芳砜纶阻燃纱线设计

芳砜纶阻燃纱线设计

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芳砜纶阻燃纱线设计朱月群杨建平，,殷庆永郁崇文，(. 1东华大学纺织学院，上海 2 1 2 2上海纺织控股集团， 0 60;.上海 2 0 3 ) 0 3 6

摘

要：芳砜纶纤维分别与高强涤纶纤维、将阻燃粘胶纤维按照不同比例混纺，测试混纺纱的强伸性能、外观质量和

阻燃性。结果表明：芳砜纶/高强涤纶混纺纱中芳砜纶强力的临界混纺比为 9 .。随着高强涤纶比例的增加，纺纱 23混的断裂强力增加，裂伸长率降低，干不匀率及毛羽指数减少，燃性能下降且出现熔融现象。芳砜纶/燃粘胶混纺断条阻阻

纱中阻燃粘胶强力的临界混纺比为 7. 。随着阻燃粘胶比例的增加， 38混纺纱的断裂强力及断裂伸长率降低，干和毛条羽有所改善，燃性能下降。阻 关键词：砜纶；燃纱线；纺；强涤纶；芳阻混高阻燃粘胶；阻燃性

中图分类号： 1 4 7 TS 0 .

文献标识码： B

文章编号：6 3 0 5 (0 8 0 -0 2 -0 17 - 3 6 2 0 ) 6 0 7 4

芳砜纶是我国具有自主知识产权的高性能纤维，有优异具的耐热性、热稳定性、热氧化性能等，抗但芳砜纶纤维较高的体积比电阻和初始模量、较低的摩擦系数和卷曲稳定性，纤维的对纺纱、造、色等加工不利。在纺纱过程中的主要问题表现织染为：维问的抱合力较小、纱困难、纱强力比较低，纱毛羽纤成成成

12仪器及实验条件 .纱线性能测试均在恒温恒湿实验室进行，度 (0 2温 2± )℃,湿度 6±3。 5

Y 0 1 10 G 6— 5 0电子单纱强力仪：距 5 0 nl,度 50隔 0 ll速 T 0mm/ n测试次数 5。 mi, 0次

尤为突出，长毛羽多，从而影响成纱质量口。将芳砜纶纤维分别

Y 3 G条干均匀度仪： G15实验速度 10m/ n测试时间 4 0 mi,m l。 n

与高强涤纶纤维、阻燃粘胶纤维以不同比例进行混纺和试织，并对其性能进行测试和对比，以期改进芳砜纶纱线的性能。

Y 7 G12型纱线毛羽测试仪：走纱速度 3 mi, 0m/ n片段长度 1测试次数 l。 0m, O次

1实验 1 1试样 .

2结果与分

析2 1双组分混纺纱强伸性能分析 .

采用上海特安纶纤维有限公司的芳砜纶纤维、岛中泰新青型材料有限公司的高强涤纶纤维和山东海龙股份有限公司的阻燃粘胶纤维。几种纤维主要性能如表 1。表 1原料主要性能

具有不同拉伸性能的纤维混纺时，成纱强力与混纺比有其特定的关系。假设双组分纤维 A、 B混纺时，纤维纯纺纱的断 A裂强力为 S,裂伸长为 E混纺纱中的含量 (混纺比 )“; A断 A,即为

B纤维纯纺纱的断裂强力为 S, e断裂伸长为 e混纺纱中的含 e,

量(即混纺比) b b= 1 )S e为拉伸曲线上 B组分受拉伸为 (一“。伸长到 e A时对混纺纱所贡献的强力值。两者的拉伸曲线 ( s 2力应变曲线 ):

从表 1可见，高强涤纶纤维具有很高的断裂强度，是芳砜纶纤维的 1 6。高强涤纶纤维的加入能够提高纱线的断裂强 . 7倍力，但是它不具有阻燃性，在高温下有融滴现象，此混纺时且因含量不宜过高。

阻燃粘胶纤维具有优异的吸湿透气性、良好的可加工性和染色性，作为一种舒适的非热塑性阻燃纤维，已成为羊毛和耐高S

温纤维的理想混纺组分 c。将阻燃粘胶纤维与芳砜纶纤维混 2]

