长丝变形纱的皮芯结构及其参数

在变形纱中,空气变形类和异收缩变形类纱线具有皮芯结构,有必要对其成形原理和结构模型加以概括和总结。借助实验观察和理论分析的方法,认为虽然上述2种变形纱皮芯结构的成形原理不同,但模型都可以描述为紧密网络扭结的芯层和松散圈弧形态的皮层结构。结合EIB实验验证,可以进一步确认变形纱的皮芯结构参数主要包括纱线平均直径、纱芯平均直径和丝圈丝、弧高度等指标,因而也可断定变形纱皮芯结构与变形纱膨松度、变形纱条干均匀度以及变形纱毛羽的各项特性指标有密切关系。

变形纱线膨松性能的表征与EIB测试：2.工艺参数与膨松度的关系

为最终达到空气变形纱线及其多重变形纱线结构和性能设计的目标,对长丝原料及几个关键变形工艺参数进行了初步的单因子实验。结果显示,异收缩空气变形纱的膨松度可以通过选择单、复丝的线密度、空气变形加工和异收缩变形加工工艺参数的方法加以有效控制。空气变形加工工艺参数中的超喂率和喂入方式,异收缩变形加工工艺参数中的异收缩率、平均收缩率对成纱的膨松性能有显著影响。

变形纱表观条干均匀度和质量条干均匀度研究

与短纤维纱线不同,变形纱的质量条干均匀度和外观条干均匀度是2个相对独立的指标。EIB检测结果表明,空气变形纱的表观条干CV值接近于短纤维纱条干CV值,异收缩空气变形纱的表观条干CV值与短纤维纱条干CV值持平;空气变形纱表观直径变化总频数高于短纤维纱;空气变形纱表观直径变化频数集中分布于-25%－25%较短片段区域,异收缩空气变形纱的表观直径变化频数分布集中于-25%－50%的较长片段区域,这与短纤维纱的情况相同,显示了良好的仿短纤维纱效果。Uster 条干均匀度仪测试结果表明,空气变形纱和异收缩空气变形纱的质量条干均匀度CV值明显低于短纤维纱条干CV值,这对保持纱线的力学性能有利。

变形纱条干均匀度与变形工艺参数的关系

由于条干均匀度是评价纱线外观特性的重要指标,与短纤维纱不同,变形纱线的表观条干均匀度和质量条干均匀度不相关。为最终达到空气变形纱线及其多重变形纱线结构和性能设计的目标,对长丝原料及几个关键变形工艺参数进行了初步的单因子实验。结果显示,异收缩空气变形纱的条干均匀度可以通过选择单、复丝线密度,空气变形加工和异收缩变形加工工艺参数的方法加以有效控制。空气变形加工工艺参数中的超喂率和喂入方式,异收缩变形加工工艺参数中的异收缩率、平均收缩率对成纱的条干CV值有显著影响。

长丝变形纱的紊乱结构

化纤长丝的变形加工是使规则排列的长丝束变成具有一定稳定度、结构排列相对混乱的过程,因而可以将变形纱在结构上的次序性特征定义为紊乱结构。紊乱结构是变形纱的基本结构特征之一,较好地解释了变形纱诸多物理现象。变形纱紊乱结构的数学模型可从熵变的角度出发,并最终表达线性体系中单丝片段无序性与其空间状态体积数的关系,同时也可为三维直角坐标系中单丝片段分布的密度函数。相对紊乱度、相对熵变值及变形纱膨松度指数是重要的紊乱度参数,可通过测量变形线性体的线密度、表观直径等参数进行计算。

变形纱成纱熵变和膨松性能的关系

纱线成形过程主要以纤维或丝束空间排列秩序性的变化为特征,因而存在着熵变现象,大多数变形加工过程具有熵增加的特点。熵是状态函数,因此变形纱熵变和其膨松性能关系密切,理论推导表明,成纱熵变和膨松指数的对数成正比,与膨松度呈正相关关系;变形纱紊乱度值与膨松指数在数值上相等,与膨松度呈正相关,实验结果与上述结论一致。由于变形纱紊乱度在数值上与纱线膨松指数值相等,因此可以通过测定纱线膨松指数的方法测量变形纱线的紊乱度值,进而量化研究成纱熵变的大小。

