。它的最大伸长可以和 特殊工艺制造的高收缩p e t 纤维相媲美n 目。 图1 7 短纤维的应力应变曲线 实验研究中可以看出，p ，丌纤维具有良好的 弹性回复性，不论是单次拉伸还是1 0 次反复 拉伸的急弹性回复和总弹性回复，p t t 都要优于p e t 纤维。 相同的定伸长下的应力松弛也表明，p t t 纤维的内应力i ：匕p e t 低，且内应力 随时间变化不明显；而p e t 则是先下降，再趋于平衡，i 即p t i 的松弛时间远大于 p e t ，从另一个角度说明p 1 丌纤维的优良弹性n 6 1 。 ( 2 ) 热学性能 p t t 的熔融温度t m 在2 3 0 左右，低于p e t ( 2 6 5 ) 和p a 6 6 ( 2 5 6 ) 。其玻璃 化温度t g 与p a 6 相似，t g 与分解温度t c 的差值( a t g ) 是高分子加工的一个重要因 素，p t t 的a ，r g 很窄，仅为1 5 c ，而p e t 为7 0 c 左右，因此p ，r r 在拉伸过程中要严格 控制温度n 副。表1 1 列出了几种主要合成纤维的热性能。 表1 - 1 几种合成纤维热学性能的比较n 2 1 ( 3 ) 染色性能 p 1 盯纤维是属易染型纤维( 与p e t 比) ，它的单元分子结构中，比p e t 多一 个亚甲基，故其玻璃化温度t g 和熔融温度t m 均比p e t 稍低。因此p t r 纤维在1 0 0 左右就可染得深色，不过要获得最高的染料吸收，可能要高于1 0 0 ，这与染 料的能量水平和染料浓度有关。染中等深色的染色时间，推荐在其最高温度保持 3 0 4 0 m i n 即可。 7 墨 4 a l -p膏鸶o、瓢筮 第一章绪论 6 一 在常压1 0 0 c 染色时，所有分散染料的染液p h 值无需调整；染色温度高于1 0 0 j 对碱分解型的分散染料则要添加缓冲剂调节。由于p t t 纤维的疏水性比p e t 强，所以分散染料选用要特别注意。d y s t e r 公司与s h e l l 公司合作，从现有d i a n i x 中筛选出部分适用的染料，此外环境友好型分散染料c o m p a c te c oc c 染料也是 理想的选择嘲1 钉。 ( 4 ) 其他性能 p t t 纤维还具有良好的热稳定性和优良的抗污性能以及柔软的手感、优良 的抗褶皱性、抗日光性、可染性和透明性等n 町。 1 4 应用 ( 1 ) 服用 使用p t t 短纤纱织成的弹力和非弹力针织、机织织物在服饰方面具有非常广 泛的用途，可制成各类针织内衣、衬衫、裙子、羊毛衫、茄克衫、休闲裤、运动 装、滑雪衫等，几乎覆盖所有的服饰领域，外观高雅，手感柔软，穿着舒适。羊 毛、p t t 纤维和莫代尔的混纺纱用于保暖内衣和针织衫，有很大的市场前景n 汹1 。 采用针织方式能更好地体现p t t 纤维的特性，织物的组织结构和加工条件是 体现纤维弹性的最关键因素，需要合理设置线圈长度和密度、纱线张力和离心力、 织物面密度等，这些参数都会影响织物蓬松度、弹性和手感。现已试制成功p t t 高弹双罗纹针织物。 机织物组织结构的设计和加工条件对弹性的影响比针织物大，设计时一定 要留有能充分体现弹性的空间。在织造过程中，可比照p e t 和聚丙烯腈短纤纱的 弹性计算p t r 短纤纱的弹性。 此外，p 1 _ r 最近的一项服用上的应用是在缝纫线上，它将凭着适中的延伸性 能、回复性能和尺寸稳定性赋予服装产品附加值担。 ( 2 ) 地毯 由于p t r 纤维有着优异的回弹性、抗污性、低静电性、化学稳定性及玻璃化 温度高于室温可定型处理等优点，使p 眦地毯工业中有着广泛的用途。