隨著人們對丙綸的深入研究,丙綸的應(yīng)用領(lǐng)域已向工業(yè)用擴展。近年,國際上出現(xiàn)了有捻丙綸高強絲,其強力可達(dá)7.0~7.9cN/dtex,它的用途廣泛:過濾布、土工布、吊帶、傳送帶等。
一、熔融指數(shù)的影響
原料的熔融指數(shù)在一定程度上表示了原料分子量的高低,在相同的工藝條件下,纖維中分子量增加, 分子糾纏度大, 則拉伸纖維的強度隨分子量的增加而增加分子量低時,則分子鏈間容易產(chǎn)生滑脫, 表現(xiàn)在纖維強度降低。在丙綸高強絲紡制過程中,使用了幾種不同的熔融指數(shù)的原料,見表 1 。
表1 聚丙烯切片的分子量及熔融指數(shù)
在試紡過程中發(fā)現(xiàn),在完全相同盼工藝條件下,原料的熔融指數(shù)不同,其成品絲的強度不同,并呈一定的規(guī)律性(見表 2)。
表2不同熔融指數(shù)丙綸高強絲的強度
實驗表明,在相同紡絲溫度、相同拉伸倍數(shù)及其工藝參數(shù)也完全相同的條件下,聚丙烯切片的熔融指數(shù)越低,丙綸高強絲的強度越高。
二、拉伸倍數(shù)的影響
初生纖維的拉伸過程是破壞初生纖維的原有結(jié)構(gòu)形態(tài),生成新的序態(tài)結(jié)構(gòu),在拉伸應(yīng)力和熱效應(yīng)的作用下,使大分子鏈段的活動性增加,各種結(jié)構(gòu)單元滑著纖維軸向取向聚集,重新排列、增加新結(jié)合點,使纖維的更多分子鏈處于最佳的應(yīng)力承受狀態(tài),并產(chǎn)生三維結(jié)構(gòu)的規(guī)整性(即結(jié)晶);纖維密度隨拉伸倍數(shù)的增加而增加。
表3 拉伸倍數(shù)對丙綸高強絲強度的影響
由表3可見,隨著拉伸倍數(shù)的增加,纖維的強度增加,且拉伸倍數(shù)對纖維的強度貢獻(xiàn)較大。
三、拉伸速度的影響
在一步法丙綸高強絲的紡絲漉水線中其拉伸速度約等于紡絲速度。纖維的取向度和結(jié)晶度除了受拉伸倍數(shù)的影響外,還受到拉伸速度的影響。
丙綸初生纖維在拉伸過程中,要完成兩個變化,一是要將自然的結(jié)晶度完全破壞,二是要使大分子重新排列和重新結(jié)晶。由于聚丙烯分子鏈較長,如拉伸速度較高,則拉伸形變的發(fā)展跟不上拉伸應(yīng)力的變化,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,大分子沒有足夠的時間進(jìn)行取向和結(jié)晶,表現(xiàn)出纖維的強度下降。
表4 紡絲速度對纖維強度的影響
由表4可以看出:不同的拉伸速度,即不同的紡絲速度,其纖維強度不同,纖維強度隨拉伸速度的增加而減小。
練上所述,影響丙綸高強絲強度的主要因素是原料的熔融指數(shù)、拉伸倍數(shù)及拉伸速度。其中,拉伸倍數(shù)對丙綸高強絲的強度貢獻(xiàn)最大 。
因此,若提高丙綸高強絲的強度??刹捎枚喾N途徑,在一定的紡絲溫度下,原料的熔融指數(shù)較低時, 在拉伸倍數(shù)較低的條件下便可達(dá)到較高的強度,若原料的熔融指數(shù)較高,則需較大的拉伸倍數(shù)才能達(dá)到一定的強度。若對同一種原料,可通過調(diào)整拉伸倍數(shù),紡絲速度、紡絲溫度、鋼吹風(fēng)溫度及風(fēng)速等 , 使成品達(dá)到所需求的強度。通過工藝參數(shù)的合理配合,即可以生產(chǎn)出強度高、質(zhì)量好的丙綸高強絲 。
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