纺，能够大大改善纤维的可纺性，提高织物的吸湿透气性和染色性能。￡A ￡B

收稿日期：0 81—2 2 0—02

图 l芳砜纶和高强涤纶纯纺纱强伸性能曲线

作者简介：月群 ( 9 2)女，朱 1 8~,河南开封人，士研究生，硕从事纺织工艺及当两个组分的纤维混纺成纱后，在混纺纱承受外力被拉伸阻燃产t研究。的 时，混纺纱伸长逐渐增加，当达到伸长率较小组分 A的极限 (断 *通讯联系人：杨建平， E—ma1jyn. h .d .n i p a8:@d u eu o

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1一￡+0 c e一， (≥b ^ D×( ) 6 c e - B ) l L一

f

’

由此可见，在双组分纤维混纺时，只要知道每~组分的拉伸曲线，就可以从理论上算出其混纺纱的伸长理论值。2 2混纺纱强伸性能验证 .

为了改善芳砜纶纤维的可纺性及成纱性能，分别采用芳砜纶与高强涤纶、芳砜纶与

阻燃粘胶按照一定比例进行混纺，并测试混纺纱的强伸性能及其织物的阻燃性。混纺纱细度设定为

4 e, 8tx捻系数为 4 0 0。设计芳砜纶/高强涤纶混纺比为：0/, 10 09/ o 8/0 7/ 0 6/ 0芳砜纶/ o l,0 2,0 3,0 4;阻燃粘胶混纺比为：O/, lO O图 2芳砜纶和阻燃粘胶纯纺纱强伸性能曲线

8/ 0 6/ 04/ 0 2/ 0 0 1 0 0 2,0 4,0 6,o 8,/0。

裂)伸长￡, A时混纺纱的强力为： a+b S= S S e。若拉伸继续

由高强涤纶、芳砜纶纯纺纱的拉伸曲线可知：s A= 1 4, 5 7S B= 7 5 SB: 6 6￡ 8, 5,A一 6 . 8, 444C B一 8 . 1由阻燃粘胶、 00;芳砜纶纯纺纱的拉伸曲线可知：A= 5 1S S 0,B= 7 5 SB= 6 7 C 8, 0, A一

进行， A组分全部断裂，时剩余的 B组分能承受的最大张则这力为： 2一 b e混纺纱的断裂强力总是 S、。的最大值，: 8 S。 S中即S— ma{ 1 S}。 x8,2

5 .8, -8 . 1 838妇 0 0。根据公式 ( ) 1可计算出芳砜纶/高强涤纶

图 3图 4中的折线 A B即为双组分纤维混纺纱随混纺比、 C变化的理论强力曲线。而 C点为双组分纤维混纺时，纺纱强混力达到最小时的临界点，对应的混纺比为临界混纺比，时，其此

混纺纱中芳砜纶断裂强力的临界混纺比为 9 .; 2 3芳砜纶与阻燃粘胶混纺纱中芳砜纶断裂强力的临界混纺比为 7 .。由 38 公式 () 2可分别计算出不同混纺比下各混纺纱的断裂强力和断

