玉米纖維紗線紡紗工藝及其性能探究

王 鑫，張玉清，于湖生

（青島大學，山東青島 266071）

玉米纖維紗線紡紗工藝及其性能探究

王 鑫，張玉清，于湖生

（青島大學，山東青島 266071）

文章研究了玉米纖維紗線紡紗工藝及其性能。簡要介紹了對玉米纖維紗線的紡紗工藝優化措施；確定了玉米纖維紗線的臨界捻系數；分析了熱處理溫度對玉米纖維紗線力學性能的影響。從而為玉米纖維紗線的生產提供技術支持。

玉米纖維紗線；紗線性能；工藝優化；熱處理

1 前言

玉米聚乳酸纖維是一種新型環保纖維，它可以完全生物降解，具有良好的生物相容性。它可以從谷物玉米中取得，其廢棄物在土壤或海水中經微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時不會散發毒氣，也不會造成污染，是一種可持續發展的生態纖維［1－2］。但是目前玉米纖維的純紡工藝還存在一些問題，需要展開深入的研究。

2 實驗樣品

選取了環錠紗中的純紡玉米纖維單紗、純滌單紗和純棉單紗用于耐磨性能測試，具體規格見表1。

表1 三種紗線規格

3 工藝優化設計

從玉米纖維的可紡性來看，可紡性介于滌綸與錦綸之間。在生產過程中主要解決纖維易纏繞、易產生棉結以及纖維抱合力差的問題，具體工藝優化措施如下：

（1）清花時開松不能太強烈，適當降低打手速度，放大給棉羅拉與打手之間的隔距，減少對纖維的損傷，加強對纖維的梳理，減少棉結的產生［3］。

（2）梳棉時采用輕定量、慢速度、快轉移的工藝路線，防止棉網破洞的產生，另外增大刺輥與錫林的速比，使纖維快轉移。

（3）并條時純紡采用二道并合，混紡采用三道混并，以使纖維得以充分混合。減少生產中的“三繞”和堵塞現象，同時合理配置牽伸，既要保證熟條中纖維的伸直平行，又要提高熟條的條干均勻度［4］。

（4）在粗紗工序中，適當加大粗紗的捻系數，又要注意避免細紗出“硬頭”現象。紡紗張力偏小掌握，以減少粗紗飄頭、防止粗紗意外牽伸，改善條干。

（5）細紗工序中，在設計牽伸倍數時要考慮其回縮問題，捻系數以不出硬頭為宜。另外防止紡紗時速度過高導致鋼領與鋼絲圈溫度過高［5］。

4 實驗結果和分析

4.1 玉米纖維紗線強伸性能測試

玉米纖維紗線、純棉紗、純滌紗強伸性能實驗結果見表2。

從表2中我們可以看出，玉米纖維紗線、純棉紗線、滌綸紗線在捻系數相同、細度相同的情況下，斷裂強度、斷裂伸長率、斷裂功、初始模量是依次增大的，斷裂強度的對比尤其明顯。

4.2 玉米纖維紗線摩擦性能測試

每次20根均加以15 g的張力，試樣長度為20 cm，以最終磨斷時摩擦次數的多少為標記耐磨性能的大小，玉米紗線、純棉紗、純滌紗三種紗線摩擦性能對比見圖1。

表2 玉米纖維紗線純棉紗純滌紗強伸性能測試結果

圖1 玉米纖維紗線純棉紗純滌紗摩擦對比曲線圖

實驗測得玉米纖維紗線、純棉紗、純滌紗最終磨斷時摩擦次數的平均值分別為：720、1104、3498。

4.3 玉米纖維紗線強伸性與捻系數之間的關系

圖2 捻系數與斷裂強力的關系

玉米纖維紗捻系數與斷裂強力的關系見圖2。從圖2中我們可以看出，玉米纖維紗線的斷裂強力是隨著玉米紗捻系數的增大而增大，而且趨勢相對比較明顯，增幅較大，根據y＝－0.0033 x2＋2.6792x－401.98，可計算出捻系數在405.9時斷裂強力達到峰值，再繼續增大其捻系數，玉米紗的斷裂強力開始下降，幅度也很明顯。可以最終得出，玉米紗線臨界捻系數在405.9左右。

4.4 熱處理對玉米纖維紗線力學性能的影響

表3 紗線經熱處理后強伸性能的變化

干熱空氣處理的溫度分別為90℃、95℃、100℃、105℃、110℃，處理時間為10 min。經熱處理的玉米纖維紗線，自然冷卻、晾干后，置于標準溫濕度環境下，調濕一天后進行性能測試。玉米纖維紗線經熱處理后強伸性能的變化如表3所示。

5 結論

通過對玉米纖維紡紗工藝的優化，改善了纖維易纏繞、易產生棉結以及纖維抱合力差等問題。實驗得出玉米纖維紗線臨界捻系數在405.9左右，玉米纖維紗線隨著熱處理溫度的升高除斷裂強力逐漸減小外，斷裂伸長率、初始模量，斷裂功均逐漸增大。

［1］邵敬黨.聚乳酸（PLA）纖維的研究與開發利用［J］.毛紡科技，2005，（5）：29—32.

［2］任杰.聚乳酸的國內外研發、生產現狀及應用前景［J］.產業前沿，2005，（6）：25—27.

［3］劉艷，孟家光.綠色環保纖維PLA針織產品的開發［J］.上海紡織科技，2006，34（1）：55—56.

［4］張浩傳.玉米纖維純紡紗的開發［J］.棉紡織技術，2005，33（1）：42—44.

［5］耿琴玉，胡學梅.聚乳酸纖維及其產品開發［J］.北京紡織，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，山東濱州人，碩士研究生。