长丝变形纱成纱过程的熵变现象

纱线成形过程主要以纤维或丝束空间排列秩序性的变化为特征,因而存在着熵变现象。成纱熵变理论是研究成纱方向和限度的科学,依据成纱熵变方向可以将各种纺纱系统重新划分为熵增大纺纱系统与熵减小纺纱系统2个大类,并建立成纱熵变模型,而且可进一步依据成纱熵变与成纱系统中纤维排列状态变化的关系进行量化处理。实验表明:成纱熵变是成纱过程中纱条的空间几何结构与纱线性能改变的根本原因,与成纱质量存在着必然的内在联系。

长丝变形纱缠结结构研究

缠结结构是变形纱的基本结构特征之一,较好地解释了变形纱的诸多物理现象,如变形纱结构的稳定性,空气变形纱抗弯刚度过高等等。变形纱的缠结结构与紊乱结构同时产生于变形加工过程中纤维片段的转移,因而二者关系密切,互为依存条件,可以用缠结点密度和缠结度表征变形纱缠结结构的锁节程度。采用物理质点轻质弹簧理论,分析系统中各结点的作用力学关系,可获得各结点运动的牛顿力学方程。变形纱缠结程度与其抗弯性能关系密切,可采用间接测试方法。

长丝变形纱成纱熵变对抗弯刚度的影响

长纤复丝经变形加工,其结构系统熵值增大,这一现象往往伴随长纤复丝抗弯刚度的变化而发生。采用悬臂梁方法测试变形纱抗弯刚度,采用EIB测量变形纱直径而后测算变形纱成纱熵变,可对变形加工过程中线性体发生的熵变现象和抗弯刚度变化的关系进行定量分析。经测试,空气变形加工可使成纱成纱熵变由0.3增加到1.45,紊乱度由1.28增加到4.25;再经异收缩多重变形成纱熵变可增加到1.65,而紊乱度可增加到5.00左右。长丝片段紊乱度增加直接导致空气变形类纱线紊乱结构和缠结结构的形成与扩大,在宏观上呈现纱线抗弯刚度的迅速增大,从而进一步导致纱线手感变坏;多重变形有可能使已形成的纱线缠结结构得到调整,从而使纱线抗弯刚度下降。

空气变形纱的抗弯性能

针对空气变形纱线抗弯刚度过高的现象,以及由此产生的其在日用纺织品和服装领域的应用和发展限制问题,利用悬臂梁法测量经典纱线、空气变形纱及异收缩丝空气变形纱的抗弯刚度值。结果显示,空气变形纱比同规格棉、毛纤维环锭纱的抗弯刚度高出2倍以上。空气变形纱加工成形过程中通过纤维空间排列秩序性变化形成的缠结结构是其抗弯性能的结构根据,利用优化空气变形加工工艺参数可以在不过多延长工艺流程的条件下,实现较小幅度抗弯性能的改善。利用多重变形加工,可通过调整纱线缠结度来较大幅度降低空气变形纱的抗弯刚度。实验表明,异收缩率在10%以上时,异收缩变形可降低空气变形纱抗弯刚度。

变形纱成纱熵变对条干均匀度的影响

长丝变形纱在变形加工过程中,其成纱熵变是增加的。成纱熵变是状态函数,其与变形纱紊乱度的对数成正比,因此成纱熵变对变形纱的表观条干均匀度有显著影响。随着成纱熵变和紊乱度不断增加,变形纱的外观和性能均发生明显改变,其表观CV值迅速增加,并接近短纤维纱条干CV值,仿短纤维纱化效果明显。这种状况可通过长丝变形纱表观直径变化总频数及频率分布加以表现。由膨松结构引起的空气变形纱表观条干均匀度值的异常改变使其与质量条干均匀度值不相关,这是变形纱区别于传统短纤维纱的主要特征之一。

空气变形纱毛羽的测试方法

突出于纱体表面的零散的弧圈结构形成了空气变形纱的毛羽,其与纱线主体之间的界限模糊,且其毛羽结构和状态在外力作用下极易改变,对检测条件要求较高.通过4种仪器和方法对空气变形纱的毛羽进行了测量,认为EIB(ElectronicInspectionBoard)和Ustertester4两种仪器的检测结果与静态投影目测计数法检测结果较为相近:空气变形纱毛羽数量高于同线密度的普通精纺毛纱和精梳棉纱的毛羽数量;空气变形纱的毛羽数量多集中于短毛羽(毛羽长度在1mm以下)区,并且随着毛羽长度增加而急剧减少,呈指数关系,在长毛羽(毛羽长度在2mm以上)区,空气变形纱毛羽数量显著少于短纤维纱.