目前的 地毯丝主要是p a ( 聚酰胺) 和p p ( 聚丙烯) 等，而p t r 有着它们无法比拟的优 异性能( 见表l 一2 ) 乜羽。 第一章绪论 表l 一2 合成地毯纤维的性能比较嘲 p t t p e tp p p 蓬松性优较抗优 篷 回弹性优良 优麓 染色性良较优优缀蓑 袋琶方法分散染辩常压无分数染辩高温酸性染料常分散聚辩辩 载体沸絷高压毁体 援溢 抗污性优优麓一良优 耐腐蚀性优 傀优良 抗静电缝优优蒸一良 优 耐跨性优优 优良 柔韧性优 良优 蕤 乎臻优 优 良良 彤数优良优 麓 7 一 p t t 的主要优点之一就是能在热空气中纺成高度蓬松的b c f ，可以作为化纤 地毯的原料。良好的蓬化度和弹性使p 1 r 地毯明显优于p e t 地毯，p e t j 地毯使用 后会很快纠缠在起，而p t t 地毯与p a 地毯相近，p t t 地毯在频繁的摩擦和洗涤 后仍具有较好的弹性，铺地性能优异、抗污性与可回收使得嘞地毯领域具有 较强的竞争力。另外，p ，丌地毯还具有价格优势，如果能开发出合理的l ，3 一丙二 醇的工艺，p ，丌纤维价格性能比的优势就可以充分体现出来了。p t t 的染色可以 使用廉价的分散染料，地毯生产中常用的连续染色和印花工序也适用于p 1 丌地毯 2 3 】【纠】 0 ( 3 ) 非织造布 目前p t r 纤维的应用还集中在非织造布领域。p t t 基非织造布可以以p t t 短 纤维( 纯纤或混纤) 通过针刺或水刺缠结技术制得，也可以采用纺粘法或熔喷法 直接制得。s h e l l 公司正在开发p r r 纺粘法非织造布做地毯背衬，生产一种极易 回收的全p t t 基的地毯新品种。 p t t 用于高速工艺加工非织造布，手感柔软，而且悬垂性好，同时具有显著 的抗y 辐射性，在医疗用品领域比y 辐射差的p p 和柔软性低的p e t 更有竞争力 【筠】( 2 6 2 7 】 0 ( 4 ) 工程塑料 第一章绪论 8 一 p ，】_ r 在玻璃纤维复合材料中表现出非常优良的强度、韧性和刚性。s h e l l 公司 称p t r 可与已在工程塑料中广泛应用的p e t 、p b t 、p c ( 聚碳酸酯) 和p a 6 6 等 媲美。从机械、热和电性能看，p t t 比p e t 、p b t 更容易满足纯聚合物应用领域 的模塑加工及使用性能的要求汹! 。 ( 5 ) 其他 由于p t t 纤维模量小，回弹性好，还可以用作安全网和薄膜。与p e t 相比， 虽然耐热性不好，但是耐冲击性好，透明度高，耐用性和耐气候性好，在对耐热 要求不高的领域中比p e t 薄膜具有更大的竞争优势。 此外，p ，丌纤维还可以用于替代p a 和聚酯纤维的交捻混织，用来作为车用 内饰织物。以p t r 为基本组分的各种海岛型纤维制成各种超细旦纤维，还可以用 于人造革等。p 订纤维可用于做建筑用安全网，复合蓬盖，网球拍和钓鱼杆的线 绳等n 踟。 1 5 国内外开发情况 1 5 1 国外p 1 - i 纤维开发情况 由于制备p t r 的主要原料1 ，3 一丙二醇( p d o ) 价格昂贵，阻碍了p t r 的 大规模生产。s h e l l 公司1 9 6 0 s 开始第一家生产p d o ，几经周折，一直在探索。 9 0 年代初德国d e g u s s a 公司开发了丙烯醛路线制备p d o ，并在a u t w e r p e n 建成一套2 0 0 0 吨年的p ，丌的生产装置。1 9 9 6 年，该公司又建成5 0 0 0 吨年的 大规模p d o 工业装置。生产的p d o 全部用于制各p t i 。