（纺织材料与纺织品设计专业论文）二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究 摘要 二醋酯长丝在上世纪2 0 年代就实现了工业化，是纤维素纤维的主 要品种之一。在过去相当长的时期内，二醋酯长丝主要用于高档服装的 里料。到2 0 世纪末，二醋酯长丝的应用领域发生了明显变化，形成了 服装面料、里料和服饰等三分天下的格局。但是，二醋酯纤维的生产技 术至今仍由为数不多的几家跨国公司所垄断，我国对二醋酯长丝的纺丝 及产品开发等原创性工作的报道几乎为空白。本文首先对二醋酯长丝的 纺丝及其结构性能进行研究，并尝试开发二醋酯合纤长丝复合空变纱， 最后着重考察了二醋酯长丝的空变短纤化工艺及其形态特征和评价。 本文以开发纺织用二醋酯长丝为目的，借鉴烟用二醋酸丝束纺丝 设备和工艺，纺制二醋酯长丝，分析了纺丝工艺参数对二醋酯纤维物 理性能的影响。当其它纺丝工艺参数一致时，采用较高的纺丝液浓度， 纤维强度较高；纺丝液浓度相同时，纤维强度随残余溶剂量的升高而 增大：热空气温度升高时，纤维质量比电阻减小；纺丝液浓度降低， 纤维质量比电阻增大。采用t g 、d s c 、x 一射线衍射和扫描电境等测 试技术对二醋酯纤维的热性能、结晶、取向和形态等结构特性进行测 试。结果表明二醋酯纤维在2 2 02 6 0 这个温度范围内发生分解， d s c 谱图上有两个特征熔融峰，说明这种纤维可能存在两种晶型结 构；纤维的结晶度和取向度都很低，因此强度和耐磨性较差；纤维横 截面呈不规则方齿形，侧面有沟槽。针对纤维强度偏低的特点，采用 干热和湿热两种条件来处理( 松弛和张紧状态) 二醋酯长丝，研究了 处理温度、时间和张力对纤维强伸性能的影响。经松弛干热处理后， 纤维强伸性能变化不显著；经张紧干热处理后，纤维强伸性能发生较 大变化；将张紧干热处理和湿热松弛处理结合应用，纤维强伸性能变 化更明显。 其次，本文将空气变形加工应用于二醋酯长丝，分析了成纱及其 织物的性能特点。发现：二醋酯长丝的空气变形加工不能应用较高的 喷嘴压力，否则变形加工不能顺利进行；二醋酯空变纱的强度和断裂 摘要 伸长率很低，后续加工的技术要求较高。二醋醑面料的拉伸强力和撕 裂强力较低、耐磨性能较差，但抗起蓖起球性能良好，且光泽柔和， 手感柔软。鉴予上述结果，根据优势豆补、取长补短的设计原则，本 文将二醋酯长丝与涤纶、锦纶等合纤长丝复合，开发皮芯型二醋酯 合纤长丝复合空变纱，研究了芯丝特性对复合空变纱性能的影响，同 时分析了二醋酯涤纶复合空变纱的形态结构特征。实验结果显示： 合纤长丝的引入使得= 醋酯长丝的空气变形加工可以应用较高的喷 嘴压力，因此变形效果理想，而且工艺过程稳定；皮芯型二醋酯合 纤长丝复合空变纱的沸水收缩率和强伸性能主要由芯丝决定；三维视 频显微照片显示二醋醺涤纶复合空变纱的表面出现一些二醋酯纤维 断头，说明二醋酯长丝在空变纱表面形成丝圈丝弧的同时发生了短纤 化效应；皮丝超喂率较小时，成纱丝圈丝弧和毛羽个数随高度增加不 断减少，基本呈指数分布，主要集中在o 5m m 处；随皮丝超喂率增 加，丝豳丝弧和毛羽的高度逐渐呈二次曲线分布，主要集中在0 。5 1 5 r a m 高度范围。 关予二醋醮长丝空变短纤化加工工艺的研究，本文分析了单一王 艺参数和t e x s p u n 装置对短纤化程度的影响，比较了不同皮丝的空变 短纤化现象，并通过正交试验对二醋醺长丝的短纤化效应以及成纱性 能进行综合优化。皮丝超喂率对毛羽数的影响没有明显规律；芯丝超 喂率提高，毛羽数略有减少；喷嘴压力提高，毛羽数稍稍增加；变形 速度加快，毛羽数趋于减少：欠喂率提高，毛羽数的变化不明显；采 用皮丝绘湿时，毛羽数最多。总体看，在单一空气交形工艺条件下， 二醋醅长丝的空变短纤化效应不够突如，即复合空变纱表面的二醋酯 纤维毛羽数量增加较小。经t e x s p u n 装置加工怎，成纱毛羽数和圈弧 数都有增加，其中毛羽数的增加幅度较圈弧数大，但成纱强度和丝圈 稳定性不受影螭。喂入皮纱不同，圈弧数和毛羽数增加的幅度不嗣。 喂入皮丝为涤纶或锦纶长丝时，毛羽数和圈弧数的增加幅度较小；皮 纱为二醋酯长丝时，荛羽数或圈弧数的增加幅度较大，常规空变纱和 t e x s p u n 纱的毛羽数均为最大。正交试验分析表明，对毛羽数影响最 i l 二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究 显著的因素是变形速度，其次是喷嘴压力；芯丝超喂率是影响成纱强 度和不稳定度的主要因素；皮丝超喂率则是纱芯膨松度的主要影响因 素。 关于二醋酯长丝空变短纤化特征及评价的研究，本文首先对二醋 酯长丝的空变短纤化形态与已有文献报道的二醋酯纤维断裂特征以 及二醋酯纤维在不同拉伸速度下的拉伸断裂形态进行比较研究，然后 结合空气变形加工中的作用力分析，探讨了二醋酯长丝空变短纤化现 象的发生机理，最后以具有不同短纤化程度的二醋酯涤纶复合空变 纱为对象，研究短纤化效应对成纱表面性能的影响。认为：二醋酯长 丝在空气变形加工中，部分单丝发生断裂而在空变纱表面形成自由毛 羽端头的现象，主要由常规速度下的拉伸作用造成，所以二醋酯纤维 的低强度是其空变短纤化效应产生的主要因素；二醋酯长丝的空变短 纤化程度增加时，成纱摩擦系数、质量不匀、压缩回复能力呈下降趋 势，外观不匀程度趋于增大，芯吸高度的变化则没有明显规律。 