PLA/PBAT全牵伸纺丝成套设备开发与工艺探索

结合实际生产情况,分析探讨了生物基可降解PLA/PBAT共混聚合物一步法熔融纺丝及牵伸卷绕设备开发,初步摸索出适合的纺丝温度、纺丝速度、牵伸倍数等工艺参数,获取了PLA/PBAT长丝生产较佳的纺丝工艺,纺丝成品经测试对比得出PLA/PBAT长丝的综合性能较好,能满足织造生产要求。     

聚乳酸纺丝工艺的研究

课题以聚乳酸为原料,通过熔融纺丝制得了聚乳酸纤维,研究纺丝工艺（纺丝温度、纺丝速度、牵伸倍数）对聚乳酸长丝性能的影响,确定了较佳的纺丝工艺。干燥工艺：干燥温度90℃,干燥时间25h,含水率为0．0084％;最佳的纺丝工艺为：纺丝温度为200℃,纺丝速度为1100m／min,牵伸倍数为3倍。     

生产工艺对聚酰胺基皮芯型导电纤维性能的影响

采用复合纺丝的方法制备了一种聚酰胺基皮芯型导电纤维。从工业生产的角度,探讨了纺丝温度、碳黑母粒含量、牵伸倍数及定型温度等对聚酰胺基皮芯型导电纤维性能的影响,得出以下结论：纺丝温度通过影响两组份熔体的流动性能进而影响聚合物的可纺性及纤维的性能;随着碳黑母粒含量的增加,纤维的力学性能下降,导电性能增强;随着牵伸倍数的提高,纤维的尺寸稳定性下降,力学性能增强,碳黑导电网络却遭到破坏;提高定型温度有利于增强纤维的导电性能。     

聚酰胺基导电纤维生产工艺的探讨

在工业化生产实践的基础上,从原料干燥、纺丝温度、碳黑母粒含量、冷却条件、牵伸倍数、牵伸温度及定型温度等环节,对影响聚酰胺基导电纤维产品质量的主要因素进行了探讨,认为两组份纺丝温度的设定会影响到碳黑在纤维截面中的分布状态,进而影响到其可纺性及纤维性能。随着纤维中碳黑母粒比例的增加,纤维的导电性增加,纤维的力学性能及可纺性却随之下降;在提高牵伸倍数、建立纤维强度指标的同时,容易破坏导电母粒组份中的碳黑导电网络。     

熔融纺丝法制备PGA长丝的工艺与性能

为了纺制高品质聚乙醇酸(PGA)长丝，研究了熔融纺丝工艺路线中全流程纺丝工艺参数，包括泵供量、纺丝速度、热拉伸倍数对PGA长丝力学性能的影响，并结合直径、结晶度、取向度等数据确定了最佳的纺丝工艺。研究了PGA初生纤维和牵伸纤维的体外降解性能。试验结果表明:当泵供量为22 mL/min，纺丝速度为600 m/min，热拉伸倍数为5.0时，PGA长丝的断裂强度达到6.09 cN/dtex，断裂伸长率为24.26%;纤维的结晶度越高，相同降解时间内质量损失率越小。     

浅析纺丝温度和牵伸倍数对聚乳酸纤维性能的影响

文章通过对纺丝条件——牵伸倍数和纺丝温度做单因子试验,并对聚乳酸纤维的断裂强度、断裂伸长率、沸水收缩率、取向度、粘均分子量进行测试,研究了纺丝条件对聚乳酸性能的影响关系,并得出了最佳的纺丝条件。     

导电单丝生产工艺的探讨

从原料干燥、纺丝温度、碳黑母粒的含量、冷却条件、牵伸倍数、牵伸温度及定型温度等环节,对影响聚酰胺基导电单丝产品质量的关键因素进行了探讨,认为纺丝分纤技术与FDY工艺相结合的一步法工艺流程,使产品质量更容易得到控制;两组份纺丝温度的设定会影响到碳黑在纤维截面中的分布状态,进而影响到可纺性及纤维性能;随着纤维中碳黑母粒比例...     