这以后，d e g u s s a 与 z i m m e r 工程公司共同开发出具有经济规模的p 1 t 纤维。 1 9 9 5 年5 月，美国s h e l l 公司最早推出的p t t 命名为c o r t e r r ap o l y m e r 。s h e l l 公司生产的p d o 采用环氧乙烷路线，使p t t 生产成本降低，并且产量提高。 1 9 9 9 年，韩国以泰光产业为首的七家公司也发表了商业生产p t r 产品的计 划。首先s kc h e m i c a l ( 商标“e s p o l ”) 、韩国合纤( 商标“z i s p a n ”) 、晓星( 商 标“n e o p o l ”) 三家公司已开始该产品的工业化生产。 日本也在大力进行p t r 纤维新技术的研究和开发。a s a h i 化学公司已经申请 了包括原料、纺丝、变形、编织、针织以及染整等一系列专利。a s a h i 化学公司 于1 9 9 9 年夏开始生产p t t ，商品名为“s o l o 纤维，并于2 0 0 0 年春开始销售汹1 。 第一章绪论 9 一 这两年间国际p 1 r 产业发展势头更趋迅猛。p t t 地毯产品的发展首先取得重 大成功。相应的由壳牌化学加拿大公司投资建设的年生产能力为9 5 万吨的p t r 生产装置于2 0 0 5 年一季度投入运行。杜邦和杰能科的合作研发，正努力实现通 过玉米发酵生产p d o i 艺技术的商品化生产工作。p d o 以生化技术的生产发展， 将开创石油化纤摆脱对不可再生的石油资源依赖性的先河，具有可持续发展的重 大意义，引起广泛关注胁1 。另外，日本旭化成、东丽、东洋纺等公司，韩国s k 化学、韩泰合成、h y o s u n g 、可隆等公司纷纷加大p ，i i t 原料、树脂及下游产品的 产业化开发力度。 1 5 2 国内m 纤维开发情况 国内也自2 0 世纪9 0 年代后期开始，进行了l ，3 - p d o 和p t t 的研发工作。中国 石化股份有限公司合成纤维研究所和化工研究所、上海交通大学、清华大学、东 华大学、黑龙江石油化工研究院等单位相继开展了p d o 、p 1 丁树脂及其纤维和工 程塑料等产品的研究开发工作，并取得了一些进展。仪征化纤股份有限公司、华 源集团、方圆化纤有限公司( 商标s o m a l o r ) 等分别与s h e u 化学公司和d u p o n t 公司合作，进行p 1 盯纤维产业化生产。 台湾最近开发了p t r 纤维的商业生产工艺，该工艺由华隆公司、工业技术 研究所和纺织研究中心三家共同出资成立专门公司开发成功的。计划生产规模为 5 0 0 0 吨年，估计销售额9 0 0 1 2 0 0 万美元，为避免与涤纶和锦纶竞争，生产品 种主要为8 2 5 d t e x 以下的特殊产品船3 2 矧。 1 6 本课题的研究意义和内容 1 6 1 研究意义 p t r 纤维被称为是2 1 世纪的大型纤维。人们之所以看好它的前景，是因为 p t r 纤维与p e t ( 聚对苯二甲酸乙二酯) 纤维、p b t ( 聚对苯二甲酸丁二酯) 纤维同 属聚酯纤维，由同类聚合物纺丝而成。在2 0 世纪p e t ( 涤纶) 纤维的产量居各种合 成纤维之冠( 1 4 5 0 万吨年) ，而p t t 纤维的各项物理机械指标和性能都优于p e t 纤 维，p t t 纤维的开发成功，将逐步替代p e t 纤维；另外，p t t 纤维兼有涤纶和锦纶 的特性，除防污性能好外，还有易于染色、手感柔软、富有弹性、易干等特性，将 首先在地毯领域替代锦纶。