玻璃纤维空气变形纱的性能研究

为了研究玻璃纤维空气变形纱及其织物材料的特性,采用自主专利的气流吹散法制备了玻纤空气变形纱,表征其红外光谱物理特征、微观形貌、力学性能、固定树脂能力及其织物的热防护和导热性能。结果表明,玻璃纤维经高速气流分散的形纱过程为物理变化,该空气变形纱具备良好的蓬松性、固定树脂能力和力学强度,所制备的纱织物具有较低的导热系数(<0.12 W/(m·K)),热防护性能较无捻粗纱提高1倍以上,TPP值为21.62cal/cm2。

空气变形纱预浸技术对连续玻璃纤维/涤纶复合材料力学性能的影响

本文介绍了连续玻璃纤维（ＧＦ）／涤纶（ＰＥＴ）的空气变形纱预浸技术，探讨成型工艺条件对空气变形纱制得的连续玻璃纤维增强涤纶复合材料力学性能的影响。

异收缩网络变形纱沸水缩率及其影响因素研究

为提高化纤仿真产品的档次,采用低温牵伸工艺,经网络变形得到一种沸水缩率为35％左右的新型变形纱,该纱具有高蓬松、高收缩的特点,是仿真织物的理想原料;同时探讨了纺纱工艺参数——热板温度、芯丝拉伸倍数、纱线捻度、网络度等与变形纱沸水缩率间的关系。

空气变形纱拉伸性能探讨

为了解空气变形纱的拉伸性能特点,指明与其相关的特征性结构,设计试纺了2类空气变形纱,测试结果显示,相对于同等规格的普通复丝或捻丝,空气变形纱的强度损失和断裂伸长损失显著,这与在空气变形加工中原本平顺的丝条形成明显的紊乱结构有关,而多重变形加工会提高纱体的紊乱度,因而其强度损失率和断裂伸长损失率值更大。空气变形纱的拉伸曲线与普通长丝束也不相同,总体呈现直线状,无明显的屈服点,且曲线不光滑,频繁出现锯齿形微小波动,反映了纱体特有的缠结结构特征。

锦纶氨纶变形纱工艺参数与纱线性能的关系

探讨锦纶氨纶空气包覆变形纱工艺与性能之间的变化关系。利用GV800-V5.0型空气包覆纱机进行不同工艺下的变形纱样品纺制,对所纺变形纱的强伸性能、蓬松性能、不稳定性等指标进行测试和研究分析。结果表明:氨纶丝牵伸比、氨纶丝超喂率、喷嘴压强和包覆速度对纱线的不稳定性影响较大,对纱线线密度、断裂强度和丝圈的影响相对较小。认为:研究工艺参数与纱线性能的变化关系,有利于纱线性能和质量的改善。

长丝变形纱成纱熵变对毛羽的影响

长丝变形纱在变形加工过程中,其成纱熵变是增加的,成纱熵变是状态函数,与变形纱紊乱度的对数成正比,因此成纱熵变对变形纱的表面状态及毛羽特征有显著影响。为查明熵变现象与变形纱表面结构的关系,对5种单一空气变形纱和5种异收缩空气多重变形纱进行试纺及必要的检测。结果表明:随着成纱熵变和紊乱度不断增加,变形纱线的毛羽指数和毛羽值均呈直线上升;在空气变形基础上进一步异收缩多重变形加工,可使变形纱成纱熵变和紊乱度值继续增加,并且改变其毛羽长度数量曲线的形态,短毛羽(1.0 mm以下)的毛羽指数减小,长毛羽(1.0 mm以上)的毛羽指数增加。

空气变形纱成纱熵变与外观光泽的关系

纱线的相对熵值在成纱过程中会发生明显的变化,因其与紊乱度直接相关,所以对纱线的外观光泽也存在较大的影响。为查明变形纱成纱熵变与其外观光泽之间的内在联系和作用方式,选择具有典型紊乱结构,且表面紊乱程度较大的空气变形类型的纱线为对象,对多种规格的原复丝进行了单因子试纺,并做相应测试分析。结果表明,空气变形加工可明显提高成纱结构的紊乱度和相对熵值,而异收缩多重变形也同样可以提高纱线的紊乱度和相对熵值,但增幅相对较小;随着相对熵值和紊乱度的增加,变形纱线的峰值反射率和反射率下降,峰宽率增加,光泽柔和,极光减退。

玻璃纤维空气变形纱的研制与性能分析

主要研究玻璃纤维有捻长丝纱的变形制造工艺及工艺参数对变形纱变形效果和断裂强度影响。