熔体离心纺PBAT微纳米纤维的制备及其工艺参数

采用自主设计的熔体离心纺丝设备研究了聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的可纺性，并分析纺丝参数对PBAT纤维形貌和性能的影响。结果表明：挤出机温度为220℃、喷丝器温度为200℃、电机转速为4000 r/min、收集距离为18 cm时纤维形貌最佳；纺丝温度的提高可有效避免纤维卷曲以及纤维细化；随着纺丝温度的增加，聚合物熔体黏度下降，流动性变好，制备的纤维分布更加均匀，纤维结晶度得到提高，纤维膜的力学性能得到明显改善，其最大应力提高至15.3 MPa,最大应变为80%。     

低强度LVPET/COPET皮芯复合长丝的制备及性能研究

可手撕纺织品作为近年来新型纺织材料的研究热点之一,人们对其可撕裂性能和服用性能提出了更高的要求。文章分别以低黏度聚酯(LVPET)和水溶性聚酯(COPET)作为皮层和芯层,通过熔体复合纺丝工艺制备低强度皮芯复合FDY长丝。通过光学显微镜观察复合纤维的横截面皮芯结构形态,确定合适的原料组分配比,优化了纺丝温度、牵伸倍数、纺丝速度等工艺参数;进一步地,对所制备纤维的取向度及拉伸性能进行了测试分析。研究结果表明,LVPET与COPET螺杆挤出机各区温度分别为285℃/285℃/285℃/285℃/285℃和284℃/284℃/284℃/284℃/285℃,LVPET与COPET纺丝箱体温度分别为282℃和280℃,第二热辊温度为90～115℃、LVPET与COPET的质量比为50︰50、牵伸倍数为2.7、纺丝速度为3 000 m/min时,制得的171 dtex皮芯型复合长丝的可纺性及力学性能良好,满足可手撕纺织品对纤维强度的要求。     

PP/PA6中空橘瓣型复合超细纤维的制备及性能研究

随着锂离子电池的不断推广与应用,对电池隔膜提出了更薄、更密的要求,对其制备原料的纤维直径提出了更高的技术要求。然而,目前中国产的超细纤维难以满足单丝线密度≤0.5 dtex的要求。本文将聚丙烯(PP)和聚酰胺(PA6)进行双组分复合纺丝,通过在显微镜下观察纺流丝的横截面形态,确定纺丝组件及原料组分比例;在此基础上,通过优选工艺条件,确定纺丝温度、牵伸倍数、纺丝速度;同时对纤维的线密度、拉伸性能和取向度进行了测试分析研究。结果表明：当采用PP与PA6进行中空橘瓣型复合纺丝时,PP螺杆挤出机各区温度为225℃/225℃/230℃/230℃、PA6螺杆挤出机各区温度为270℃/270℃/275℃/275℃、PP纺丝副箱体温度为230℃、PA6纺丝副箱体为275℃、纺丝主箱体温度为270℃、PA6与PP的质量比为40︰60、纺丝速度为2 800 m/min、牵伸倍数为3.0时,纤维的可纺性、拉伸性能及取向良好。制备的中空橘瓣型复合超细纤维满足了锂离子电池隔膜用超细纤维直径的要求。     

一步法PET/CDP混纤牵伸丝的制备与性能

以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、阳离子染料可染改性聚酯（CDP）为原料,利用复合纺牵联合设备,一步法制备了PET/CDP混纤FDY（牵伸丝）;采用声速法、差示扫描量热法（DSC）等测试手段,对纤维的性能进行了研究。结果表明：在其它主要工艺条件不变的条件下,随着第一热盘（GR1）速度的提高,纤维的声速取向因子和声速模量下降,纤维的结晶度也下降;随着GR1速度的提高,纤维的断裂强度下降、断裂伸长上升,而沸水收缩率则略有上升;针对PET、CDP二种聚合物性能的不同,纺丝牵伸工艺条件的优化选择,应以满足CDP的条件为主,兼顾PET的特性。     