因此，在不久的将来，p t t 将逐步替代涤纶和锦纶而成 第一章绪论 为2 1 世纪大型纤维嘲。 将明_ r 用于花式纱领域是对其使用范围的扩展研究。花式纱线因为其美丽的 外观、独特的结构和优良的性能得到越来越广泛的应用。将p t r 用于花式纱能为 这些特殊纱线带来什么样新型的特点? 其织物又能有怎样的应用? 这是我们所 关心的问题。本课题分析p 1 1 花式纱线及其织物的性能，寻找适合的组织结构和 适宜应用的领域，深入了解p t r 花式纱线的特色，希望能够对实际生产有所指导。 1 6 2 研究内容 本课题主要研究p t r 短纤花式纱在针织上的应用。选用了雪尼尔纱和碧绉线 两种花式纱。在编织不同织物以及对织物进行整理的基础上，对织物的多项服用 性能进行了研究和探讨。比较了雪尼尔纱不同原料的性能差异。碧绉线编织了不 同结构，分析了各自的特点。并着重对p 1 汀雪尼尔纱的掉毛率和碧绉线综合服用 性能进行了测试分析。 本课题的主要研究内容如下： ( 1 ) 雪尼尔纱编织平针和罗纹组织，测试并比较了p 1 广r 雪尼尔纱与同支腈 纶、涤纶雪尼尔纱织物物理指标和热湿舒适性。 ( 2 ) 测试分析了同支不同原料雪尼尔纱和纯p t r 单一原料不同支纱线的 织物掉毛率，相互间进行比较，研究掉毛随着纱线细度、组织结构和试验条件变 化的规律。 ( 3 ) 碧绉线编织五种不同组织，测试并分析其弯曲性能、外观保持性、 抗皱性、缩水率、热湿舒适性等。运用模糊数学分析方法，对织物服用性能进行 综合评判。 第二章花式纱简介 第二章花式纱简介 2 1 花式纱线 2 1 1 概述 近年来，花式纱线及其织物在市场上品种越来越多。花式纱线由于其特殊 的结构，几乎可以使用全部的纤维品种。各种纤维原料既可以单独使用，又可以 混合使用，能够充分发挥各种纤维的个性。根据织物及其用途，可选用各种纤维 原料进行巧妙的搭配。花式纱的主要特征是具有各种不规则的外形和结构：如纱 线的截面是不规则的几何形状；钞线结构中捻度、捻向、捻合方式等变化及纱线 本身的光泽、热收缩性能等变化，直接影响产品的结构特征、外观啪3 。花式纱线 与普通纱线相比较，具有十分鲜明的外观形态和丰富的色彩，其品种繁多，风格 迥异，已经受到广大消费者尤其是女性消费者的喜爱。 2 1 2 分类 花式纱线种类繁多，五花八门，分类方法也多种多样，按照其纺制加工所 采用的纤维原料、机器设备、加工工艺方法，大致可分为4 种： ( 1 ) 采用特殊原料纺制加工成的花式纱线。( 2 ) 利用传统的纺纱设备， 将其加以改造而加工制成的花式纱线。如在传统的环锭纺细纱机上加装一套z j s - - s f 型纺竹节纱装置，就可以纺制竹节系列花式纱线。( 3 ) 利用各种染色方法 加工制成各种着色效应的花式纱线。其品种有：a b 线、二性染色线、间隔染色线、 毛条印花线等。( 4 ) 利用花式捻线机加工制成的各种花式纱线。其品种有：波 形线、圈圈线、球型线、珍珠线、毛虫线、橄榄型线以及各种复合型的花式线等 t 】 o 2 1 3 应用 ( 1 ) 针织 目前花式纱在针织物中的应用主要有这些：应用在经编衬纬机上，这类织 物大都用于做窗帘，其悬垂性好、立体感强、有一定的透光性。以前的经编提花 织物薄而轻，已不能满足消费市场的需要，所以经编衬纬织物用较粗的花式纱作 第二章花式纱简介 1 2 点缀生成花纹，有时往往用粗细、类型不同的多种花式纱组合成图案，不但立体 感强而且悬垂性也好。目前花式纱在经编大圆机上用得较多的是毛巾线、雪尼尔 纱等。这类织物可单独或拼接作成高档时装。 