有 S 1= s,即 .S 2亦“ A+ B= b B, S则临界混纺比为：b c= S A () 1

裂伸长率的理论值。将实测值与理论值进行对比，变化趋势其如图 5 8示。~所

≮

2 O

30

4 0

1 o% 0

B

0

高强涤纶混纺比/ %

图 3芳砜纶/高强涤纶混纺纱理论强力曲线

图 5芳砜纶/强涤纶混纺纱断裂强力一纺比曲线高混Z

联落

%0 2 0 40 6 0 8 0 1 00

图 4芳砜纶/燃粘胶混纺纱理论强力曲线阻

阻燃粘胶混纺比/ %

上述有关断裂过程的分析同样适用于混纺纱断

裂伸长的情

图 6芳砜纶/燃粘胶混纺纱断裂强力一纺比曲线阻混

况。可得出双组分纤维混纺时，}其昆纺纱的断裂伸长率的理论表达式如下：

从图 5~8可以看出，强力和伸长的理论值与实测值均具有

相同的变化趋势，但实测值略高于理论值。芳砜纶/高强涤纶混

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棉结数量最多， 3mm以上毛羽指数最大。高强涤纶可纺性优于芳砜纶，但其吸湿性差，纺纱过程中易产生静电，而导致毛羽从的产生，因此它的加入只能一定程度的改善混纺纱的外观质量。表 3芳砜纶/燃粘胶混纺纱外观特 -阻眭籽比例/% cv f/ C￣% V*￣/ 1 1个… m一

袤"塔竹1 6

1 51 4

结 3m.-/ 1 _ mD￣￣ l-个 m_。 om l T 4 6

,…8 . 852 . 4 5 0l. 2 5 5

1 31 2

7 O5 O4 6

2 92 61 1

2 73 0 4 0

3 2

1 . 2 1 7

高强涤纶混纺比/ %

l 6 2 3

2 91 1

1. 069 7 . 4

图 7芳砜纶/ 高强涤纶混纺纱断裂伸长率一混纺比曲线芝 2 01 9

由表 3可以看出，芳砜纶与阻燃粘胶混纺时，随着阻燃粘胶

混纺比的增加，混纺纱的条干均匀度得到改善，、粗细节，结减棉少。同时 3mm以上毛羽指数明显减少， 特别是当阻燃粘胶比例为 2时， O混纺纱的毛羽指数降低十分显著，为芳砜纶纯仅纺纱的 2。这是因为阻燃粘胶具有很好的可纺性， 8吸湿性较。 们 .胁暑

晕 1 8塔仃16 1514

高，抱合性好，不易产生静电，与芳砜纶混纺能够大大提高纱线的外观质量。

13

12

2 4混纺纱的阻燃性能 .&乱 L

11 10

为了比较不同组分、不同比例混纺纱的阻燃性能，根据实际生O 0 0 0

叽勰B0 BO 1 00

产中对强力和阻燃性的要求，芳砜纶纯纺纱、砜纶/强涤纶 选择芳高

0

阻燃粘胶混纺比/ %

8/0芳砜纶/ 02、阻燃粘胶 8/ 0芳砜纶/ 02、阻燃粘胶 6/0几种阻燃 04O5

0

O

鸲图 8芳砜纶/

阻燃粘胶混纺纱m裂伸长率一 曲线断混纺比纺纱中，高强涤纶对纱线强力改善明显。当高强涤纶含量达到

纱线织成织物来进行分析。织物组织结构为方平，经纬密分别是20 20根/O∞。然后采用 4。 4、2 l 5倾斜燃烧法和垂直燃烧法测试织物的阻燃性能。测试结果如下表所示：表 4织物阻燃性能测试结果倾斜燃烧法垂直燃烧法

其临界混纺比 7 7 .%时，混纺纱断裂强力出现低谷，之后便持续快速增长。实际生产中应控制高强涤纶的混入比例在 1以 O上，但考虑到高强涤纶不具有阻燃性，且高温下会出现熔滴现

原料芳砜纶芳砜纶/高强涤纶 (0 2 ) 8/ 0

燃—燃损耍广4 64 . 9 3

礁]燃00 .2

额甄7 0 9 0

象，因此其比例不应太高，一般控制在 3以内。对于芳砜纶/ O阻燃粘胶混纺纱，阻燃粘胶含量低于其临界？纺比 2 .%时，昆 72

时间/ s时间/ s长度/ m时间/ a r s时间/长度/ m s a r02 .2

}昆纺纱强力迅速下降，之后下降速度降低，但强力过低会影响织造的顺利进行和产品的性能，因此其混入比例以不超过 4为 O宜。 2 3混纺纱线外观质量 .

