玉米纖維紗線(xiàn)紡紗工藝及其性能探究

王 鑫，張玉清，于湖生

（青島大學(xué)，山東青島 266071）

玉米纖維紗線(xiàn)紡紗工藝及其性能探究

王 鑫，張玉清，于湖生

（青島大學(xué)，山東青島 266071）

文章研究了玉米纖維紗線(xiàn)紡紗工藝及其性能。簡(jiǎn)要介紹了對(duì)玉米纖維紗線(xiàn)的紡紗工藝優(yōu)化措施；確定了玉米纖維紗線(xiàn)的臨界捻系數(shù)；分析了熱處理溫度對(duì)玉米纖維紗線(xiàn)力學(xué)性能的影響。從而為玉米纖維紗線(xiàn)的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

玉米纖維紗線(xiàn)；紗線(xiàn)性能；工藝優(yōu)化；熱處理

1 前言

玉米聚乳酸纖維是一種新型環(huán)保纖維，它可以完全生物降解，具有良好的生物相容性。它可以從谷物玉米中取得，其廢棄物在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)不會(huì)散發(fā)毒氣，也不會(huì)造成污染，是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維［1－2］。但是目前玉米纖維的純紡工藝還存在一些問(wèn)題，需要展開(kāi)深入的研究。

2 實(shí)驗(yàn)樣品

選取了環(huán)錠紗中的純紡玉米纖維單紗、純滌單紗和純棉單紗用于耐磨性能測(cè)試，具體規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 三種紗線(xiàn)規(guī)格

3 工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

從玉米纖維的可紡性來(lái)看，可紡性介于滌綸與錦綸之間。在生產(chǎn)過(guò)程中主要解決纖維易纏繞、易產(chǎn)生棉結(jié)以及纖維抱合力差的問(wèn)題，具體工藝優(yōu)化措施如下：

（1）清花時(shí)開(kāi)松不能太強(qiáng)烈，適當(dāng)降低打手速度，放大給棉羅拉與打手之間的隔距，減少對(duì)纖維的損傷，加強(qiáng)對(duì)纖維的梳理，減少棉結(jié)的產(chǎn)生［3］。

（2）梳棉時(shí)采用輕定量、慢速度、快轉(zhuǎn)移的工藝路線(xiàn)，防止棉網(wǎng)破洞的產(chǎn)生，另外增大刺輥與錫林的速比，使纖維快轉(zhuǎn)移。

（3）并條時(shí)純紡采用二道并合，混紡采用三道混并，以使纖維得以充分混合。減少生產(chǎn)中的“三繞”和堵塞現(xiàn)象，同時(shí)合理配置牽伸，既要保證熟條中纖維的伸直平行，又要提高熟條的條干均勻度［4］。

（4）在粗紗工序中，適當(dāng)加大粗紗的捻系數(shù)，又要注意避免細(xì)紗出“硬頭”現(xiàn)象。紡紗張力偏小掌握，以減少粗紗飄頭、防止粗紗意外牽伸，改善條干。

（5）細(xì)紗工序中，在設(shè)計(jì)牽伸倍數(shù)時(shí)要考慮其回縮問(wèn)題，捻系數(shù)以不出硬頭為宜。另外防止紡紗時(shí)速度過(guò)高導(dǎo)致鋼領(lǐng)與鋼絲圈溫度過(guò)高［5］。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

4.1 玉米纖維紗線(xiàn)強(qiáng)伸性能測(cè)試

玉米纖維紗線(xiàn)、純棉紗、純滌紗強(qiáng)伸性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2中我們可以看出，玉米纖維紗線(xiàn)、純棉紗線(xiàn)、滌綸紗線(xiàn)在捻系數(shù)相同、細(xì)度相同的情況下，斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂功、初始模量是依次增大的，斷裂強(qiáng)度的對(duì)比尤其明顯。

4.2 玉米纖維紗線(xiàn)摩擦性能測(cè)試

每次20根均加以15 g的張力，試樣長(zhǎng)度為20 cm，以最終磨斷時(shí)摩擦次數(shù)的多少為標(biāo)記耐磨性能的大小，玉米紗線(xiàn)、純棉紗、純滌紗三種紗線(xiàn)摩擦性能對(duì)比見(jiàn)圖1。