花式纱在电脑横机上的应用：近年来从国外引进电脑提花横机较多，精纺 毛纱生产高档提花羊毛衫供应国内外市场需要，利用花式纱中的波形线、毛巾线、 雪尼尔纱等配合提花生产出各种高档羊毛衫也很受欢迎d 。 ( 2 ) 机织 花式纱在机织物产品开发上，通过多年来的努力，已取得了较大的进步。 在精纺毛织物中用花式纱不仅可以保持精纺织物的高档感，而且使织物表面在文 静中略带花哨。在粗纺织物中应用同样可生产出很畅销的毛呢产品。在色织产品 中花式纱应用最广，厚型、中型、薄型织物均有花式纱的应用。除此之外，在仿 天然纤维产品和花式纱布的应用上也日渐成熟。 ( 3 ) 编结 花式纱线的不断开发也促进了编结材料的日益丰富，全毛、混合、弹力等 各式花式绒线和编结线受到了人们的欢迎，有用空心锭纺制的，也有用环锭纺制 的马海毛绒线、圈绒线、辫子绒线以及多姿多彩的异截面彩色拉毛绒线等。 2 1 4 我国花式纱发展前景 花式纱线，作为纺织纱线的深加工产品，从上个世纪7 0 年代的萌芽；8 0 年代起步；9 0 年代进入市场探索开发；步入二十一世纪后，已进入初级发展期。 随着生活水平的提高，人们对纺织品的需求逐渐更多的考虑时髦、新潮、体现个 性；追求靓丽、舒适以达到心理上的满足。这样作为高档织物的原料花式纱、 线、丝、带也就有了不断发展的良好前景。近年来我国花式纱、线、丝、带的生 产量已呈几何级数在递增。其应用领域及后加工手段由原来以横机加工针织服装 为主已转变为由剑杆织机、钩编、经编、缝编加工服装面料和家具装饰品为主的 消费市场。 本课题针对两种花式纱，雪尼尔纱和碧绉线分别进行了研究，下面简介两 种纱线。 第二章花式纱简介 1 3 2 2 雪尼尔纱 雪尼尔纱由芯纱和饰纱构成。芯纱由两根纱线相互交织，在空隙处横向插入 切断的饰纱，如图2 一l 。雪尼尔纱的纤度、捻度、厚度等影响其结构、性能和 外观。而其独特的长长的“绒毛 决定了适合作毛型织物。用绒毛较短的雪尼尔 纱织成的织物具有丰富的“丝绒”效果。雪尼尔纱作为花饰纱的一种形式，具有 独特的效果：绒毛长，手感好，丰满度好，膨松性、伸展性、弹性好，产品在市 场上有较强的生命力汹1 。 图2 1 雪尼尔纱结构图 2 2 1 雪尼尔纱的分类 雪尼尔纱按照制作的原料不同，分为全粘雪尼尔纱，全腈雪尼尔纱，粘腈雪 尼尔纱，全涤雪尼尔纱，全棉雪尼尔纱，真丝雪尼尔纱，人造棉雪尼尔纱等。按 照镀入的辅料不同，可分为普通型雪尼尔纱，闪光型雪尼尔纱等。 2 2 2 雪尼尔纱的制作方法 目前常用的雪尼尔纱的制作方法主要有机织法、非织造法、环锭切割法和静 电植绒法。 ( 1 ) 机织法是将纱线依次喂入织机，织成纱罗织物，然后剪切成狭长的经 条。这样的织法可以做出绒毛的形式，但是这种方法具有速度慢、效率低的缺点， 而且工艺上也有一定的难度。 ( 2 ) 非织造法中的切割无纺织物是首先铺设好一个无纺织物网，由一组纬纱 和一组相互平行的经纱粘结而成。然后将铺设好的无纺织网顺着经纱方向分割成 窄条，并对分割成的窄条进行加捻，即可形成绒头按不规则角度凸出表面的雪尼 尔纱线。纬纱可以是长丝，也可以是任意放置的短纤。纬纱是长丝的可以用切割 的方法将织物分成窄条；纬纱是短纤的可以使用简单的机械撕裂的方法将无纺织 网分成窄条。这种方法适用的原料有醋纤、人造丝、锦纶、丙纶、聚乙烯、涤纶 以及天然纤维等。 其具体步骤为：首先将纤维束按纬向和经f i j 构成无纺织网，其经向纤维束要 第二章花式纱简介 1 4 旋转在无纺织网的上下两个表面上，并与纬向纤维束粘结在一起。然后在相毗邻 的经向纤维束之间沿与经向纤维束平行的方向，把无纺织物网分割开来，形成数 量与经向纱束相等的纤维条。最后将每一根纤维条分别加捻，使绒头按任意角度 凸出于纱线周围表面。 ( 3 ) 静电植绒法是目前比较新的方法。这种方法具有生产成本低，耐用性能 好的优点。使用涤纶或锦纶单丝作为芯长丝，采用聚酰胺作为植绒用的纤维，聚酰 胺溶液作为粘合剂。这种复合纱表面凹凸不平，比较坚固，所以横向突出的植绒纤 维可以保持较长的时间。 静电植绒法的基本原理是：使长丝纵向通过一种粘合剂，然后再经过带静电 的植绒纤维堆，植绒后的长丝再经过固着箱进行固着处理，并用一对加热的罗拉 轧平。最后将轧平、植绒的纱放入一对多边罗拉之间进行进一步的加工定向，使 纤维互相平行，并沿芯纱反向分开。 c o r n p a n i o nr o l l 图2 - 2 雪尼尔纱生产工艺口 第二章花式纱简介 图2 - 3 雪尼尔纱切割工艺 3 7 1 2 2 3 应用 雪尼尔纱适应性较强，广泛用于多种领域。其中，最多的是应用于植绒织物 中。织物的外观特点是非常丰满、厚实、柔软。 ( 1 ) 在针织上的应用，雪尼尔纱针织面料由于风格较为粗犷，在过去常用 于编织围巾，很少用于服装面料。有学者采用真丝雪尼尔纱独特的风格，用编织 花边的多梳经编机开发了几种新型的面料产品侧。此外还被用于羊毛衫等针织服 装。 ( 2 ) 雪尼尔纱机织物布面有耸立的绒毛，并在绒面的基础上增加了一些立 体花纹图案，使织物手感丰厚、弹性好。由于表面的绒毛能吸收光线和蕴藏空气， 所以光泽柔和，保暖性好，给人以典雅、高贵、别致之感，适宜于男女青年的中、 西衣面料，深受广大消费者的喜爱。也有学者运用了接结双层组织与经重平组织 联合，设计了具有一定纹样的雪尼尔纱织物啪1 。其经纱用的是涤棉混纺纱，纬纱 用雪尼尔纱，使用剑杆织机织。该织物在某些风格上与平绒织物相似，但是织造 的工艺比平绒简单，成本低。既可用作美观大方的外衣、裙料，又可以做沙发罩、 床罩、窗帘等装饰用布，在市场销售中有着较强的竞争力，市场前景广泛。 ( 3 ) 雪尼尔纱在家纺上被广泛使用，其主要应用为： 第二章花式纱简介 1 6 床上装饰品：排须床罩、起圈床罩、提花床罩、花纹床罩、床沿、靠垫等 室内装饰品：室内高档装饰物有相当部分是雪尼尔织物，如钩边窗帘、经编 窗帘、印花窗帘、提花窗帘、烂花窗帘等。 墙面装饰物：采用雪尼尔的墙布具有高雅、美观、减低噪音的功能，采用雪 尼尔纱的墙布，可以降低噪音1 0 个分贝以上。因而在欧洲和美国市场广泛使用 于宾馆、酒店和高级住宅等。 家具装饰物：采用雪尼尔的织物作为各类家具的装饰面料在欧美国家十分流 行，如沙发面料、靠垫面料、坐椅面料等。 雪尼尔面料的服装与一般面料的服装相比具有新颖、美观、柔软、舒适、高 雅的特点，在当前时装面料追求更加时髦，流行周期缩短的背景下，雪尼尔面料 的时装受到学者越来越广泛的关注。 2 3 碧绉线 碧绉线是一种新型的花式纱，其结构是由一粗一细两根纱线构成，粗的有 捻，细的无捻或有捻，粗细捻向相反，相对于粗的反向加捻，从而粗丝线反方向 退捻以螺旋状环抱细丝线，细线嵌入到粗的里面而成碧绉线。 碧绉线的织物有爽感，同时丰满蓬松，保暖性好，手感丰厚，多用于女装。 同时日本和服中也大量应用m 1 。 碧绉线目前的应用非常有限，相关资料缺乏，但是相信以它独特的外观和 性能在不久的将来会得到广泛的应用。 第三章雪尼尔纱的编织、服用性能测试和分析 第三章雪尼尔纱的编织、服用性能测试和分析 1 7 3 1 原料及其性能测试 3 1 1 原料 本次试验中选用3 5 支纯门- r 、全腈、全涤雪尼尔纱进行对比。 涤纶纤维是聚对苯二甲酸乙二酯纤维，与p 1 广r 是姐妹产品，常用来做比较。 涤纶纤维是化学纤维中用的较多的合成纤维。它具有强度高、弹性回复性能好等 特点，是针织外衣、运动衣