关键词：二醋酯长丝，结构性能，热处理，强伸性能，空气变形，合 纤长丝，复合，短纤化效应 1 1 1 a b s t r a c t s t u d yo ns t r u c t u r ea n dp r o p e r t i e so fd i a c e t a t ef i l a m e n ta n d i t ss p u n - l i k ep r o c e s s i n gb ya i rt e x t u r i n g a b s t r a c t a so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tc e l l u l o s i cf i b e r , d i a c e t a t ef i l a m e n th a sb e e n a v a i l a b l ec o m m e r c i a l l yi n1 9 2 0 s d u r i n gaq u i t el o n gp e r i o d ，d i a c e t a t ef i l a m e n th a s b e e nm o s t l yu s e dt op r o d u c el i n i n g sf o rt o pg r a d eg a r m e n t s b yt h ee n do f2 0c e n t u r y ， i t sa p p l i c a t i o ns c o p ec h a n g e dm a r k e d l ya n db e g a nt oi n v o l v et h r e es e c t i o n si n c l u d i n g f a b r i c s ，l i n i n g sa n da d o r n m e n t s h o w e v e r ，i t sm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y i ss t i l l m o n o p o l i z e db yaf e wm u l t i n a t i o n a lc o m p a n i e sc u r r e n t l y i no u rc o u n t r y , t h e r ei sl i t t l e l i t e r a t u r ep e r t a i n i n gt oo r i g i n a ls t u d i e ss u c ha ss p i n n i n ga n dp r o d u c td e v e l o p m e n tf o r d i a c e t a t ef i l a m e n t i nl i g h to fd e v e l o p i n gd i a c e t a t ef i l a m e n tt a r g e t e dt op r o d u c et e x t i l e s ，s a m p l e so f d i a c e t a t ef i l a m e n tw e r em a d eu n d e rd i f f e r e n ts p i n n i n gc o n d i t i o n sb yt h el a b o r a t o r y s p i n n i n gm a c h i n ef o rd i a c e t a t et o wu s e di nt o b a c c o ，a n de f f e c to fs p i n n i n gp a r a m e t e r s o nm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sw a sd i s c u s s e di nt h i sp a p e r w h e no t h e rp a r a m e t e r sa r ek e p t c o n s t a n t ，h i g h e rc o n c e n t r a t i o no fs p i n n i n gd o p er e s u l t si nh i g h e rf i b e rt e n a c i t y ；u n d e r s a m ed o p ec o n c e n t r a t i o n ，f i b e rt e n a c i t yt e n d st oi n c r e a s ew i t hi n c r e a s ei nr e s i d u a l s o l v e n tc o n t e n t ；w h e nh o ta i rt e m p e r a t u r ei si n c r e a s e d ，t h em a s ss p e c i f i cr e s i s t a n c ei s r