双通道环锭数码纺混色纱的结构及其性能

针对生产混色纱时纤维混合工序复杂,车间管理难度较大的现状,提出了双通道环锭数码纺的新方法,可实现纺纱和纤维混合的同步进行。研究了通过数字化牵伸调控纤维混纺比生产混色纱的成纱机制。设计了以10%为梯度的混色纺纱方案,制备了5 种纯色纱和90 种混色纱,运用 Photoshop 软件预先对混色纱的色彩效果进行了模拟仿真。对混色纱的结构、条干及拉伸力学性能进行测试分析。结果表明：利用双通道环锭数码细纱机通过调控色纤维混纺比可制备色彩变化的混色纱;由于牵伸、加捻方式的原因,2 种色纤维中随着其中任一种纤维所占比例的提高,混色纱的断裂强度呈现先增高后降低的趋势,2 种色纤维比例接近或相等时,混色纱的断裂强度高于纯色纱。     

聚乳酸非织造材料的后牵伸辅助熔喷成形工艺及其力学性能

为改善聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的力学性能,在PLA热力学性能实验分析的基础上,采用后牵伸辅助熔喷成形工艺一步法制备了高结晶度的PLA熔喷非织造材料,并对材料的外观形态、拉伸断裂性能和顶破性能进行分析。结果表明:PLA聚合物的玻璃化转变温度为60.69 ℃,熔点为162.6 ℃,可以很好地用于高牵伸倍率的后牵伸辅助熔喷成形;随着牵伸倍率从1.0增大到3.0,高取向纤维(取向角度≤20°)的数量占比从28%增大至100%,超细纤维(纤维直径≤3 μm)的数量占比从23%增大到67%;同时,材料的结晶度从1.22%增大到37.43%,纵向拉伸断裂强度增大到4.33 N/mm²,顶破强力增大到36.8 N,力学性能有所提升。     

静电纺再生丝素/明胶纳米纤维的结构与性能

 以质量分数为98%的甲酸为溶剂,将再生丝素与明胶以质量比70∶30进行共混静电纺丝。研究纺丝液质量分数及乙醇处理对纤维膜的结构及力学、溶解性能等的影响;测定不同纺丝液质量分数及不同厚度下纤维膜的孔隙率及孔径;在纤维膜上进行小鼠成纤维细胞(L929)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)培养实验。结果表明:随着纺丝液质量分数的提高或经乙醇处理后,丝素β化程度提高,纤维结晶度增大,溶失率减小,拉伸强度增大;随着纺丝液质量分数的提高,纤维膜的孔隙率减小,孔径增大,厚度增加时,纤维膜的孔隙率及孔径均减小;L929及HUVECs均能够在纳米纤维膜上黏附、生长和增殖。     

熔喷用共混弹性聚合物切片性能分析

研究共混弹性聚合物切片性能,探索其熔喷工艺加工性能。结果表明:适当提高剪切速率有利于纺丝的顺利进行;温度对共混弹性聚合物切片熔体的流动性影响显著;利用高速牵伸引导纤维结晶取向,提高熔喷非织造布的结晶度。     

