全消光聚酯切片制备的全拉伸丝fdy的性能研究

全消光聚酯切片制备的全拉伸丝fdy的性能研究

由于聚酯纤维表面光滑透明，在可见下，纤维会反射强烈的光线，使人们看起来像是“亮度”。为了改善这种现象,在纤维中添加消光剂可以降低纤维的光泽。添加不同含量的消光剂可以得到全消光、半消光等不同种类的纤维。全消光聚酯纤维具有光泽柔和、深染性好、织物悬垂性高、遮蔽性能强等特点,可广泛应用于高档休闲服饰及仿毛面料异形截面赋予纤维优良的光学性能,增加了纤维间的抱合力、蓬松性、透气性和丝条的硬挺性,减少了合成纤维的蜡状感,使手感更加舒适,且能提高染色的深色感和鲜明性,使所染颜色更加鲜艳纤维轴向异收缩竹节纱具有仿麻感强、透气性好、异染效果等特点本试验以111dtex/36f全消光异形异收缩涤纶全拉伸丝(FDY)为例,对其主要生产工艺进行了探讨,并对产品性能进行了测试表征。1制备工艺1.1静态混合器全消光涤纶fdy聚酯熔体→排料管→熔体过滤器→增压泵→熔体换热器→静态混合器→纺丝箱体→纺丝计量泵→纺丝组件→喷丝板→侧吹风→上油→第一热辊→第二热辊→卷绕→全消光涤纶FDY。1.2主要工艺条件纺丝主要工艺参数见表1。1.3主要技术讨论1.3.1纺丝温度对截面异形度的影响熔体直纺的纺丝温度由管道温度和箱体温度组成。对于异形纺丝而言,纺丝温度的选择对纤维的质量影响较大。温度太高时,纤维流动性好,从喷丝板中挤出时,由于膨化效应,截面异形效果不佳,同时温度过高会使熔体急剧降解,可纺性变差由图1可知:当纺丝温度较高时,截面边缘较平缓,未形成明显的波浪形;而纺丝温度较低的异形截面丝则具有较好的异形度。经试验,纺丝时管道温度为279℃、箱体温度为281℃,产品具有更好的波浪形截面。1.3.2过滤压力过低纺丝组件的作用是去除熔体中的杂质,使熔体充分混合。组件的压力对纤维的成形有较大的影响:组件压力过低,不能有效地过滤凝聚粒子和杂质,同时在纺丝过程中易造成熔体不连续而断裂、飘单丝和断头等,影响产品的质量和产量。经试验,以下的组件配方使组件初始压力在12～13MPa之间并能得到良好的可纺性:装砂60/80目、150g,40/60目、50g,过滤网800目。1.3.3用粗竹节丝制作细度指数常规纤维的拉伸倍数选择应在自然拉伸比和最大拉伸比之间,若拉伸倍数小于自然拉伸比,会在丝束中出现未拉伸丝,使纤维轴向形成粗细节,后道织成面料经染色会出现色差,这属于质量问题。而本产品正是利用这一质量问题,通过工艺的特殊控制,制得纤维轴向异染的粗细竹节丝。因此拉伸倍数的选择对纤维的粗细比影响很大:当拉伸倍数太大时,丝条的粗细比变小,染色深浅反差小,则织物色差风格难以显现出来;当拉伸倍数太小时,丝条的粗细比增大,严重时不能正常生产。在生产过程中,应根据产品的风格要求来选择合适的拉伸倍数。表2为不同拉伸倍数对纤维力学性能、可纺性及纵向竹节的影响。由表2可知,在其他条件不变的情况下,不同拉伸倍数对纤维的力学性能及纵向竹节的形成影响较大。综合考虑纤维力学性能及可纺性,最终选择拉伸倍数为2.41。1.3.4不同拉伸温度对纤维力学性能及纵向竹节的影响第一热辊(GR由表3可知,在其他条件不变的情况下,不同拉伸温度对纤维的力学性能及纵向竹节的形成影响也较大。温度低容易产生竹节丝。综合考虑纤维力学性能、可纺性及竹节效果,最终选择的拉伸温度为GR1.3.5卷绕速度和张力第二热辊与卷绕头之间存在张力,张力大小与GR1的速度有关,会影响纤维的卷绕成型。