扁平形聚酯纤维形态与特性的研究.pdf

纺织学报第二十三卷第五期3 6 9 ·【3 3 】 扁平形聚酯纤维形态与特性的研究 管新海 苏州大学材料工程学院苏州，2 1 5 0 2 1 ) 摘 要：研究扁平形聚酯纤维的形态、当量扁平度和柔量断裂比功等特性之间的联系以及它们对扁平彤聚酯纤维抗弯刚宦 弯曲回弹性、柔韧性的影响。 关麓词：婕酯纤维扁平截面嘭当量扁平度特性州究 中田法分类号：I s1 0 25 2 2文献标识码：A 扁平形聚酯纤维是通过成形加工巾改变纤 维材料截面形态的方式，使其纤维具有仿麻、 藤、竹外观等麻类纤维自然属性的特点以及麻 类天然纤维所不具备的特殊光泽和闪光性等功 能，通过观察扁平形聚酯纤维截面形态和测定 其当量扁平度、柔量、断裂比功等特性，探讨扁 平形聚酯纤维形态和特性之问的内在联系以| 乏 影响因素。通过试验进一步改善和提高扁平形 聚酯纤维的品质和特性，使其具有更好的柔韧 性、抗弯刚度和弯曲回弹性等天然纤维的自然 属性和特征。 l 实验 ll 实验材料 扁平形聚酯纤维是将聚酯熔体通过扁平形 喷丝孔挤出、拉伸成形加丁而成的，其纤维的规 格分别为5 6 d t e x 1 2 f 和8 5 d t e x 1 2 f 。 l2 实验方法 图1 5 6d t r x 1 2 f 扁平彤 卷绕丝截面形态 围28 5d I e x 7 1 2 f 扁平彤 巷绕钟截移态 圈35 6d f c x 】2 f 扁平丝截面形态圉48 5dr r x J 2 f 扁平甜戴同形态 l21 纤维的形态用哈氏切片器和X P A I 型 透反射两用光学显微镜观察并拍摄扁平形聚酯纤维 的形态结构 1 22当量扁平度的测定用x P B I I 型偏光显 微镜观测扁平形聚酯纤维横截面形态的当量宽长比 的值，并用下式计算丝条的当量扁平度- “。 当量扁平度( ) = ( 1 D R ) ×1 0 0式中：D K 为扁平丝的当量宽长比 1 2 3 纤维特性的测定用Y G 0 0 3 纤维强伸仪测 定扁平形聚酯纤维的柔量、断裂比功和强伸因子等 特性。 2 结果与讨论 2l 扁平丝的截面形态 扁平形聚酯纤维是将聚酯熔体通过一定比例尺 寸的扁平形状喷丝孔模口f 2 挤出成形、经牵伸加工 而成，其纤维的截面形态如图1 图4 所示。 由图1 、2 可知，扁平形聚酯卷绕丝的截面形态 基本上呈“一字矩形”截面形状”J ，扁平形卷绕丝单 丝之间截面形状的均匀性较好，没有明显的差异。 但从图l 与图2 不同规格扁平形卷绕丝的比较发 现，单丝纤度细的扁平形卷绕丝截面形态和当量扁 平度要比单丝纤度粗的丝条截面形态和当量扁平度 小，这是因为丝条的截面形状和当量扁平度除了与 喷丝孔模门形状和尺寸有关外，还取决于挤出成形 加工条件，即与影响熔体表面张力所引起的表面曲 率的平均化以及与之相抗衡的熔体粘度抵抗力的平 衡值因素有关。丝条的单丝纤维越粗，熔体细流冷 却固化所需带走的热量就越多，因此，必须适当降低 熔体温度和强化冷却效果，缩短冷却长度，以致单丝 纤度较粗的扁平形聚酯纤维的当量扁平度及其扁平 度保持率比单丝纤度细的扁平丝大。 从图1 、2 和图3 、4 看出，扁平形聚酯卷绕丝经 牵伸后，纤维的截面当量扁平度稍有下降，但纤维截 面的形态则没有发生明显改变，仍维持较高的截面 形态保持率。这说明影响扁平形聚酯纤维截面形态 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 】3 7 02 0 0 2 年1 0 月 及其保持率的重要因素足喷丝孔模【j 形状、尺寸和 挤出成形以及冷却固化的条件，而不是后拉伸效应 的作用 22 扁平丝的当量扁平度 实验表明，扁平形聚酯纤维的几何截面形态主 要与纤维线密度、喷丝7 L 模【J 形状和尺寸以及成形 加【条件密切有关。