加工工艺参数
一、工艺参数
在变形过程中,热塑性纱线在高温下受到拉伸、弯曲和扭转应力。长丝大分子结构发生变化并产生变形效果。这些变化与加工工艺参数密切相关。众所周知,长丝在变形过程中结晶度提高,晶区和非晶区的取向度有所下降。
1.热箱温度
1)一级热箱
很显然,热定形必须有一个最佳温度,它取决于长丝的玻璃化转变温度、熔点及分子结构。该最佳温度可由原丝供应商提供或者是变形加工者通过试验获得。
Gupta等人[50-51]研究了变形过程中长丝的结构变化。他们发现,变形纱的结晶度大于喂入长丝的结晶度,并且随热箱温度的提高及加热时间的延长而提高。当长丝进行热定形时,会发生部分熔融和再结晶,使晶粒尺寸增加。研究还发现,当加热温度升高时,结晶取向、纱线强度和拉伸模量均下降。可见,分子取向对纱线拉伸性能的影响比结晶度更大。
高温使热塑性长丝软化,因此,纱线在假捻装置前、后的张力较小。要获得良好的卷曲效果,需要较高的定形温度。但是,如果变形纱需要具备较高的强力,热箱温度应较低。
2)二级热箱
二级热箱对纱线的热收缩有很大影响。在进入二级热箱之前,纱线的热收缩率很高。二级热箱的温度越高,纱线最终的热收缩越小。二级热箱的超喂率可以改变温度对定形效果的影响,即改变纱线在热箱中的张力。一般情况下,在保持纱线稳定的限度内,二级热箱的超喂率尽可能大。当二级热箱的超喂率较大时,热箱内纱线的张力较低,这可使热定形达到最大效果。
2.D/y比:摩擦盘表面速度与纱线速度之比
摩擦盘的表面速度与纱线速度之比通常表示为0/y比,对大多数现有变形加工系统,其值通常为1.4~3.0。D/y比越大,摩擦盘相对纱线的运动速度越快,传递给纱线的扭矩也越大。这导致纱线上所加的捻度越多,纱线和摩擦盘之间的滑移越多,使得变形张力和加捻越不稳定。
摩擦假捻器的特点是能在很大
3.加工速度
变形加工速度与纱线在加热器内的停留时间成反比。当加热器和冷却器长度固定时,通过改变加工速度来改变加热时间和冷却时间。一般说来,加热时间增加,表明长丝的热传递增加,因此变形效果增加。
4.拉伸比
拉伸比是喂入罗拉和中间罗拉的速度比,由这两个罗拉的速度比计算得到。拉伸比决定了纱线张力与最终纱线的拉伸性能、细度、收缩率。Cupta[54]等人研究了张力对变形纱结构的影响。研究发现,张力较低时,纱线结晶度较高,这是因为低张力条件下可形成较大、较完善的晶粒,晶区和非晶区的界限也较明显。变形加工中的张力可降低分子的解取向程度,因此变形加工区的张力越高,晶区取向越高。
许多研究者研究了工艺参数对变形纱结构与性能的影响。Gacen[55]等人研究了变形工艺对热定形后涤纶长丝微细结构的影响;Canbaz等人[56]研究了拉伸假捻变形加工中工艺参数对锦纶纱结构与力学性能的影响;Boubeaud[57]研究了细线密度PA丝的变形加工参数。