紫外照射下聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/纳米复合膜的性能和纳米成分的迁移

为探究紫外光（ultraviolet,UV）照射对聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（poly (butyleneadipate-co-terephthalate),PBAT）的影响,本实验研究了PBAT/纳米ZnO和PBAT/纳米TiO2复合膜的性能及纳米成分在UV照射前后向3 g/100 mL乙酸溶液迁移的情况,并通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射表征并分析变化原因。结果表明,未经UV照射时,两种纳米颗粒的加入对复合膜阻隔性的影响较小,纳米ZnO使复合膜的拉伸强度下降22.88%～40.99%,断裂伸长率下降至纯PBAT的86.07%～90.98%,最大迁移量为11.82 mg/kg。纳米TiO2的加入对复合膜的拉伸强度影响较小,断裂伸长率下降至纯PBAT的73.48%～87.18%,未检测到其迁出（方法检出限为0.009 mg/kg）。随UV照射时间延长,复合膜的断裂伸长率和拉伸强度均逐渐降低,但相同照射时间下,PBAT/纳米ZnO力学性能的下降程度低于纯PBAT和PBAT/纳米TiO2。在UV照射2 d后,复合膜的透氧系数显著增大（P＜0.05）,透湿系数变化较小;纳米ZnO的最大迁移量为16.66 mg/kg,而仍未检测到纳米TiO2迁出;且复合膜酯键断裂,结晶度降低,表面变得粗糙,产生破裂的孔洞。综上,UV照射破坏了PBAT纳米复合膜的结构,使其性能降低,纳米ZnO可在一定程度上抑制复合膜力学性能的下降,但其迁移量会逐渐增加。     

阻尼牵伸纺纱技术及其对成纱质量的影响

从纺纱牵伸装置结构和牵伸机制方面,阐述了新型环锭纺阻尼牵伸系统提高成纱质量的原理及应用效果。分别采用传统环锭纺和阻尼牵伸纺技术纺制羊毛/羊绒混纺纱,并对成纱均匀度和强力指标进行测试,采用差异率进行对比分析。结果表明:阻尼牵伸系统可以显著改善成纱条干均匀度,降低粗节、细节、棉结、毛羽量等指标,其中粗节(+50%)数量降低41.0%,最为显著;成纱的强力、断裂伸长率和断裂功等力学指标有所提高,其中断裂伸长率提高23.1%,阻尼牵伸技术对提高毛纱的成纱质量具有良好的效果。     

纺丝条件对基于Lyocell工艺加工的竹浆纤维结构与性能的影响

以竹浆粕为原料,在不同的纺丝条件下采用Lyocell工艺制备了竹浆纤维。采用X射线衍射法、偏光显微镜以及强伸仪对不同纺丝条件下制得的纤维超分子结构以及力学性能进行测定。结果表明：纺丝条件是影响Lyocell工艺竹浆纤维结构与性能的重要因素。随着喷丝头拉伸比的提高,Lyocell工艺竹浆纤维的结晶度及取向增加,从而导致其初始模量和断裂强度相应增大,而线密度和断裂伸长率则相应下降。当喷丝头拉伸比固定不变时,随着纺丝速度的升高,Lyocell工艺竹浆纤维的晶区取向基本不变,非晶区取向及结晶度增加,断裂强度和初始模量增大,断裂伸长率减小。     

基于切断称重法的细纱机牵伸区内纤维变速点分布研究

为探究细纱机牵伸区内纤维的变速点分布,以纺制29.2、22.4、18.2 tex棉纱为例,采用CCZ-X三罗拉双区牵伸细纱机进行纺纱实验,采用等长切断称重法对牵伸区内须条的质量分布进行测试,以其质量变化分布表征变速点分布,得到质量变化折线图,对比分析纤维在牵伸区内变速集中的位置,从而探究牵伸区内纤维变速规律。结果表明:等长切断称重法可得到牵伸区内纤维变速点分布的位置;在此次牵伸区内纤维变速点分布实验中,须条中的纤维在距前罗拉钳口线20 mm处变速相对集中,且在一定范围内随着前区牵伸倍数的增大,纤维变速点的位置变得不稳定、分散,且远离前罗拉前钳口。     

红外隐身纤维的性能分析

通过熔融纺丝,制备了一种红外隐身纤维。对红外隐身纤维力学性能及其红外发射性能进行了研究。结果发现:随着拉伸倍数的提高,纤维的强度增加;随着粉体质量分数的增加,纤维的力学性能降低,聚合物组分的结晶度、熔融温度降低;金属粉体和纳米氧化锌粉体都有利于纤维红外发射率的降低,二者在复合使用时具有协同作用;隐身纤维的最低红外发射率可达0.60。