见表l 、表2 表1 4 、M 睁甜纤度扁平鲐的当量扁平度及且不匀宰 裹2 不同成形加工条什时扁平丝截面的当量扁平度 纤维规格熔发霉度侧f 譬蜡度侧鼍晕产度9 号赛于度 磊百万历1 西F 一一m t _ _ 等 ，_ 音 04 52 77 01 2 从表1 可知，小同单丝纤度的扁平形聚酯纤维， 其截面形态当量扁平度亦不相同。单丝纤度细的扁 平形卷绕丝和牵伸丝的当量扁平度均比单丝纤度粗 的扁平丝的当营扁平度小，这是因为扁平形聚酯纤维 的单丝纤度越粗，丝条冷却固化所需带走的热量就越 多，要维持相对恒定的冷却长度或固化点位置，必须 适当降低熔体温度和增加冷却速率，提高冷却效果， 使丝条截面形状与喷丝孔形状相近，提高纤维截面形 状的保持率”，从表1 还看出，相同规格纤维的扁平 形聚酯纤维，其卷绕丝经牵伸后，牵伸丝的当量扁平 度比卷绕丝的当量扁平度稍有下降+ 上述两种规格的 扁平丝截面形态保持率大约在9 7 1 和9 66 左 右，仍具有较高的当量扁平度及其保持率。试验中还 观察到，扁平丝截面当量扁平度的大小对扁平丝的不 匀率影响较大，链条的当量扁平度越大，纤维的不匀 率亦随之增大，园此，适当降低丝条的当量扁平度，有 利于提高丝条截面形态的均匀性。 从表2 看出，扁平形聚酯纤维截面形态的当量 扁平度对温度和冷却环境条件的变化很敏感，有强 烈的依赖性。随着纺丝熔体温度的提高扁平形纤 维截面有向恢复丝条圆形截面的趋势转化，而导致 扁平形聚酯纤维截面当量扁平度的下降。另外，从 裹3 不同截面形态聚酯纤维材料的特性参数 丧2 还看出，侧吹风速度的提高，能明显地强化冷却 效果，使丝条的冷却长度缩短，从而提高扁平彤聚酯 纤维截面的当量扁平度， 23 扁平形聚酯纤维的特性 由于扁平形聚酯纤维具有特殊的儿何截面形态， 从而使它具备r 普通聚酯纤维所不具备的离仿真纤 维特性以及天然纤维的某些自然属性、见表3 。 由表3 口J 知，单丝纤度规格相同时，扁平形聚酯 纤维的断裂比功和强伸冈子都比圆形聚酯纤维的断 裂比功和强伸因子小，而纤维的比表面积和柔量都 比圆形丝大。这是因为纤维儿何截面形念的变化可 引起纤维内分子结构发生改变，以致在扁平丝的成 形加工中，导致扁平形聚酯纤维内大分子沿纤维轴 向排列的规整性较圆形丝差，其取向因子比圆形丝 小，从而使扁平形聚酯纤维具有较大的柔软性、覆盖 性和闪光性。 从表3 还看出，不同单丝纤度的扁平形聚酯纤 维，其特。陀参数亦小相同。单丝纤度粗的扁平丝的 当最扁平度、柔最、断裂比功和强伸因子均比单丝纤 度细的扁平丝的特。陀参数大，从而使单丝纤度粗的 扁平丝比单丝纤度细的扁平丝具有更好的表面覆盖 性、柔韧性和光折射陛。 3 结论 1 扁平形聚酯纤维的儿何截面形惫主要取决 于喷丝孔模口形状、尺寸以及成形加工条件，试验表 明，适当降低熔体温度和强化冷却效果，可获得较好 的“一字矩形”截面形态及其保持率。 2 扁平形聚酯纤维线密度不同其纤维截面的 当量扁平度亦不相同，单丝纤度粗的扁平丝的截面 当量扁平度比单丝纤度细的当量扁平度大；适当降 低扁平缝的当量扁平度，有利于提高扁平丝截面形 态的均匀性。 3 扁平丝的特性与纤维几何截面形态及其当量 扁平度有关，扁平丝的当量扁平度越大，其纤维的柔 量、断裂比功和强伸因子就越大，扁平形聚酯纤维的 表面覆盖性、柔韧性、弯曲回弹性和闪光性亦越好。 参考文献 l 李允成等涤纶长丝生产北京：巾国纺织出版 社，1 9 9 8 ：5 0 6 5 1 0 2 高雨声等化纤设备北京：纺织工业出皈社 1 9 8 9 ：1 2 5 1 3 2 3 纤维学会编图说纤维形态日本：朝仓书 店，】9 8 2 ：6 3 6 9 4 董纪震等台成纤维牛产工艺学( 中册) 北泉： 纺织工业出版社，1 9 8 l ：1 5 9 1 6 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark