玉米纤维纱线纺纱工艺及其性能探究

王 鑫，张玉清，于湖生

（青岛大学，山东青岛 266071）

玉米纤维纱线纺纱工艺及其性能探究

王 鑫，张玉清，于湖生

（青岛大学，山东青岛 266071）

文章研究了玉米纤维纱线纺纱工艺及其性能。简要介绍了对玉米纤维纱线的纺纱工艺优化措施；确定了玉米纤维纱线的临界捻系数；分析了热处理温度对玉米纤维纱线力学性能的影响。从而为玉米纤维纱线的生产提供技术支持。

玉米纤维纱线；纱线性能；工艺优化；热处理

1 前言

玉米聚乳酸纤维是一种新型环保纤维，它可以完全生物降解，具有良好的生物相容性。它可以从谷物玉米中取得，其废弃物在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时不会散发毒气，也不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维［1－2］。但是目前玉米纤维的纯纺工艺还存在一些问题，需要展开深入的研究。

2 实验样品

选取了环锭纱中的纯纺玉米纤维单纱、纯涤单纱和纯棉单纱用于耐磨性能测试，具体规格见表1。

表1 三种纱线规格

3 工艺优化设计

从玉米纤维的可纺性来看，可纺性介于涤纶与锦纶之间。在生产过程中主要解决纤维易缠绕、易产生棉结以及纤维抱合力差的问题，具体工艺优化措施如下：

（1）清花时开松不能太强烈，适当降低打手速度，放大给棉罗拉与打手之间的隔距，减少对纤维的损伤，加强对纤维的梳理，减少棉结的产生［3］。

（2）梳棉时采用轻定量、慢速度、快转移的工艺路线，防止棉网破洞的产生，另外增大刺辊与锡林的速比，使纤维快转移。

（3）并条时纯纺采用二道并合，混纺采用三道混并，以使纤维得以充分混合。减少生产中的“三绕”和堵塞现象，同时合理配置牵伸，既要保证熟条中纤维的伸直平行，又要提高熟条的条干均匀度［4］。

（4）在粗纱工序中，适当加大粗纱的捻系数，又要注意避免细纱出“硬头”现象。纺纱张力偏小掌握，以减少粗纱飘头、防止粗纱意外牵伸，改善条干。

（5）细纱工序中，在设计牵伸倍数时要考虑其回缩问题，捻系数以不出硬头为宜。另外防止纺纱时速度过高导致钢领与钢丝圈温度过高［5］。

4 实验结果和分析

4.1 玉米纤维纱线强伸性能测试

玉米纤维纱线、纯棉纱、纯涤纱强伸性能实验结果见表2。

从表2中我们可以看出，玉米纤维纱线、纯棉纱线、涤纶纱线在捻系数相同、细度相同的情况下，断裂强度、断裂伸长率、断裂功、初始模量是依次增大的，断裂强度的对比尤其明显。

4.2 玉米纤维纱线摩擦性能测试

每次20根均加以15 g的张力，试样长度为20 cm，以最终磨断时摩擦次数的多少为标记耐磨性能的大小，玉米纱线、纯棉纱、纯涤纱三种纱线摩擦性能对比见图1。

表2 玉米纤维纱线纯棉纱纯涤纱强伸性能测试结果

图1 玉米纤维纱线纯棉纱纯涤纱摩擦对比曲线图

实验测得玉米纤维纱线、纯棉纱、纯涤纱最终磨断时摩擦次数的平均值分别为：720、1104、3498。

4.3 玉米纤维纱线强伸性与捻系数之间的关系

图2 捻系数与断裂强力的关系

玉米纤维纱捻系数与断裂强力的关系见图2。从图2中我们可以看出，玉米纤维纱线的断裂强力是随着玉米纱捻系数的增大而增大，而且趋势相对比较明显，增幅较大，根据y＝－0.0033 x2＋2.6792x－401.98，可计算出捻系数在405.9时断裂强力达到峰值，再继续增大其捻系数，玉米纱的断裂强力开始下降，幅度也很明显。可以最终得出，玉米纱线临界捻系数在405.9左右。

4.4 热处理对玉米纤维纱线力学性能的影响

表3 纱线经热处理后强伸性能的变化

干热空气处理的温度分别为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，处理时间为10 min。经热处理的玉米纤维纱线，自然冷却、晾干后，置于标准温湿度环境下，调湿一天后进行性能测试。玉米纤维纱线经热处理后强伸性能的变化如表3所示。

5 结论

通过对玉米纤维纺纱工艺的优化，改善了纤维易缠绕、易产生棉结以及纤维抱合力差等问题。实验得出玉米纤维纱线临界捻系数在405.9左右，玉米纤维纱线随着热处理温度的升高除断裂强力逐渐减小外，断裂伸长率、初始模量，断裂功均逐渐增大。

［1］邵敬党.聚乳酸（PLA）纤维的研究与开发利用［J］.毛纺科技，2005，（5）：29—32.

［2］任杰.聚乳酸的国内外研发、生产现状及应用前景［J］.产业前沿，2005，（6）：25—27.

［3］刘艳，孟家光.绿色环保纤维PLA针织产品的开发［J］.上海纺织科技，2006，34（1）：55—56.

［4］张浩传.玉米纤维纯纺纱的开发［J］.棉纺织技术，2005，33（1）：42—44.

［5］耿琴玉，胡学梅.聚乳酸纤维及其产品开发［J］.北京纺织，2005，26（1）：31—33.

Brief Introduction on Spinning Process and Properties of PLA Yarn

WangXin，ZhangYuqing，YuHusheng
（Qingdao University，Qingdao 266071，China）

Spinning process and properties of PLA yarn were studied.The optimizations on spinning process were briefly introduced.The critical twist factor was determined and heat treatment effected on mechanical properties of PLA yarn were analysed so as to provide technical support for PLA yarn production.

PLA yarn；yarn property；spinning process optimization；heat treatment

TS102.51＋2

A

1009－3028（2012）02－0007－03

2012－02－20

王 鑫（1986—），男，山东滨州人，硕士研究生。