芳砜纶/阻燃粘胶 (0 2 ) 8/ 0芳砜纶/阻燃粘胶 (0 4 ) 6/ 0

4 8

0

O

8 3

5. 28

0

0

9 5

分别测试芳砜纶/高强涤纶、芳砜纶/阻燃粘胶混纺纱的毛

由上表可以看出：砜纶纯纺纱的阻燃性能最好，芳主要表现

羽和条干，将测试数据求平均值，结果如表 2~3所示。表 2芳砜纶/高强涤纶混纺纱外观特性

为损毁长度最短且不存在续燃、阴燃现象。高强涤纶的加人会造成续燃、阴燃现象的产生，尤其是垂直燃烧法测试过程中，续

燃、阴燃现象严重，同时织物表面出现熔融收缩。芳砜纶与阻燃粘胶混纺时，随着阻燃粘胶比例的增加，物的阻燃性能有所下织降，没有产生续燃、但阴燃现象。

3结论() 1芳砜纶/高强涤纶混纺纱中芳砜纶断裂强力的临界混纺比为 9 .。随着高强涤纶比例的增加，纺纱的断裂强力增 23混由表 2以看出，可芳砜纶与高强涤纶混纺时，随着高强涤纶混纺比的增加，昆 t纺纱的条干均匀度

逐步得到改善，毛羽减少。 由于芳砜纶纤维抱合力差，纺纱时静电严重，经常出现缠绕皮辊、罗拉的现象，因此芳砜纶纯纺纱的条干 c值最大，粗细节、

加，断裂伸长率降低，干不匀率及毛羽指数降低。同时，条混纺织物的阻燃性下降，高强涤纶比例为 2时， 0织物表面即出现熔融现象。

() 2芳砜纶/阻燃粘胶t纺纱中芳砜纶断裂强力的临界混纺昆

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纺织科技进展上海纺织科技，0 6 (4:. 2 0,3 )7

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比为 7 .。随着阻燃粘胶混纺比的增加，纺纱的断裂强力 38混

及断裂伸长率降低，条干和毛羽有所改善，阻燃性能下降，阻但燃粘胶比例在 4%以下时不会出现续燃、 0阴燃现象。参考文献：[]高 1军，王付秋.用赛络纺纱技术减少芳砜纶纱线毛羽的研究[] J.

C]眭伟民， 2黄象安，陈佩兰.阻燃纤维及织物[ .京： M]北纺织 I}出 l k版社，9 0 19,

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De i n o ls f na i e fr -e a d nty r sg fpo y ulo m d ie r t r a a nZHU eq n,YANG n p n H,YI Qig y n Yu - u Ja - ig i N n - o g,YU o gwe Ch n— n( . olg f x i,Do g u nv ri 1 C l eo e Te tl e n h aU iest y,S a g a 2 1 2 h n h i 0 6 0,Chn ia;2 S a g e l ig ( o p o r o a in,S a g a 2 0 3 . h n t x Ho d n Gr u )C p r t o h n h i 0 3 6,Ch n ) ia

AbtatP ls f n mie hg ea i oyse n oyufnmief ertra t i oebe ddy rsw r rd cdadtepo et s f h src: oyu o a d/ ihtn c yp l tr dp lsl a d/i -ead n s s ln e an eepo ue n h rpri e t e a o r v c eoty r swe etse .I c u db u dt a h r i l ln ig

rt f oy u fn mie hg e a i oy se a 2 3 .Th ce s f iht n c— a n r et d t o l ef n h t e i c e dn i o ls l a d/ ih tn c yp le t r s9 . o t c tab ao p o t w ei r a e g a i n oh et ole trfb ewo l e uti h n a cngo hey r te g h,d ce s ftey r ln a ina d i r v m e toft a ne e nesa d h ii yp y se i r ud rs l nt ee h n i ft a n sr n t e ra eo h a n eo g to n mp o e n hey r v n s n ar—

n s s la h e ut no h a r a esa l sterd ci f efb i f mma it t ln h n meo T ecicl l dn ai o oyufnmief ertra tvso e we o t cl blywi met gp eo n m h r i e igrt f lsl a d/i -ead n i s i h i ta b n o p o r c beddy r s7.%.Th ces fi -ead n i oef r o l cu eterd cino ansrn t n ln aina dtempo e n f ln e anwa 38 ei raeo r rtr atvs s i e ud a s h e ut f r t gha deo g t n h rvme t n fe c b c o y e o i ot ey r v n e sa d h iie sa l a h e l eoft a rcfa ma it . h a n e e n s n arn s swel st ed ci hefb i lm n bl y iKe r s p y u fn mie ier tr a ty r ywo d: ols lo a d;fr-ea d n a n;be ig;hi e a iyp le tr iert r a ic s lndn gh tn ct y se;fr-ea d ntvso e;f mma ii o l a b ly t