e d u c e d ；w h e nd o p ec o n c e n t r a t i o n i sd e c r e a s e d ，t h em a s ss p e c i f i cr e s i s t a n c ei s i n c r e a s e d s u c hs t r u c t u r ep r o p e r t i e sa st h e r m a lp r o p e r t y , c r y s t a l l i n i t y , o r i e n t a t i o na n d m o r p h o l o g yo fd i a c e t a t ef i b e rw e r et e s t e db yv a r i o u sm e t h o d si n c l u d i n gt g , d s c ， x r a yd i f f r a c t i o na n ds e m i tw a sf o u n dt h a td i a c e t a t ef i b e rw o u l dd e c o m p o s ei n t e m p e r a t u r eo f2 2 0 - 2 6 0 ，a n dt h e r ea r et w oc h a r a c t e r i s t i cm e l tp e a k so nd s c s p e c t r u m ；i t sd e g r e eo fc r y s t a l l i z a t i o na n do r i e n t a t i o na r er e l a t i v e l yl o w , a sar e s u l t ， d i a c e t a t ef i b e ri sp o o ri nt e n a c i t ya n dw e a rr e s i s t a n c e ；f i b e r sc r o s ss e c t i o np r e s e n t sa s h a p eo fi r r e g u l a rt o o t h l i k es q u a r ea n dt h e r ea r eg r o o v e so nt h el o n g i t u d i n a ls u r f a c e 。 a i m i n ga tt h ed i s a d v a n t a g eo fi t sl o wt e n a c i t y , d i a c e t a t ef i l a m e n tw a sh e a tt r e a t e d u n d e rd r yo rw e th e a te n v i r o n m e n tr e s p e c t i v e l y e f f e c t so ft e m p e r a t u r e ，t i m ea n d t e n s i o no nt e n s i l ep r o p e r t yo fd i a c e t a t ef i b e rw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e t e n s i l ep r o p e r t yo fd i a c e t a t ef i b e rc h a n g e sl i t t l ea f t e rd r yh e a tt r e a t m e n t sw i t h o u t t e n s i o n ，b u tc h a n g e ss i g n i f i c a n t l ya f t e rd r yh e a tt r e a t m e n t sw i t ht e n s i o n ，a n di nt h e c a s eo fb e i n gt r e a t e db yb o t hd r yh e a tt r e a t m e n tw i t ht e n s i o na n dw e th e a tt r e a t m e n t i v 二醋醐长丝结构饿能和空气变形短纤化研究 w i t h o u tt e n s i o n ，d i a c e t a t ef i b e re x h i b i t sg r e a t e rm o d i f i c a t i o no nt e n s i l ep r o p e r t y s e c o n d l y , a i rt e x t u r i n gw a sa p p l i e dt op r o c e s sd i a c e t a t ef i l a m e n t ，a n dp r o p e r t i e s o fy a ma n df a b r i cw e r ee x a m i n e di nt h i sp a p e r i tw a so b s e r v e dt h a th i g h e ra i