涤纶纤维性能与可纺性、染色性和服用性的研究

涤纶纤维性能与可纺性、染色性和服用性的研究
涤纶纤维性能对可纺织性、染色性和服用性能影响巨大。生产企业通常采用生产试验辅助仪器分析找出改善方法，探讨适合国产设备优化生产的可行之路，使涤纶加工能不断推陈出新。
不同类型和牌号的涤纶纤维机械性能和吸色性各不相同，并影响可纺性、匀染性和服用性能。为了摸清涤纶纤维性能与匀染度、可纺性和服用性能间的关系，我们做了多次试验和分析，结果分述如下。
涤纶性能探索
内部结构
涤纶纤维是大分子直链接构，纤维与染料的亲和力低，染色分子难以渗入，大部分吸附在纤维表面，因此，上染能力、匀染度和染色牢度都差。
试验结果表明，高强低伸纤维吸色浅，上染率低，匀染性差；低强高伸纤维吸色深，上染率好，与理论分析是一致的。
对两种涤纶纤维进行对比试纺。方案1：半无光低弹高伸涤纶纤维单唛纺，混配比是杜邦涤纶（半无光）65%：棉35%；方案2：高强低伸型涤纶纤维混唛纺混配比是半无光涤纶65%（南朝鲜20%，龙尼吉可12.5%，帝人18.8%，T4026.2%，金山7.5%）：棉35%。
表面状态
显微镜观察
实验在放大300倍的显微镜下进行。可纺性良好、成纱质量优良的美国、西德和日本涤纶，外形圆整、光滑、粗细均匀；成纱质量差、可纺性差的泰国泰美纶（ThaimeTon）、泰国帝人和台湾涤纶外形问题较多。有无荧光增白剂，对可纺性和吸色性也有较大影响。
泰美纶纤维表面有许多深浅不同、长短不一的沟槽裂纹，而且还有许多粘着物附在表面，在生产中纺涤棉纱时经与棉纤维混合后，会产生显著的吸湿作用，纺纱过程中会产生严重的绕罗拉、绕皮辊现象。特别当车间湿温度高，棉纤回潮率大时，粘绕更严重，直接影响可纺性。
台湾涤纶外形结构异常特殊，相互差异也大，而且有空洞，粘着物和附着物大而且多，粗细差异大，同一根纤维中头尾端粗细也不均。由于该种纤维生产厂多，所以，纤维形态差异也大。因此，在纺纱过程中发现有的批次堵塞卷条器喇叭口严重，有的则有不同程度的粘绕。
表面几何形状
涤纶纤维表面形状主要由纤维表面的粗糙度、横截面形状和卷曲等三项主要指标组成，其次是长度和细度（纤维直径和线密度），表面有光、无光、有无荧光增白剂对可纺性和吸湿性也有较大影响。
为了生产具有消光效果的合纤，通常会加入二氧化钛消光剂，加入量为：有光纤维约0.1%，半无光纤维约0.5%，无光纤维约在2%以上。由于消光剂颗粒经常集结在纤维表面，导致表面粗糙度增加，在显微镜下观察，有光纤维表面光滑，无光纤维表面粗糙，突出物比有光纤维多7倍左右。
有光、半无光和无光三种涤纶纤维与粗糙度4、直径0.5英寸、接触角90℃的铬质导纱杆，在张力10克、温度70℉、相对湿度50%情况下摩擦，有光纤维摩擦系数低，无光高；随着摩擦系数增加，纤维在纺纱过程中的静电量也会增加，静电量有光低，无光高。静电高的纤维，可纺性差。有光纤维静电荷少，表面光滑，纤维间有较大的粘着作用，在牵伸过程中易被控制，纤维间移距偏差小，容易纺出优质纱。光滑的纤维比粗糙纤维受捻好，容易取得满意的卷装，运输过程中不易破坏半成品质量，改善下一工序的纺纱性能。
涤纶长丝在切断成短纤维前，通常要先进行卷曲处理以提高机械加工效率，尤其在纺纱加工的开始阶段的开松和梳理过程中，卷曲能使纤维集合体便于被握持并分离成单纤维，并能提高粘着力，使棉网、棉条等半成品增加粘着力和强力，从而提高纤维的纺纱加工均匀度。
在电子显微镜下可以看到，卷曲突出物体积的大小约比纤维横截面大一个数量级，比纤维表面的粗糙度大几个数量级。因此，有卷曲的纤维容易开松，而且开松的较为彻底。在梳棉机棉网上发现的未被开松的纤维束，大多为无卷曲涤纶纤维所组成。
