涤纶短纤维后处理工
张志远 权迎峰
摘 要：涤纶短纤维后处理是涤纶材料加工生产过程中的重要工序。它可以为纤维材料的结构稳定性与物理力学性能的稳定性提供保障。本文对涤纶短纤维后处理中牵伸点固定控制的影响因素与牵伸点固定控制方法进行了分析。
关键词：涤纶短纤维；拉伸速度；拉伸温度；牵伸介质
前言：涤纶短纤维是聚酯材料所形成的纤维。根据涤纶短纤维纺制工作的实际情况，刚刚成型的熔纺纤维多存在着取向度低与结晶度低的问题，在缺少定性结构的情况下，刚刚成型的熔纺纤维也会表现出无定性结构、强力低和结构不稳定的问题。对此人们需要对刚刚成型的熔纺纤维进行拉伸处理和热定型处理，以便让其满足纺织纤维所要求的特性。涤纶短纤维的牵伸过程主要指的是人们借助轴向力作用，对涤纶短纤维进行拉伸处理的措施。在拉伸过程中，高聚物大分子会议沿着纤维轴向进行分子取向，故而涤纶短纤维的拉伸处理
1、涤纶短纤维后处理中牵伸点固定控制的影響因素
根据涤纶短纤维拉伸处理工作的实际情况，拉伸点的控制措施建立在拉伸点发生在外界的拉伸应力的基础之上。拉伸点的控制过程可以被看作是一种动态平衡控制过程[1]。在涤纶短纤维拉伸处理过程中，屈服应力可以被看作是产生拉伸点的应力，故而屈服应力的影响因素可以看作是拉伸点移动的主要影响因素。
1.1拉伸速度
根据涤纶短纤维拉伸处理的实际情况，在拉伸速度不断增加的情况下，屈服应力的增加，会让拉伸速度有所增加。在利用纤维屈服应力控制涤纶短纤维拉伸处理的过程汇总，拉伸点需要出现在喂入罗拉机组与拉伸罗拉机组之间的某一范围内，故而在实际生产过程中，相关人员需要对拉伸速度的恒定性进行充分关注，如在设备方面，相关人员需要让纤维保持一定的握持力，并要避免打滑现象的出现。
1.2拉伸温度
通过对拉伸温度对涤纶短纤维处理过程的影响进行分析，我们可以发现，在拉伸温度逐渐提升的情况下，屈服应力的下降幅度会有所增加。在其他条件不变的情况戏，拉伸温度的提升，会让拉伸点向喂入罗拉侧一侧移动。针对温度因素对短纤维牵伸过程的硬性，相关人员需要对拉伸温度进行均匀控制。
1.3初生纤维的双折射率
双折射率为非均质体中两个或三个主折射率之间的最大差值。初生纤维的双折射率主要指的是寻常光线（进入人造纤维各向异物质的光线中遵守折射定律的光线）与非寻常光线（进入人造纤维各向异物质的光线中不按照折射定律角度折射的光线）之间的折射率的差值。在涤纶短纤维后处理过程中，屈服应力与初生纤维折射率之间存在着一种正相关关系。纤维结构不均匀的问题会让拉伸过程出现拉伸点波动问题。
1.4拉伸比
涤纶短纤维的拉伸比与牵伸点的移动规律之间有着较为密切的联系。根据涤纶短纤维的后处理过程，卷绕丝在经过拉伸处理以后，形成拉伸丝。以下公式为涤纶短纤维后处理过程中的定义自然拉伸比：
N=L1/L0=A0ρ0/A1ρ1
在上述公式之中，N指代的内容为定义自然拉伸比；L1指代的内容为拉伸以后的丝条长度；L0指代的内容为拉伸以前的丝条长度；A0指代的内容为拉伸前的截面积；ρ0指代的内容为拉伸前的密度；A1为拉伸后的截面积；ρ1为拉伸后的密度。在丝条截面积、密度及拉伸运动速度等因素的影响下，以下公式成为了实际拉伸比的计算公式：
R=V1/V0
在上述公式之中，R为实际拉伸比，V1指代的内容为拉伸后的运动速度；V0指代的内容为拉伸前的运动速度。假定拉伸点的移动速度为Vx，则与之相关的细颈移动速度计算公式如下所述：
Vx=N-R/R（N-1）·V1
根据上述公式的内容，在N-R的差值为0的情况下，细颈会处于固定不动的状态；在N-R的差值大于0时，拉伸点的运动方向为沿着丝条前进的方向移动；在定义自然拉伸比与实际拉伸比之间的差值小于0时，细颈会沿着喂入罗拉方向移动，拉伸点会处于喂入罗拉机组的最后一至二个辊之间，此时毛丝现象、断头现象和缠辊现象会成为涤纶短纤维后处理工作中存在的突出问题。