r p r e s s u r ei sn o tp r a c t i c a ld u r i n gt h ea i rt e x t u r i n go fd i a c e t a t ef i l a m e n t ，o re l s e ，t h e t e x t u r i n gp r o c e s sc a nn o tb ec a r r i e do u ts m o o t h l y t h et e n a c i t y a n db r e a k i n g e l o n g a t i o no fa i rt e x t u r e dd i a c e t a t ey a m sa l eq u i t el o w e r d i a c e t a t ef a b r i ci sp o o ri n t e n s i l es t r e n g t h ，t e a ls t r e n g t ha n dw e a rr e s i s t a n c e ，b u tg o o di na n t i p i l l i n gt e n d e n c y , s u b d u e di nl u s t e ra n ds o f ti nh a n d l e h e r e i n ，a c c o r d i n gt ot h ed e s i g nc o n c e p to f l e a r n i n gf r o mo t h e r s s t r o n gp o i n t st o o f f s e to n e sw e a k n e s s ，s y n t h e t i cf i l a m e n t s i n c l u d i n gp o l y e s t e ra n dp o l y a m i d ew e r ec h o s e n 幻b l e n dw i t hd i a c e t a t ef i l a m e n tt o p r o d u c ec o r e a n d e f f e c t a i rt e x t u r e dy a m s e f f e c t so fc o r ey a mo np r o p e r t i e so f b l e n d e dy a m sa n dm o r p h o l o g i c a ls t r u c t u r eo fa i rt e x t u r e dd i a c e t a t e p o l y e s t e ry a m w e r em a i n l ya n a l y z e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ei n t r o d u c i n go fs y n t h e t i cf i l a m e n t s m a k e si tp o s s i b l et oa p p l yh i g h e ra i rp r e s s u r ed u r i n gt h ea i rt e x t u r i n go fd i a c e t a t e f i l a m e n t ，w h i c hl e a d st oab e t t e rt e x t u r i n ge f f e c t ，a n dt h ep r o c e s si sv e r ys t a b l e i tw a s b e l i e v e dt h a tt h et e n s i l ep r o p e r t ya n ds h r i n k a g ei nb o i l i n gw a t e ro fc o r e - a n d - e f f e c t b l e n d e dy a m sa l em o s t l yd e p e n d e do nc o r ey a m s 。t h et h r e e d i m e n s i o n a lv i d e o m i c r o g r a p h sr e v e a l e dt h a tt h e r ea r es o m ef r e ed i a c e t a t ef i b e re n d so ns u r f a c eo f b l e n d e da i rt e x t u r e dy a m sb yd i a c e t a t ea n ds y n t h e t i cf i l a m e n t s ，w h i c hi n d i c a t e st h a ta s p u n 1 i k ee f f e c to fd i a c e t a t ef i l a m e n to c c u r r e dw h e nl o o p sa n da r c sa r ef o r m e do n y a ms u r f a c e a tl o w e ro v e