用于化学纤维工业加工和产品开发的新型溶液纺丝实验室

溶液纺丝工艺在人造纤维行业正变得越来越重要。聚丙烯腈、芳纶等高性能聚合物及纤维素都只能以溶液形式纺丝。为开发新材料的溶液纺丝工艺和系统地改善现有工艺,溶液纺丝实验室已在德国亚琛工业大学纺织技术研究所建成。实验室有4种不同规模的纺丝机,可进行纺丝工艺研究,也可与工业伙伴一起进行产品开发。

计算机流体力学在喷气织机节能上的应用

高效的生产效率使喷气织机成为生产织物的一种比较经济的方法。但从另一方面来说,提供大量压缩空气所需的成本较高。德国亚琛工业大学纺织技术研究所模拟了引纬中的不稳定气流区域。通过对气流区域的详细分析后得出结论:在不影响织机效率的情况下可以大量减少能量的损耗。

具有一定光学性能的经济型POF替代材料

常见的用于超长距离数据传输或光传导的光纤一般由玻璃或PMMA制成,具有光散射率低、衰减率低等极好的光学特性。由于生产过程和标准材料等成本因素,这些纤维定价高,因而不能成为新型照明设施或短距离光信号传输的经济型解决方案。考虑到经济型半透明纤维在这些应用方向的需求,ITA研发出一些使用改进型熔融纺丝工艺加工成型的通用高分子基纤维,并着眼于通用高分子基纤维光学特性,探究其成为PMMA纤维替代材料的潜力。

碳纤维进展：从聚乙烯基前驱体到碳纤维

聚丙烯腈基碳纤维因其优异的力学性能和轻量特性,在汽车工业受到很大的关注。碳纤维较高的市场价格(约20■/kg)限制了其在大众化市场中的应用。为生产价格较低(5~12■/kg)的碳纤维,亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)开展了替代工艺研究。

化学纤维湿纺加工的水洗新概念

借助于计算流体动力学模拟和粒子图像测速系统,开创了化学纤维湿纺加工的水洗新概念,即通过喷嘴形成扇形纤维束。分析了常规水洗的概念,找出常规水洗时紧密的纤维束中溶剂质量转移受到抑制这一主要缺陷。为克服这一缺陷,开发了一种将纤维束扇形展开并减小纤维与纤维间接触面的方法。在实验室规模的试验中,对新概念进行了评估。下一步需在工业规模上验证这一湿法纺丝水洗新概念,更进一步的研究在于箱式结构的改进。

由淀粉获得经济有效的纺织品

通过再生资源制得的材料的经济有效性、应用广泛性及生物可降解性是纺织市场考虑的关键因素。淀粉基产品满足上述这些要求,因此在服装、土工材料及卫生用纺织品等方面具有极大的应用潜力。然而,天然淀粉的热塑性不佳,不能通过熔融纺丝的方法加工成纤维。通过化学改性和将淀粉与其他生物高聚物共混是改变淀粉性能的一种创新方法,可促进淀粉的熔融加工,如使用连续加工设备实现熔融纺丝获得纤维产品。Star-Tex项目针对改性淀粉的应用,以开发应用于服装、土工材料及医疗卫生等领域的纺织产品。

PAN纤维的接触式预氧化工艺

环境保护和可持续性发展对社会发展越来越重要,节能技术的使用已是经济成功的关键。随着这一趋势的发展,越来越多有前景的轻质材料(如碳纤维)得以应用。探讨了亚琛工业大学纺织技术研究中心(ITA)在碳纤维技术领域的研究,介绍了作为i Carbon项目一部分的聚丙烯腈纤维接触式预氧化工艺。

热塑性聚氨酯水冷熔融纺丝过程研究

用所设定的参数可以很好地进行熔融纺丝。通过改变试验参数,可使纤维性能更好,并且能够更有效、更容易地控制纤维的加工过程。试验将提供一种生产弹性纤维的新方法,该方法具有不改变原有机器、不增加资本及产物损耗的优点。

纳米高岭土改性聚丙烯纤维的制备及表征

研究项目中,PP分别与1%、2%和3%的纳米高岭土和0.75%、1.5%和2.25%的PP-g-MA在高速下混合纺成纤维。经测试得出,与纯PP纤维相比,纳米高岭土的加入可以增加应变。除了对力学性能加以分析外,对结晶和纤维结构也做了测试。结果表明,纳米高岭土在结晶生成和大分子取向方面对纤维有明显的影响。另外,在纺丝过程中,纳米高岭土已按照纤维的方向取向,无需做进一步的拉伸。

新型可生物降解无卤阻燃剂

多年来,通过去除有毒化学物质以使阻燃剂更安全是个持续的研究目标。阻燃剂主要用于家用纺织品、工作服、装饰家具和电子产品的外壳等。这些阻燃剂包含许多卤化阻燃剂(FR_s溴化或氯化化学品),这是一类对人体有危害的有机卤素。尽管卤化阻燃剂的阻燃性能较好,但这些化学物质大多与健康和环境问题有关。许多卤化阻燃剂已被证实会致癌,导致免疫系统和内分泌紊乱,甚至对人类生殖和神经发育产生不利影响。卤化阻燃剂常作为废水从工业生产设备和化合物添加设备中进入环境。目前,几种溴化和氯化阻燃剂,包括多氯联苯(PCBs)、多溴二苯醚(PBDEs)和十溴二苯醚(DecaBDE)已禁止使用。

高温双组分熔融纺丝生产线

与标准的产业用聚合物相比,高温聚合物具有许多优点。且由于高温聚合物具有非常好的热学、化学和力学性能,所以也被称为高性能聚合物。高温聚合物特别适合于极端环境中或机械条件下使用,如腐蚀性化学品的存在、高温或高机械张力的场合。