卷曲还能促进纤维在开松和梳理件表面上均匀分布。由于卷曲会产生棘轮式机械作用，有规则的卷曲波纹能使纤维间短片段内彼此纠缠接触，因此涤纶纤维的卷曲能提高梳棉机棉网结构的粘着力和卷曲弹性率，增加梳棉棉网的坚牢度和均匀度。
在条粗工序，纤维卷曲会给棉条中纤维间带来粘着作用，使其产生较大的牵伸强度，并可使纤维束边缘在牵伸区中减少扩散，有利于改善束条质量。卷曲会提高纤维束（带）的受捻能力，提高纱线的断裂强度，并能改善均匀度，所以涤纶纤维的卷曲性能是反映可纺性的一项重要指标。
但卷曲也不是越高越好，生产中发现卷曲数过高，反而使摩擦系数降低，造成棉卷层次不清及粘卷。卷曲数过低，在8~9个/英寸时，纤维的抱合力差，摩擦阻力降低，棉卷粘层情况严重。涤纶纤维卷曲数一般在12~14个/英寸时为宜。在梳棉机上卷曲数在0~7个/英寸时，涤纶纤维易绕锡林，无法正常运转，台时产量低；卷曲数在18~22个/英寸时，梳棉棉网上常出现大量棉结，影响成纱质量。
在涤纶纤维表面喷洒油剂（润滑剂和抗静电剂的混合液），可形成一层薄膜，改变纤维表面状态，在工艺加工过程中，使纤维与纤维、纤维与机件间起润滑作用，改善摩擦状态，降低比电阻，降低静电荷，改善可纺织性。
细度对涤纶纤维的单纤维强力和弹性模量等参数影响较大，在同一号数的涤棉混纺纱的横截面中，涤纶纤维细，同一截面中所含纤维量多（根数多），单纱强力高，成纱条干好。
涤纶纤维过细会使纺纱过程中纤维/金属（F/M）界面处的接触面积增加，摩擦系数也相应增加，由涤纶纤维细度与摩擦力间关系的实验曲线中可见，摩擦力是随纤维细度变细而增加的。
改善途径
改善可纺性
生产实践证明：采用单一原料混纺，可以改善涤纶的可纺性。
由于各类涤纶纤维的机械性能、可纺织性、吸色性和织物服用性能不同，加上我国开清棉联合机流程短，有些单机还存在一些缺点，有些工厂还采用棉条混棉，若配棉工作稍有疏忽，印染品就会出现色差和条花。为便于纺织工艺和生产管理措施的制定和印染色号的选择，可以用日本“帝人”高强低伸型涤纶纤维通过一条龙试纺对比。
实验数据表明，单唛纺较多唛纺质量指针和结杂均较好，但经向断头和织疵多，织机停台高、效率低，说明单唛纺可织性差。
染色实验结果表明：单唛纺优于混唛纺，服用型试验也显示单唛纺优于混唛纺。
在采用单唛纺后，要注意日常性配棉管理，抽调唛头时要注意配棉综合指标的稳定性，以稳定成品质量。同时还应注意配棉方式、开清棉机械的配置及多牌号纤维混纺的配棉方法，改进涤棉混纺时的混合均匀程度。
改善可织性
涤纶纤维采用单唛纺的可织性差，摸索得到的一些改善可织性的措施，包括：适当增加经纱捻度，减少毛羽；穿棕与结经机由1：2改为1：1（一穿一结），以减少摩擦产生静电而引起的三跳疵布和假吊经；把浆纱伸长率从0.5%减少至0.2%，降低经向断头；加强调浆管理，设立固体量、粘度、PH值、温度、定积和时间等6个考核方向；布机加强三清三理工作，减少搬头、绞头；提高上轴质量；把停经架前移，适当加大后织口张力，提高后织口清晰度，减少三跳和吊经疵布；加强快速边剪检修，减少边拖纱和脱纬疵布，提高出口率。
加强适染的经验：低强高伸涤纶纤维吸色深，匀染度好，适宜做漂白、深色或浅色布；高强低伸型纤维吸色浅，宜做浅色印花布和浅色布；对荧光增白和半无光纤维混纺坯布的印染加工品种应有选择，一般只做漂白和白底印花涤棉布。3gTbrPW

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