r f e e d so fe f f e c ty a m ，l o o p h a i rn u m b e ri sr e d u c e dw i t h i n c r e a s ei nl o o p h a i rh e i g h t ，t h ed i s t r i b u t i o no fl o o p h a i rn u m b e ra l o n gh e i g h ta l m o s t f o l l o w sa l le x p o n e n t i a lc u r v e ，a n dl o o p so rh a i r sa l em o s t l yl o c a t e di nh e i g h to f 0 ，5 m m w i t hi n c r e a s ei no v e r f e e do fe f f e c ty a m ，t h ed i s t r i b u t i o no fl o o p h a i rn u m b e r a l o n gh e i g h tg r a d u a l l ye x h i b i t saq u a d r a t i cc u r v e ，a n dl o o p so rh a i r ss h i f tt op o s i t i o n w i t hh e i g h to fo 5 - 1 5 m m c o n c e r n i n gt h es t u d yo ns p u n l i k ep r o c e s s i n gb ya i rt e x t u r i n gf o rd i a c e t a t e f i l a m e n t ，i n f l u e n c e so fp r o c e s s i n gp a r a m e t e r sa n dt e x s p u nd e v i c eo ns p u n l i k ee x t e n t w e r ed i s c u s s e d ，t h es p u n l i k ee f f e c t so fd i f f e r e n te f f e c ty a m sd u r i n ga i rt e x t u r i n gw e r e a l s oc o m p a r e d ，a n dt h e na no r t h o g o n a le x p e r i m e n tw a su s e dt oo p t i m i z es p u n - l i k e e f f e c ta sw e l la sy a mp r o p e r t y t h ei n f l u e n c eo fo v e r f e e do fe f f e c ty a mo nh a i r n u m b e rs h o w sn oo b v i o u st r e n d w i t hi n c r e a s ei no v e r f e e do fc o r ey a m ，h a i rn u m b e r i ss l i g h t l yr e d u c e d w i t hi n c r e a s ei na i rp r e s s u r e ，h a i rn u m b e ri si n c r e a s e di naw a y a t h i g h e rt e x t u r i n gs p e e d , h a i rn u m b e rt e n d st od e c r e a s e w h e nw i n d i n gu n d e r f e e di s i n c r e a s e d ，h a i rn u m b e rc h a n g e sl i t t l e ，a n dt h ew e t t i n go fe f f e c ty a mr e s u l t si na v a b s t r a c t h i g l l e s tv a l u eo fh a i rn u m b e r a saw h o l e ，t h es p u n - l i k ee f f e c to fd i a c e t a t ef i l a m e n t d u r i n ga i rt e x t u r i n gi si n s u f f i c i e n tu n d e rt h es i n g l ea i rt e x t u r i n gp r o c e s s ，t h a ti s ，t h e i n c r e a s ei nn u m b e ro ff r e ed i a c e t a t ef i b e re n d so nb l e n d e dy a ms u r f a c ei sl e s s a f t e r t r e a t m e n to ft e x s p u n ，b o t hh a