卷绕速度大,张力大,丝筒成型不良,表面会形成凹凸或产生凸边;卷绕速度小,张力小,易造成断头且丝线不易生头,并且卷绕过程中丝线会脱圈,卷绕成型的丝筒易塌边,丝筒切换时成功率不高。本试验最终选定卷绕速度为2950m/min时,纤维成型良好。2性能的表现与讨论2.1异形截面涤纶类织物的消光效果采用MCM-100溅射镀膜仪和SNG-3000扫描电子显微镜观察异捻FDY的纵向形态,扫描电镜加速电压设置为30kV。由图2可见,该纤维的截面是扁平状波浪一字形,大大增加了单丝的表面积。异形截面涤纶的这种弧形外凸结构,对光线具有多方向的散射作用,具有极好的消光、哑光效果;这种纤维截面的单丝间可以形成较大透气孔,在织物洗涤以及后整理处理时不易被堵塞。另外,良好的异形截面纤维的纵向沟槽可以产生毛细管效应,能够将汗液快速导走、扩散、蒸发,以保持皮肤表面的干燥舒适2.2拉伸性能测试拉伸性能采用YG-061-1500拉伸强力机测试,拉伸速度设置为200mm/min,隔距设置为50cm,预张力设置为0.05cN/dtex。粗细节采用XQ-1A纤维强伸度仪测试,夹持距离3mm,试验速度50mm/min。拉伸性能测试结果如表4所示。由表4可知,全消光异形异收缩涤纶FDY具有较高的断裂伸长率和较低的断裂强度,且粗节部分的断裂强度要低于细节的,断裂伸长率要高于细节的。这主要是由于拉伸不充分引起的,同时细节处的纤维在该拉伸条件下的拉伸比较完全,纤维的取向度和结晶度较高。2.3织物的水浸收缩率按照GB/T6505—2017标准测试纤维的沸水收缩率。测试前对纤维粗节和细节处作好记号,测量其测试前后长度,分别计算其沸水收缩率。测试结果如表5所示。从表5可知,全消光异形异收缩涤纶FDY粗节部分的沸水收缩率高于细节部分的沸水收缩率,这表明细节部分的结晶度高于粗节部分。在拉伸过程中,初生纤维是在温度低于玻璃化转变温度下,选择合适的牵伸比,得到拉伸不均匀的竹节丝,细节部分拉伸比较完全,大分子链段在牵伸作用下发生取向,纤维的结晶度进一步提高,因而其沸水收缩率低;而粗节部分未得到完全拉伸,纤维的结晶度低,大分子在沸水中容易发生形变,因而其沸水收缩率较高。2.4双电阻率分布采用SSY-C型纤维双折射仪测试纤维双折射率,结果如表6所示。取向度是影响双折射率大小的一个主要因素。取向度越大,各向异性越显著,双折射率越大2.5竹节丝的结晶采用DSC-1型差示扫描量热仪测试纤维的热性能。起始温度25℃,结束温度300℃,升降温速率为10K/min。由表7可知,竹节丝细节部分的结晶度、熔融焓和结晶温度均高于粗节部分。如前所述,这是因为全消光竹节涤纶FDY的细节部分比粗节部分拉伸得更完全,细节处的链段排布比粗节处的更规整,取向更大,更有利于结晶,意味着大分子链之间存在物理或化学结合键,而熔融过程是克服大分子间的结合力,使大分子链能自由活动,因此,结晶度越高,要使其分开需要更高的温度和热量,纤维的熔融温度也越高。3工艺条件对fdy的粗细节的影响(1)以全消光聚酯切片为原料,通过异形纺丝和异拉伸工艺路线,制得具有纵向竹节效果、横向波浪一字形截面的涤纶FDY。(2)全消光异形异收缩涤纶FDY的粗细节的形成是通过采用低拉伸倍数和低拉伸温度这一双低拉伸工艺实现的,工艺条件对纤维粗细节比例、长度及可纺性影响明显。(3)全消光异形异收缩涤纶