*优。
聚芳砜酰胺纤维,其国内商品名为特安纶(TAN-LON),是我国具有自主知识产权的高性能纤维10.芳砜纶具有优良的高温尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘性和化学稳定性,其产品主要用于防护制品、过滤材料、电绝缘材料、摩擦密封材料和其他工业织物(包括造纸毛毯、熨烫台布和涂层织物等)0.然而,由于芳砜纶的体积比电阻和初始模量较高,摩擦因数和卷曲稳定性较低,使得纤维在纺纱过程中易产生静电,纤维之间抱合力较差,从而导致其纺纱加工困难、成纱质量较低。目前,改善芳砜纶可纺性的方法主要包括对纤维进行等离子体处理、将芳砜纶与其他纤维混纺5-和在纤维表面施加纺纱油剂等。由于在芳砜纶表面施加油剂不会对纤维本身的优良性能造成影响且成本较低,因此较为常用。
化纤油剂由多种化学品复配而成,主要包括平滑剂、乳化剂和抗静电剂08.在本研究的前期工作中,选用了工业白油(矿物油)作为平滑剂,月桂醇聚氧乙烯醚(FC)作为渗透剂,脂肪醇与环氧乙料的应用、推广及产品开发工作。
烷缩合物(MOA-3和MOA-))作为乳化剂,并筛选了六种抗静电效果较好的抗静电剂,分别配制了六种适合于芳砜纶纺纱的油剂。结果表明,添加抗静电剂为异己醇聚氧乙烯醚磷酸单酯钾盐(TF-481)的油剂能较好地改善芳砜纶的可纺性。但前期研究仅探讨了一种油剂配方,其抗静电剂质量分数为2%,其他表面活性剂(除抗静电剂外)与平滑剂的质量比为20:80.本文选择不同含量的抗静电剂TF-481,以及不同配比的其他表面活性剂(除抗静电剂外)与平滑剂,配制了不同配比的芳砜纶纺纱油剂,探讨了抗静电剂TF-481的含量以及其他表面活性剂与平滑剂的配比对芳砜纶可纺性与实际纺纱过程、成纱质量的影响,以确定*优的油剂配方。
1纺纱油剂可纺性的评价指标1.1抗静电性评价芳砜纶纺纱油剂能够与水分子形成氢键缔合,这就保持了表面活性剂-水在纤维上的极性中心,因氢键缔合的水膜是连续的,从而降低了芳砜纶的体积比电阻,使电荷不易积聚。因此,可采用添加油剂后芳砜纶的体积比电阻来评价纺纱油剂的抗静电性。
1.2平滑性评价纺纱油剂吸附在芳砜纶表面时,可视为定向排列的单分子层,纤维与金属之间的干燥摩擦转为边界摩擦,使纤维运动阻力更小。因此,可采用添加油剂后芳砜纶与金属间的动摩擦因数来评价纺纱油剂的平滑性。
1.3抱合性评价采用添加油剂后芳砜纶纤维与纤维之间的静摩擦因数和动摩擦因数之差(A)来评价纺纱油剂的抱合性。越大,纺纱油剂的抱合性越好,则纤维抱合越紧密、棉卷体积越小、成网成条质量越高。
2试验部分2.1纤维原料芳砜纶:上海特安纶纤维有限公司提供,线密2.2油剂选择油剂组分平滑剂:工业白油;油剂中各组分的含量不同油剂中各组分的配比列于表1.表1油剂配比油剂编号TF-481质量分数/其他表面活性剂:平滑剂(质量比)注:A3和B3是同一配比的油剂。
2.3试验方法将按照上述配方配制的纺纱油剂与去离子水通过搅拌配成均匀乳液,其中油剂用量按纤维质量的0.5%称取,去离子水用量按使纤维回潮率达10%称取;再将乳液均匀喷洒至芳砜纶上。
油剂的可纺性试验测试经各油剂处理后,芳砜纶的体积比电阻和摩擦因数性能0,比较各油剂的可纺性。
纺纱验证试验将喷洒油剂后的芳砜纶置于密封袋中闷放24h,再经清梳联、并条、粗纱和细纱工序纺成细纱,比较各纤维在纺纱各工序中的表现和细纱质量,确定*佳的纺纱油剂配方。
