纺织学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 16-20.doi: 10.13475/j.fzxb.20181106905

• 纤维材料 • 上一篇    下一篇

纺丝工艺对并列复合聚酯纤维性能的影响

李明明1, 陈烨1(), 李夏1, 王华平1,2   

  1. 1.东华大学 材料科学与工程学院, 上海 201620
    2.东华大学 研究院, 上海 201620
  • 收稿日期:2018-11-26 修回日期:2019-05-13 出版日期:2019-12-15 发布日期:2019-12-18
  • 通讯作者: 陈烨
  • 作者简介:李明明(1993—),男,硕士生。主要研究方向为并列复合聚酯纤维及其保形性能。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2017YFB0309200)

Influence of spinning process on property of parallel composite polyester fiber

LI Mingming1, CHEN Ye1(), LI Xia1, WANG Huaping1,2   

  1. 1. College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China
    2. Research Institute, Donghua University, Shanghai 201620, China
  • Received:2018-11-26 Revised:2019-05-13 Online:2019-12-15 Published:2019-12-18
  • Contact: CHEN Ye

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摘要：

为对比不同纺丝工艺下牵伸和热处理方式等对并列复合纤维性能的影响,以常规聚酯(PET)和瓶级PET为原料,采用将预取向丝(POY)经过牵伸加捻(DT)制备POY-DT和一步法制备全拉伸丝(FDY)2种工艺纺制并列复合纤维,并对纤维卷曲性能、尺寸稳定性和不同热处理方式下的力学性能差异进行比较。结果表明:FDY的整体卷曲性能较POY-DT优异,且FDY的声速取向因子为0.87,明显优于POY-DT的0.43,二者结晶度均在30%左右;FDY经沸水处理后,即时沸水收缩率为8.3%,明显低于POY-DT的12.9%,但随着时间的延长,FDY收缩仍会继续发生,而POY-DT经沸水处理后,可得到尺寸相对稳定的纤维长丝;不同的热处理方式对纤维力学性能影响不同,POY-DT适合干热处理,FDY适合湿热处理。

关键词: 聚酯, 并列复合纤维, 全拉伸丝, 预取向丝-牵伸加捻, 卷曲性能, 纺丝工艺

Abstract:

In order to compare the influences of drawing and heat treatment processes on the properties of parallel composite fibers by different spinning processes, conventional polyester (PET) and bottle-grade PET were used as raw materials. Parallel composite fibers were prepared by two processes, including subjecting pre-oriented yarn (POY) to drawing and twisting (DT) to obtain POY-DT, and preparing full-stretching yarn (FDY) by a one-step process. The fiber crimping property, dimensional stability and the differences in mechanical properties under different heat treatment methods were compared. The results show that the overall crimping performance of FDY is better than that of POY-DT, and the sound velocity orientation factor of FDY is 0.87, obviously better than 0.43 of POY-DT, and the crystallinity is about 30%. The boiling water shrinkage ratio of FDY after boiling water treatment is 8.3%, significantly lower than 12.9% of POY-DT, but the shrinkage of FDY will further occur along with time, while relatively stable-dimension fiber filaments can be obtained from POY-DT after boiling water treatment. The influences of different heat treatment on the mechanical properties of the fiber are different, dry heat treatment is suitable for POY-DT, and wet heat treatment is suitable for FDY.

Key words: polyester, parallel composite fiber, fully drawn yarn, pre-oriented yarn-drawing and twisting, crimping property, spinning process

中图分类号: 

  • TQ342.22

表1

样品原料性能"

原料名称 [η]/(dL·g-1) Tg/℃ Tc/℃ Tm/℃
常规PET 0.67 83.8 189.2 242.1
瓶级PET 0.87 81.1 152.1 228.8

图1

“8”字型喷丝孔的参数示意图"

表2

初生POY纤维纺丝工艺参数"

原料
名称		 纺丝温度 箱温 联苯气
相温度		 联苯液
相温度		 冷凝
温度
一区 二区 三区 四区
常规PET 290 295 295 290 294 295 297 293
瓶级PET 291 299 300 303

表3

FDY纺丝工艺"

原料
名称		 纺丝温度 箱温 联苯气
相温度		 联苯液
相温度		 冷凝
温度
一区 二区 三区 四区
常规PET 281 295 293 295 296 297 301 296
瓶级PET 284 294 293 298

表4

FDY牵伸工艺"

辊1转速/
(m·min-1)		 辊2转速/
(m·min-1)		 辊1温
度/℃		 辊2温
度/℃		 卷绕辊速度/
(m·min-1)		 线密度/
dtex		 卷绕张力/
(cN·dtex-1)
1 800 3 430 100 140 3 250 170 5.4

图2

2种并列复合纤维的卷曲结构"

表5

2种纤维样品经热处理后卷曲性能"

纤维名称 卷曲率 卷曲弹性率 卷曲回复率
POY-DT 86.9 22.5 20.6
FDY 91.5 29.1 28.2

表6

2种纤维的即时收缩率与长期收缩率差值"

纤维名称 12 h 24 h 72 h 168 h
POY-DT 0.1 0.3 -0.4 -0.5
FDY 0.0 0.7 1.8 2.0

表7

未经热处理、经过干湿热处理后的2种纤维力学性能"

处理方式 POY-DT FDY
断裂强度/
(cN·dtex-1)		 断裂伸
长率/%		 断裂强度/
(cN·dtex-1)		 断裂伸
长率/%
未处理 2.53 19.11 2.96 11.13
干热处理 2.39 25.62 2.48 13.10
湿热处理 2.15 35.19 2.65 15.97
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