2、涤纶短纤维处理后牵伸点的固定和控制方法
拉伸点移动问题是涤纶短纤维处理过程中所不可忽视的问题。拉伸点移动问题所带来的毛丝现象会引发缠辊问题，进而给拉伸工序的正常运行带来不利影响。除影响拉伸工序正常进行以外，缠辊问题也会引发品纤维均纤度不匀增大的问题。在缠辊问题严重的情况下，涤纶纤维中部分单纤维未进行拉伸处理的问题也会给产品的质量与染色性带来不利的影响。根据牵伸点控制工作的控制原理，现阶段短纤维处理过程中常用的固定拉伸点方法包含有张力坡度法与温度坡度法两种方法。就拉伸加热介质来看，拉伸方法可以分为蒸汽拉伸法和水浴拉伸法两种方法。
2.1牵伸温度控制方法
根据前文论述，拉伸温度的均匀控制措施在涤纶短纤维拉伸处理过程中发挥着较为重要的作用。在短纤维后处理阶段，拉伸过程往往会让纤维释放出大量热量，在缺少用于传递热量的加热介质的情况下，拉伸温度的提升，会给屈服应力带来一定的变化，进而导致拉伸点的移动问题。现阶段水、淡油浴和水蒸气等物质是涤纶短纤维生产过程中常用的加热介质。上述介质的应用，可以在控制拉伸温度变化的基础上，为拉伸温度的均匀性与稳定性提供保障。在牵伸温度控制过程中，一级牵伸温度需要超过Tg温度（玻璃化温度）；一级牵伸油浴温度需要控制在73-77℃之间；髙旦纤维油浴温度需要控制在78-82℃之间[2]。
2.2牵伸介质控制方法
传统的涤纶短纤维后处理工艺的实质是高强低伸纤维品种的生产流程。在涤纶短纤维后处理工作开展过程中，淡油浴方式和过热蒸汽法已经成为了一级牵伸及二级牵伸过程中常用的牵伸方法。浸油槽形式与水浴牵伸槽形式也在涤纶短纤维牵伸工作开展过程中发挥着较为重要的作用。
2.3牵伸倍率控制方法
涤纶短纤维后处理中的牵伸倍率控制工作主要涉及到了以下内容：一是总牵伸倍数的控制；二是一级牵伸在总牵伸倍数中的所占比重。根据涤纶短纤维生产过程的实际情况，总牵伸倍数需要控制在4.3-4.5倍之间，一级牵伸所占比重为总倍数的80至85%。
2.4牵伸速度控制方法
涤纶短纤维牵伸速度与牵伸应力之间存在着正相关关系。在牵伸倍率不变的情况下，牵伸速度的增加，会让牵伸应力有所增加，这一过程也可以在降低牵伸温度的基础上，让牵伸点向喂入罗拉方向运动，根据实际生产需要，牵伸速度需要控制在50-150m/min之间。
结语：涤纶短纤维后处理中的牵伸点固定、控制问题事关后加工工艺路线及参数的选择。在工程与经济方面，实际操作措施的有效性、控制措施的可靠性和经济指标等内容是人们所不可忽视的因素。在产品性质要求方面，不同工艺条件下生成的不同纤维结构存在着一定的差异性，对此相关人员也需要从不同性质的纤维材料的使用要求入手，确定工艺路线与工艺参数。
参考文献：
[1]马向前.涤纶短纤维后处理设备开发及应用比较[J].合成纤维，2014，43（09）：41-45.
[2]石幼华.差别化涤纶短纤维后处理设备流程的配置与分析[J].纺织机械，2009（02）：28-32.
作者简介：
姓名（张志远） 男，（1970.5.16），河南周口，汉族，学历（大专），研究方向（涤纶短纤维后处理），单位名称（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司），单位所在省市（河南省洛阳市吉利区），单位邮编（471012）
第二作者姓名（权迎峰），单位（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司）