(上接第 2 6页 )因此可以确定织物分子链接枝上 l丙烯酸。 r

布的亲水性能是可行的，能获得较好的效果。() 2由正交试验得出最优工艺参数为：烯酸浓度 5,丙 O浸

渍温度 4 O℃,板间距 5rl,理时间 6mi。极 n处 n n

() - 3 3艺参数中，极板间距对整理效果的影响最大，次为其

处理时间；而丙烯酸浓度和浸渍温度影响不显著，择时主要考选虑节约药品和节能降耗。 参考文献：r]焦晓宁， - i马莹莹.织造布亲水整理及亲水剂口]产业用纺织品，非 .2 0 2 ( ): 4 3 . 0 3, 1 6 3— 5

[]候大寅，良飞.温等离子体处理改善 P T非织造布润湿性能 2李低 E

口]纺织学报，0 6 2 ( ) 7—7 . . 2 0,7 9: 5 7[]蔡 3兵，李瑞霞，大诚.吴等离子体处理对非织造布表面润湿性的

效应 E]四川大学学报 ( J.自然科学版 )2 0,8 1: 1 9 .,0 13 ( )9 - 4波数/m c

[]夏彦水，建忠. 4杨低温等离子体技术在纺织材料表面改性中的应用进展[]纺织科技进展，0 5 ( ) 5 . J. 20,3:—7

图 1处理前后织物红外光谱图

[]贺铁强.刺非织造布在医疗卫生领域的开发和应用[]产业用 5水 J.纺织品，0 3 2 ( 1:8 0 2 0, 1 1 )2~3 .

3结论() 1用等离子体引发丙烯酸接枝，从而改善涤粘非织造

[]吴 6

坚，李

淳.家用纺织品检测手册[ .京：国纺织出版 M]北中

社，0 4 1 . 20.4

I pr v ng t dr p lc t fn n wo e a rc b a m a te t e m o i hehy o hiiiy o o— v n f b i y pls r a m ntZ AO n IICh n H Yi g, . u

(c ol f xi S h o o te& Lg t n ut, ai oyeh iUnvri, ai 0 4 C ia Te l i d sr D l nP lt nc iest D 1n1 6 3, hn ) hI y a c y a 1A sr c; o y se ry n T R)n n wo e b i s a e y a r l cda dte t dwi t s h r r s u elw t mp rt r l ma a d t e b ta t P le tr/ a o (/ o - v n f rc o k db c yi a i n r ae t a mo p ei p e s r -e e au e pa a c h c o s, n hifu n eo h cy i a i o c n rt

o n le c ft ea r lc cdc n e ta in,sa n e p r t r,ditn ebewe npa e ndte t nttmew eeiv si td Ther s t h we h t o kigtm ea u e sa c t e ltsa ra me i r n e t e ga e uIss o d t a.

i i e sbet mp o et e h dr p ico o - v n fb i b ra ig t t s h r r s u elw-e ea u epa ma W he c yi cd c n e— t sfa il o i r v h y o hl fn n wo e a rc yte tn wih amo p ei p e s r o t mp r t r ls i c n a r l a i o c r c t.

ta inwa 0,s a ig tmp r t r s4℃,dsa c ewe n pae s5 mm n r am e ttmewa i h y op ico o— r to s5 o kn e e a u ewa 0。 it n eb t e ltswa a dte t n i s6m n.t eh dr hl fn n wov n lb i e a~rcra he ihe e e. i e c d ahg rlv 1

K yw r s T/ o— v n fb i; cy i a i;pa ma y r p ie e o d: R n n wo e a rc a r l c c d ls;h d o hl i

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