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汽车装饰面料用阻燃涤纶拉伸变形丝的加工工艺

城南二哥 阻燃面料 2022-07-26 12:35:29 164 0 防火布阻燃

摘要:探讨了不同假捻变形工艺路线下,阻燃涤纶假捻变形丝(DTY) 的各项物性指标的变化规律。结果表明:阻燃涤纶DTY 的拉伸强度、断裂伸长率、卷曲收缩率和卷曲稳定性均低于同规格的常规涤纶DTY;影响卷曲收缩率和卷曲稳定性的主要工艺参数是变形温度;改变工艺路线,采用S+Z 合股的工艺路线,可以大幅度提高阻燃纤维的拉伸强度、断裂伸长率、卷曲收缩率和卷曲稳定性,以适应不同风格的汽车装饰面料的要求。

由纺织品着火引起的火灾不断发生,造成了生命财产的重大损失。为此,世界各地先后制定了各种法规,对纺织品的阻燃性提出了要求[1]。我国对公共安全卫生也越来越重视,阻燃材料的运用也越来越广泛,尤其是永久性阻燃装饰面料的应用越来越普遍。不同用途、不同风格的面料对阻燃纤维的纤度、强力、伸长、卷曲弹性等物性指标的要求也不同。本试验着重讨论了拉伸变形丝(DTY) 加工工艺路线和工艺条件对汽车装饰面料用333 dtex/96 f阻燃涤纶DTY 的各项物性指标的影响。

01

试验

1.1 原料

本次试验采用环保型永久阻燃涤纶预取向丝(POY),纤度为267.6 dtex,断裂强度2.05 cN/dtex,断裂伸长率132.47 %。

1.2 主要生产设备及测试仪器

FK6HY-1000V 型加弹机,YG086 型缕纱测长机,YG023B-Ⅱ型全自动单纱强力机,YG368 型全自动长丝卷缩率测试仪,恒温水箱。

1.3 加弹工艺流程

在FK6HY-1000V 型加弹机上生产333 dtex/96 f阻燃涤纶DTY 这一品种,探讨了在不同假捻变形工艺路线、不同工艺条件下,阻燃涤纶DTY 的各项物性指标的变化规律。

1.4 测试条件 

为了使试验结果具有可比性,每次试验依次只调整一个工艺参数,并在保证其他工艺参数不变的情况下进行。各测试数据均在同等条件下经仪器测试获得。

02

结果与讨论

2.1 工艺路线1

2.1.1 生产速度

由表1 可知:随着生产速度的提高,阻燃涤纶DTY 的拉伸强度、断裂伸长率下降,卷曲收缩率和卷曲稳定性下降,沸水收缩率上升。这是由于随着生产速度的提高,纤维在热箱中的停留时间缩短,受热传导减弱,分子链的活化能减少,塑性变形量减小,结晶速度下降。同时,由于生产速度提高,假捻器上下张力变大,拉伸变大,当生产速度达到一定程度,由于张力过大使单纤维断裂,产生毛丝,因此拉伸强度、断裂伸长率反而有所下降。生产速度应选择在一个合理的范围内,试验结果在550~650 m/min 之间比较理想。

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2.1.2 拉伸倍数

由表2 可知:随着拉伸倍数的提高,阻燃涤纶DTY 的拉伸强度先上升而后下降,断裂伸长率下降,卷曲收缩率、卷曲稳定性略有上升,沸水收缩率略有下降。这是由于随着拉伸倍数的提高,假捻器上下张力变大,当达到一定程度时,造成部分单丝断裂而产生毛丝,从而引起拉伸强度、断裂伸长率均有所下降。同时,由于拉伸倍数提高,分子链取向度增大,捻度传递更充分,塑性变形量加大,结晶度提高。

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2.1.3 D/Y 比

由表3 可知:随着D/Y 比加大,阻燃DTY 的拉伸强度、卷曲收缩率、卷曲稳定性变化不大,断裂伸长率有所上升,沸水收缩率下降。这是由于随着D/Y 比提高,对丝线施加的捻度加大,假捻器上张力变大,下张力变小,不易产生单丝断裂;丝线在热箱中的塑性变形量加大,结晶度提高。

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2.1.4 热箱温度 

2.1.4.1 第一热箱温度 T1 

由表 4 可知:随着 T1 升高,阻燃涤纶 DTY 的拉伸强度、断裂伸长率略上升,卷曲收缩率上升, 卷曲稳定性明显上升,沸水收缩率下降。这是由于随着 T1 的升高,纤维受热更充分,高分子链的活动性加强,而内应力减小,纤维塑性增加,受到加捻力后更易变形,变形也更加充分。

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2.1.4.2 第二热箱温度 T2 

由表 5 可知:在第二热箱加热开关关闭,T2 为常温和150 ℃的情况下,阻燃涤纶 DTY 的断裂伸长率下降,拉伸强度、卷曲收缩率、卷曲稳定性、沸水收缩率变化不大,说明 T2 的提高对纤维的结晶度提高程度有限,因此对阻燃涤纶 DTY 物性指标略有影响,但影响的幅度不大。

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在工艺路线 1 下选择出的最佳工艺条件见表 6。

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2.2 工艺路线 2

选择工艺路线 1 下得到的最佳工艺条件 (见表 6),采用工艺路线 1 和工艺路线 2 生产得到的阻燃 涤纶 DTY 和常规涤纶 DTY 的物性指标见表 7。

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由表 7 可知:

①相同工艺路线下,阻燃涤纶 DTY 的拉伸强度、卷曲收缩率、卷曲稳定性均低于常规涤纶 POY 制成的 DTY,而沸水收缩率则略高一些;

②工艺路线 2 制得的阻燃涤纶 DTY 的物性指标优于工艺路线 1,基本达到了工艺路线 1 条件下的常规涤纶 DTY 的水平。工艺路线 2 由于是 S 向与 Z 向合股,因此纱线没有残留扭矩存在,这对改善汽车装饰面料的蓬松性、回弹性以及织造性能显得十分有利。 

由上述各试验结果可看出:对阻燃涤纶 DTY 各项物性指标,尤其是卷曲收缩率影响较大的参数主要是 T1,其它各参数的影响较小。与同样规格的常规品种、在同样工艺路线和工艺条件下进行比较,阻燃涤纶 DTY 的卷曲收缩率要低得多,这主要是由于阻燃涤纶分子中有阻燃剂参与了共聚,形成了支链结构,使其结晶度下降,纤维结构疏松 [2],纤维的卷曲收缩率和卷曲稳定性降低,从而影响汽车装饰面料的蓬松度和弹性。为满足汽车装饰面料要求,应提高阻燃涤纶 DTY 的卷曲收缩率和卷曲稳定性,故我们采用阻燃工艺路线 2。

03

结语

在相同的 DTY 加工工艺条件下,由于阻燃纤维中添加了阻燃剂,使得聚合物的相对分子质量下降,在一定程度上破坏了高分子聚合物原有的大分子结构,生产的阻燃涤纶 DTY 的物性指标与常规涤纶 DTY 有明显不同,拉伸强度偏低,卷曲收缩率和稳定性明显偏低;而影响卷曲收缩率和稳定性的主要参数是变形温度 (第一热箱温度),变形温度越高,卷曲收缩率和稳定性也越高。因此,选择工艺路线 2,制得的阻燃涤纶 DTY 的卷曲收缩率和稳定性得到跨越性的改善。但是选择工艺路线 2 会降低产量,增加生产成本,因此应根据后道用户对 产品的质量要求及经济效益综合平衡,来选择不同的加弹工艺路线。



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