i rn u m b e ra n dl o o pn u m b e ra r ei n c r e a s e d ，a n dt h e i n c r e a s ei nh a i rn u m b e ri sh i g h e rt h a nt h a ti nl o o pn u m b e r , w h i l ey a mt e n a c i t ya n d s t a b i l i t ya r en o ta f f e c t e d f o rd i f f e r e n te f f e c ty a r n s ，t h ei n c r e a s ei nh a i rn u m b e r o r l o o pn u m b e rd i f f e r sf r o m e a c ho t h e r w h e np o l y e s t e ro rp o l y a m i d ef i l a m e n t sa r eu s e d a se f f e c ty a m ，t h ei n c r e a s ei nh a i rn u m b e ro rl o o pn u m b e ri sl e s s w h e ne f f e c ty a mi s d i a c e t a t ef i l a m e n t ，t h ei n c r e a s ei nh a i rn u m b e ro rl o o pn u m b e ri sm u c hl a r g e r , a n di t s n o r m a lo rt e x s p u ny a mp o s s e s s e st h eh i g h e s tv a l u eo fh a i rn u m b e r o r t h o g o n a l e x p e r i m e n ts h o w st h a tt h ef i r s tf a c t o ra f f e c t i n gh a i rn u m b e ri st e x t u r i n gs p e e d a n dt h e s e c o n do n ei sa i rp r e s s u r e ，t h eo v e r f e e do fc o r ey a mi st h el e a d i n gf a c t o ra f f e c t i n g y a r nt e n a c i t ya n di n s t a b i l i t y , a n dt h eo v e r f e e do fe f f e c ty a m i st h ed o m i n a t i n gf a c t o r f o ry a mc o r eb u l k i n e s s t h es p u n l i k es h a p eo fd i a c e t a t ef i l a m e n tf o r m e dd u r i n ga i rt e x t u r i n gw a s c o m p a r e dw i t hr u p t u r ef e a t u r e so fd i a c e t a t ef i b e rr e p o r t e di np r e v i o u sl i t e r a t u r e sa s w e l la si t st e n s i l eb r e a k su n d e rv a r i o u se x t e n s i o nr a t e s ，a n dt h e n ，t h em e c h a n i s mo fa i r t e x t u r i n gs p u n l i k ee f f e c to fd i a c e t a t ef i l a m e n tw a sb r i e f l yd e s c r i b e d ，f i n a l l y , i n f l u e n c e o fs p u n 1 i k ee f f e c to fd i a c e t a t ef i l a m e n to ny a r ns u r f a c ep r o p e r t yw a si n v e s t i g a t e d i t w a sb e l i e v e dt h a tt h ef a c tt h a tp a r to fd i a c e t a t ef i l a m e n t sb r e a ka n df o r mf r e ef i b e r e n d so ny a ms u r f a c ed u r i n ga i rt e x t u r i n gi sm a i n l yc a u s e db yt e n s i l ea c t i o nu n d e r n o r m a le x t e n s i o nr a t e ，a n dt h e r e f o r et h el o wt e n a c i t yo fd i a c e t a t ef i b e rc o n t r i b u t e s m o s tt oi t sa i rt e x t u r i n gs p u n - l i k ee f f e c t w i t he n h a n c i n go fs p u n l i k ee f f e c t ，y a m f r i c t i o n a lc o e f f i c i e n t ，m a s sn o n u n i f o r m i t y , a n dc o m p r e s s i o n a lr e s i l i e n c et e n dt o r e d u c e ，w h i l ea p p e a r a n c eu n e v e n n e s si si n c r e a s e da n dt h ew i c k i n g b e h a v i o rd o e sn o t s h o we l e a rt r e n d i 望g 圣塾垒卫g ( t e x t i l em a t e r i a l & t e x t i l e sd e s i g n ) s u p e r v i s e db y p r o f e s s o rs h a n v u a nw a n g k e yw o r d s ：d i a c e t a t ef i l a m e n t ，s t r u c t u r ep r o p e r t y ，h e a tt r e a t m e n t ，t e n s i l ep r o p e r t y a i rt e x t u r i n g ，s y n t h e t i cf i l a m e n t ，b l e n d i n g ，s p u n l i k ee f f e c t v i 二麟酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我烙守学术道德，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：缘静 圉期：潮z 年占月0 日 二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤一 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。 不保密曰。 学位论文作者签名：地穆 指导教师签名： 日期：沁占年6j l , 3e 1 日期：沙以年占月哆e l 二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究 第一节研究背景和意义 第一章绪论 醋酯长丝是纤维素纤维的主要品种之一，其织物具有良好的穿着性 能和高档华贵的风格。在传统粘胶纤维生产严重污染环境以及粘胶纤维 产量逐年下降的同时，醋酯纤维技术和需求保持着稳定发展。在过去相 当长的时期内，醋酯长丝主要用于高档服装的里料。2 0 世纪末，醋酯长 丝的应用领域发生了明显的变化，形成了服装面料、里料和服饰等三分 天下的格局。其中高档服装面料的用量甚至超过了服装里料的用量，占 据了醋酯长丝1 3 的市场份额。如服装工业发达的意大利，2 0 0 0 年的醋 酯长丝消费中，服装及针织品占3 7 8 ，服装里料占3 5 2 ，服饰等特 殊用途占2 7 1 1 】。这种变化已引起服装界和时装设计大师的广泛注意， 众多世界知名设计大师，如a r m a n i 等相继使用醋酯长丝面料制作时装、 晚礼服以及花样滑冰运动装。1 9 9 9 年，醋酯长丝面料和高档时装进入国 内市场，宝姿( p o r t s ) 、蒙迪美斯、m i s s k 、丽莱时装公司等推出的以醋纤 和毛、麻、涤纶、锦纶、粘胶、莱卡等复合纱或交织面料的高档服装开 始出现在京城商厦。 醋酯长丝织物还占据着高档服装里料9 0 以上的份额，尽管人造丝 占有一定比例，但它不可能动摇醋酯长丝里料的地位。目前我国高档服 装里料全部依赖进口，就连质地较差的巴基斯坦醋酯长丝里子绸，国内 也有进口。我国每年的服装面料需求量在2 5 0 亿米左右，而出口服装的 面料自给率也很低，仅为4 5 ，所以每年仍需进口约5 0 亿米服装面料以 缓解市场需求的不足。上世纪7 0 年代末，我国丝绸行业每年的醋酯长丝 进口就已达4 0 0 0 - 5 0 0 0 吨。面对我国每年纤维制品创汇8 0 0 亿美元、国 内服装市场销售额也有4 0 0 0 亿人民币的巨大市场，每年醋酯长丝的消费 量预期可达3 5 万吨【。 但是，由于醋酯纤维是科技含量高且长期处于技术保密状态的纤维 品种，其生产技术至今仍由为数不多的几家跨国公司所垄断。就纺织用 第一章绪论 二醋酯长丝市场而言，美国c e l a n e s e 和e a s t m a n 公司就占到5 5 的份额， 意大利n o v a c e t a 公司占1 5 6 ，日本三菱人造丝和帝人公司占1 1 2 ， 其他则分布在立陶宛、南韩以及南美地区。 目前，我国对醋酯纤维的研究仍以纺织应用加工技术为主，对醋酯 长丝的纺丝及下游产品的开发等原创性工作的报道几乎为空白。我国的 化纤产量居世界第一位，2 0 0 3 年的产量为1 1 8 0 万吨，又是服装加工和出 口量最大的国家。作为高档服装面料、里料和服装饰品的醋酯纤维及其 新产品开发，不仅在一定程度上将促进醋酯纤维技术的国产化进程，填 补国内此项技术的空白，促进我国化纤工业产品结构的合理化，而且将 会提高我国服装行业的国际市场竞争能力，对提高出口服装面料的自给 率也是一现实举措。 第二节醋酯纤维的发展历史及其研究现状 2 1 发展历史和生产现状 醋酯纤维是再生纤维素纤维中仅次于粘胶纤维的第二大品种，是 最古老但却又是最早达到商品化的一种人造纤维。早在1 8 6 4 年【2 。】， p 薛成拜尔格( p s c h t l t z e n b e r g e r ) 就以实验室规模研究成功，使用醋 酸酐进行纤维素的乙酰化，从而开辟了生产醋酯纤维素纤维的途径。 1 9 0 4 年，拜尔公司的前身一一拜尔染料公司，申请了干法纺制醋酯长 丝的专利。2 0 年以后，瑞士人d r e y f u s 在美国合资生产醋酯纤维。i g 染料工业公司( i g - - f a r b e n i n d u s t r i e ) 协同格兰茨斯托夫公司，在柏林 建成一家醋酸丝厂，从此醋酯纤维开始工业化生产。 由于醋酯纤维具有用途广泛( 可用于制造纺织品、烟用滤嘴、片 基、塑料制品等) 、服用性能优良、生产过程无污染及原料可再生等优 点，受到了全世界的广泛关注，在国外发展较快，相关的专利和产品 介绍很多，涉及的范围很广，包括纺丝方法、变形纱制备、差别化技 术及产品的性能研究和开发等 4 - 5 l 。 自7 0 年代开始，欧、美就逐渐放弃粘胶纤维的生产技术而转向醋 2 二醋酯长丝结构性能和空气变形短纤化研究 酯纤维的生产。美国1 9 8 1 年起就完成了以醋酯纤维的生产全部取代粘 胶长丝，而且不断开发新的产品系列【3 1 。2 0 世纪7 0 年代，全球醋酯纤 维产量已超过4 0 万吨，是当时世界五大纤维之一；8 0 年代，世界醋 酯纤维年产量为6 0 多万吨，其中纺织用占4 0 ；9 0 年代中期，世界 醋酯纤维年产量已达8 0 多万吨，但纺织领域的应用量处于下降趋势， 只有烟用丝束仍处于增长状态【3 1 。 上世纪七十年代，美国的醋酯长丝产量曾接近2 0 万吨【6 l 。但近年 来，由于全世界纺织工业的不景气和时尚潮流的变化，醋酯长丝在欧 洲和美国市场上曾一度步入低谷l 。美国纺织用醋酯长丝的产量逐年 减少，1 9 9 9 年的产量不足8 万吨。同时，廉价的涤纶里料的兴起和发 展也削弱了它在服装里料行业的地位【7 1 。据瑞士s k i 咨询公司调查， 1 9 9 6 年至2 0 0 1 年，纺织用醋酯长丝的世界需求年平均下降率为9 i 引。 不过，有迹象表明形势正在好转【7j 。2 0 0 0 年1 至9 月，美国c e l a n e s e 公司和e a s t m a n 公司醋酯纤维的国内销售量和出口量均增长了4 。 “全球醋酯纤维制造者协会 也于2 0 0 0 年1 月成立，其总部设在比利 时布鲁塞尔，该协会的主要工作是推进全世界醋酯纤维工业的发展。 据称，欧洲市场上粘胶纤维的消费能力已有所下降，这给醋酯纤维提 供了补缺的机会。另外，欧洲制造商也计划将其中一部分用于涤纶产 品生产的织机重新投入到醋酯产品的生产上。s k i 公司预测，2 0 0 1 年 至2 0 0 6 年，全世界的醋酯长丝消费量虽仍将呈现下降趋势，但下降的 幅度会有所缓和，预计下降率为3 l 引。 2 2 国内醋酯纤维的研究现状 我国的醋酯纤维工业起步较晚，2 0 世纪6 0 年代初，吉林省地方 技术研究所( 现为吉林省纺织工业设计研究所) 首次利用小试设备试 制了批量醋酯长丝，并进行了应用试验。此外，上海市合成纤维研究 所、成都科技大学、西安惠安化工厂也先后进行过醋酯长丝和烟用醋 酸丝束的小试研究工作。近年来，我国烟用醋酸丝束的国产化研究取 得了显著成果，但醋酯长丝的开发一直没有突破性的进展，目前仍属 3 第一章绪论 空白1 9 - 1 0 l 。 1 9 8 9 年，汤蕴瑜等比较了国内外醋酯纤维和粘胶纤维的生产情 况，提出了建立适当生产规模的醋酯长丝和烟用醋酸丝束的联合工厂 的建议【1 1 1 。1 9 9 1 年，胡继文等建议发展三醋酯纤维熔纺1 12 1 。1 9 9 4 年， 马孝田报道了醋酯纤维的生产工艺过程1 2 】。孙友德等研究了醋酸甘油 酯对醋酯成纤及结构性能的影响【1 3 】。1 9 9 0 年，胡发浩等结合自己的实 践经验，介绍了如何提高醋酯织物的染色质量【1 4 l 。1 9 9 9 年，郑达建等 讨论了二醋酯织物的染整工艺条件及其对产品质量的影响【1 5 1 。沈祖珉 和李志民分别报道了醋酯人丝机织物和针织面料的开发体会 1 6 - 1 7 】。 1 9 9 5 年，胡学超等通过液晶纺丝法和热处理技术制备了高强高模三醋 酯纤维【18 1 。1 9 9 8 年，东华大学沈为研究了日本帝人公司开发的高温醋 酯纤维r o s e l 的针织、染色性能及其在针织生产上的实际应用【19 1