用于预警和安保系统的新型发光复合高分子纤维

新型发光、无机和有机纳米型染料主要用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维的制备。PET纤维是制作用于预警和安保系统的纤维织物的原材料。具有发光性质的纳米染料的制备方法主要有两种:一种为自下而上,沉淀法合成;另一种为自上而下,通过反应型研磨得到。下述的纳米染料是硫化锌(ZnS),同时还掺杂有铜或锰、铝酸锶,还可掺杂铕和镝。此外,还对有机染料和颜料(醛连氮和二萘嵌苯)进行研究,还将其包裹于硅纳米粒子中并进行相关研究。制得的纳米粒子混入高分子熔体中,通过熔融挤出得到成品丝。该过程中所使用的纳米颜料可混入母粒中,也可制成液状使用。最后进行成品丝变形工艺研究,并加工成纺织面料。纳米发光颜料的加入实现了低染料剂量下的高发光性。与已投入使用的传统体系相比,采用纳米发光颜料的体系具有更好的光、热和湿牢度。

用于先进的质量控制和过程开发的现代纤维分析方法

介绍化学纤维的现代分析方法,重点为纤维分析的最新尖端技术。分析技术广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热法(DSC)和透射电镜显微术(TEM)除了能获得高分子纤维中结构形成基本原理的新信息外,在实际应用中也有巨大价值。对于工业而言,这些方法支持新化学纤维材料的过程开发,也可用于生产后的质量控制。

ITMA 2011:直捻、倍捻、变形领域的设备创新

在巴塞罗那ITMA 2011上,世界各大知名直捻机、倍捻机和变形机生产商展出了各自最新的产品,展会处处可见体现着可持续发展和节约资源的发展趋势。

空气隙纺丝过程中的单丝破裂

如果聚合物在熔点范围以下分解,就采用溶液纺丝法。与熔体纺丝法大不相同,溶剂如二甲基甲酰胺(DMF)导致成本升高。主要因素是采购、维护、处置和员工防护。空气隙纺丝法属于溶液纺丝法,能提高生产速度,部分弥补了上述缺点,空气隙提供许多优点,能改变工艺气体,可能的不同液流形成多种多样的工艺。由于干法和湿法纺丝的结合,存在由两种工艺引起的单丝破裂,这种结合使整个工艺的稳定性差。目前亚琛工业大学纺织研究所(ITA)正集中研究这种工艺的纺丝试验。基于不同的机理,确定单丝破裂的典型特征是可能的。主要由文献中已知的机理描述了这类破裂,确定了有助于避免这些破裂的对策。

利用光衍射测量长丝纱的变形结构

无变形的长丝纱倾向于以一种平行且均匀的方式排列在一起。相比于表面不太均匀且包含毛羽的短纤维纱线,无变形的长丝纱表面很光滑。在很多应用中,人们期望可在保留长丝纱连续性的同时获得短纤纱的某些特性。通过变形丝工艺,可以使长丝纱获得特定的性能,如高膨松性、高弹性和孔隙度。在实验室中,可以离线测量变形纱的性能,但还没有实现对运行过程中的纱线进行性能的实时在线光学检测。离线测量方法成本高,且只能获得随机纱线样本质量的统计信息。除介绍了最先进的变形纱参数的测量外,还提出了一种直接光学测量变形纱的潜在方法。

应用于纤维基加热的聚乙烯/炭黑复合材料

本研究的目的在于探讨由90%(质量分数)的聚乙烯(PE)和10%(质量分数)的炭黑(CB)组成的复合材料的电导率和发热性。在该比例下,填料含量超过了渗流边界值。由该复合材料制备的长丝的导电性较好,其电导率σ=10~50 S/m。与相当于电绝缘体的纯聚合物(σ=10^(-5)~10^(-12)S/m)相比,该复合长丝具有相当好的电性能;但与σ值在10~7S/m范围内的铁或铜相比,仍需进一步提高,才能获得完全导电的聚合物。事实上,正是这种半导体性能,使复合长丝适合应用于纤维基加热,引起的电损失可以被用于发热。研究通过改变生产工艺参数,对不同变量的影响进行了分析,并对长丝性能进行了优化。到目前为止,由亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)生产的复合长丝具有个位数级的电导率(S/m)。进一步描述了达10倍的性能提升。

ITMA 2015：在复捻、加捻及变形领域的创新

新加坡MP国际集团组织的2015年国际纺织机械展(ITMA)于2015年11月12—19日在意大利米兰举行。自1951年起,ITMA已成为世界上著名的纺织和服装机械展览会。ITMA 2015的焦点是使目前的机械、设备及加工工艺向着灵活、资源节约和可持续方向发展。位于比利时的欧洲纺织机械制造委员会(CEMATEX)颁发了可持续创新奖,这在ITMA历史上是第一次。持续性发展是全球纺织和服装产业链制造商们最关心的问题,这一奖项旨在鼓励和承认杰出的企业和学生对纺织和服装工业可持续发展所做出的贡献。相比2011年,ITMA 2015的参展者增加了25%,有来自46个国家的1 694家国际参展商参展。简单介绍了复捻、加捻及变形领域著名机械制造商的创新。

聚合物及聚合物纤维的分析方法简述

介绍了常规聚合物及特殊纤维的分析方法,概述了几种测试技术的基本要素与测试能力。

化纤技术中的计算流体力学

计算流体力学有助于节省工艺开发时间和资源,因此具有很大的经济效益。有多少工艺,这种方法就可以有多少种应用,并根据不同问题,使用不同详细设计的模型,研究简单的层流及复杂的相互作用。概述了计算流体力学目前在化纤技术中的应用,也介绍了一些实验验证了的可能性。