3结果与讨论3.1油剂的可纺性测试结果经不同油剂处理后的芳砜纶的体积比电阻和摩擦因数分别见表2和表3.表2不同油剂处理后纤维的体积比电阻油剂编号体积比电阻/油剂编号体积比电阻/由表2可知:随着抗静电剂TF-481含量的增加,纤维的体积比电阻值先减小后增大,经油剂A4(抗静电剂质量分数为4%,其他表面活性剂与平滑剂质量比为20:80)处理后,纤维的体积比电阻值*小,即当抗静电剂质量分数为4%时油剂的抗静电性*好;纤维的体积比电阻值随其他表面活性剂与平滑剂配比的变化,未出现规律性的变化。
由表3可以发现:当抗静电剂TF-481含量一定时,随着油剂中其他表面活性剂比例的增加,纤维与纤维间的动、静摩擦因数先增加后减小;经油剂B2和B3处理后,纤维的Aa*大,而经油剂B3处理的纤维其纤维与纤维之间静摩擦因数较经油剂B2处理的纤维大,故当其他表面活性剂与平滑剂的质量比为20:80时,油剂的抱合性*好;随着抗静电剂TF-481含量的变化,纤维与金属、纤维与表3不同油剂处理后纤维的摩擦因数油剂编号摩擦因数注。从1一纤维与金属之间动摩擦因数;一纤维与纤维之间静摩擦因数;一纤维与纤维之间动摩擦因数;从2和从3之差。
纤维间的摩擦因数并未出现规律性的变化。
由上可知,当抗静电剂质量分数为4%、其他表面活性剂与平滑剂质量比为20:80时,油剂的可纺性*好。
3.2纺纱各工序的表现及细纱性能剂(油剂A3与B3是同一配比的油剂)和目前工厂使用的两种油剂(分别记为q和C2)处理纤维,然后将几种纤维在相同的试验条件下进行纺纱。通过各种纤维在纺纱过程中的具体表现和细纱性能,得出*佳的油剂配方。
从表4可以看出,总体上用油剂A4和A3处理表4不同油剂处理后纤维在纺纱各工序中的表现项目油剂编号工厂用油剂成网打分①/分并条绕罗拉次数/次粗纱断头次数/次一②细纱断头次数/次一②注:①成网打分是依据纤维在清梳联工序成网过程中产生的静电大小及是否有破洞、破边等现象进行综合打分,满分为10分,分数越高说明成网越顺利,静电越小;②因加工困难,无法继续纺纱,故相应指标未能测试。
的纤维在纺纱过程中的表现较好,且油剂A4与工厂使用的油剂心的表现相接近,优于工厂使用的油剂C2;经油剂A2处理的纤维由于静电较大而导致纺纱困难;经油剂B4处理的纤维粗纱、细纱多次断头,主要原因是出现较为严重的绕皮圈现象。
由表5可以看出,使用油剂A4处理的纤维其成纱性能在条干、棉结、断裂强度、断裂伸长率和断裂伸长不匀指标上均优于用工厂使用的油剂心和C2处理的纤维,其他指标介于用油剂心和C2处理的纤维之间。
表5不同油剂处理后纤维的成纱性能项目油剂编号工厂用油剂细纱线密度/tex条干CV/%断裂强度CV/%断裂伸长率/%断裂伸长CV/% mm以上毛羽根数/(10m)-由上可知,在本次纺纱试验中表现*好的是油剂A4,即抗静电剂TF481质量分数为4%、其他表面活性剂和平滑剂的质量比为20:80的油剂,这与通过体积比电阻和摩擦因数评价油剂可纺性的结果相致。
4结论当抗静电剂TF-481质量分数为4%,其他表面活性剂(除抗静电剂外)与平滑剂质量比为20:80时,油剂的可纺性评价指标,如芳砜纶的体积比电阻、纤维与金属间的动摩擦因数、纤维与纤维之间的静摩擦因数和动摩擦因数之差(Aa)总体*优。
纺纱试验验证表明,经上述配方油剂处理的纤维,在实际纺纱过程中的表现和成纱性能也*优,与可纺性指标的测试结果致。