表2 玉米纖維紗線(xiàn)純棉紗純滌紗強(qiáng)伸性能測(cè)試結(jié)果

圖1 玉米纖維紗線(xiàn)純棉紗純滌紗摩擦對(duì)比曲線(xiàn)圖

實(shí)驗(yàn)測(cè)得玉米纖維紗線(xiàn)、純棉紗、純滌紗最終磨斷時(shí)摩擦次數(shù)的平均值分別為：720、1104、3498。

4.3 玉米纖維紗線(xiàn)強(qiáng)伸性與捻系數(shù)之間的關(guān)系

圖2 捻系數(shù)與斷裂強(qiáng)力的關(guān)系

玉米纖維紗捻系數(shù)與斷裂強(qiáng)力的關(guān)系見(jiàn)圖2。從圖2中我們可以看出，玉米纖維紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力是隨著玉米紗捻系數(shù)的增大而增大，而且趨勢(shì)相對(duì)比較明顯，增幅較大，根據(jù)y＝－0.0033 x2＋2.6792x－401.98，可計(jì)算出捻系數(shù)在405.9時(shí)斷裂強(qiáng)力達(dá)到峰值，再繼續(xù)增大其捻系數(shù)，玉米紗的斷裂強(qiáng)力開(kāi)始下降，幅度也很明顯。可以最終得出，玉米紗線(xiàn)臨界捻系數(shù)在405.9左右。

4.4 熱處理對(duì)玉米纖維紗線(xiàn)力學(xué)性能的影響

表3 紗線(xiàn)經(jīng)熱處理后強(qiáng)伸性能的變化

干熱空氣處理的溫度分別為90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，處理時(shí)間為10 min。經(jīng)熱處理的玉米纖維紗線(xiàn)，自然冷卻、晾干后，置于標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境下，調(diào)濕一天后進(jìn)行性能測(cè)試。玉米纖維紗線(xiàn)經(jīng)熱處理后強(qiáng)伸性能的變化如表3所示。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)玉米纖維紡紗工藝的優(yōu)化，改善了纖維易纏繞、易產(chǎn)生棉結(jié)以及纖維抱合力差等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)得出玉米纖維紗線(xiàn)臨界捻系數(shù)在405.9左右，玉米纖維紗線(xiàn)隨著熱處理溫度的升高除斷裂強(qiáng)力逐漸減小外，斷裂伸長(zhǎng)率、初始模量，斷裂功均逐漸增大。

［1］邵敬黨.聚乳酸（PLA）纖維的研究與開(kāi)發(fā)利用［J］.毛紡科技，2005，（5）：29—32.

［2］任杰.聚乳酸的國(guó)內(nèi)外研發(fā)、生產(chǎn)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景［J］.產(chǎn)業(yè)前沿，2005，（6）：25—27.

［3］劉艷，孟家光.綠色環(huán)保纖維PLA針織產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)［J］.上海紡織科技，2006，34（1）：55—56.

［4］張浩傳.玉米纖維純紡紗的開(kāi)發(fā)［J］.棉紡織技術(shù)，2005，33（1）：42—44.

［5］耿琴玉，胡學(xué)梅.聚乳酸纖維及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)［J］.北京紡織，2005，26（1）：31—33.

Brief Introduction on Spinning Process and Properties of PLA Yarn

WangXin，ZhangYuqing，YuHusheng
（Qingdao University，Qingdao 266071，China）

Spinning process and properties of PLA yarn were studied.The optimizations on spinning process were briefly introduced.The critical twist factor was determined and heat treatment effected on mechanical properties of PLA yarn were analysed so as to provide technical support for PLA yarn production.

PLA yarn；yarn property；spinning process optimization；heat treatment

TS102.51＋2

A

1009－3028（2012）02－0007－03

2012－02－20

王 鑫（1986—），男，山東濱州人，碩士研究生。