MC尼龍條卷筒管的性能及紡紗實踐

王顯方，宋永生，苗自忠，董 潔

（1.陜西工業職業技術學院，陜西咸陽 712000；2.陜西昌榮紡織有限責任公司，陜西寶雞 721004；3.河南平棉紡織集團有限公司，河南平頂山 467021；4.咸陽工業尼龍材料廠，陜西咸陽 712000）

MC尼龍條卷筒管的性能及紡紗實踐

王顯方1，宋永生2，苗自忠3，董 潔4

（1.陜西工業職業技術學院，陜西咸陽 712000；2.陜西昌榮紡織有限責任公司，陜西寶雞 721004；3.河南平棉紡織集團有限公司，河南平頂山 467021；4.咸陽工業尼龍材料廠，陜西咸陽 712000）

為了改善條卷機用鋁合金筒管壽命短、耐磨性差、易氧化、制作工藝復雜的問題，分析了MC尼龍的性能，探討了MC尼龍條卷筒管的制作工藝過程及結構特征，測試了其性能與紡紗效果。與鋁合金筒管對比試驗表明：MC尼龍筒管具有優良的力學性能、耐磨性、耐腐蝕性，其結構性能與成紗質量較優，使用性價比較高。

MC尼龍；條卷筒管；鋁合金筒管；筒管制作；性能檢測；韌性；紡紗試驗

表1 兩種材料性能的比較

由表1可知，與鋁合金相比，MC尼龍摩擦因數比鋁合金低約10倍，質量比鋁合金低約3倍，MC尼龍具有質量輕、強度高、自潤滑、耐磨、防腐、抗蠕變、耐沖擊等特點［4－5］，尼龍的熔點低、聚合溫度低、結晶度高、分子量大、流動性好，成品制作工藝簡單，因此，其制品可代替銅、鐵、鋁在工業生產中應用。

2 MC尼龍條卷筒管制作工藝過程

選用一定質量的原料，在高溫下溶解，通過減壓蒸餾去除水分，加入一定質量分數的催化劑和活化劑，攪拌均勻后，迅速注入預熱過的模具中，經過一段時間聚合反應后，冷卻脫模，經過數控車床加工，生產出滿足條卷機和精梳機工藝要求的筒管。

3 MC尼龍條卷筒管性能測試

3.1 試樣制備

通過上述配方和成型方法制成的條卷機筒管112mm×80mm×225mm（外徑×內徑×長度）試樣2份，試樣一保持干燥狀態，試樣二放置在溫度25℃、相對濕度65%左右的環境中（模擬紡織廠環境）吸水達到飽和狀態，分別對吸水前和吸水后的試樣按照相關測試標準進行性能對比試驗［6］。

3.2 試驗設備

YAW－2000型全自動壓力試驗機：濟南永科；WDW－100型微控電子萬能試驗機：濟南高盛；XJJ－50型簡支梁沖擊試驗機：深圳三思。

3.3 性能測試

壓縮強力測試引用GB／T 1043—1993標準；拉伸力學性能參照GB／T 1448—2005標準進行；彎曲性能執行GB／T 2301—2004標準；懸臂梁沖擊強度按GB／T 9341—2000標準測試。

4 結果與討論

4.1 兩種狀態下試樣的晶相分析

采用JSM－6490LV型掃描電鏡對MC尼龍條卷筒管的斷面形貌進行分析，結果見圖1。

圖1 筒管斷面形貌的SEM照片

由圖1可以看到，MC尼龍筒管飽和吸水后比干燥狀態晶粒均勻，無分層和縮孔；而干燥的MC尼龍筒管有輕微的分層和微孔出現。這是因為MC尼龍中的基團與水分子反應后生成交聯結構，交聯結構破壞了原來分子空間排列的規整性，減少了氫鍵的數量，使MC尼龍結晶度下降，降低了反應時形成的內應力，從而減少了材料的內部缺陷［7－8］。

4.2 兩種狀態下試樣的力學性能比較

應用上述試驗設備，采用相關標準在常溫常壓下，分別對兩種試樣進行壓縮、拉伸、彎曲和沖擊性能進行試驗，所得的力學性能結果見表2。

表2 兩種試樣力學性能對比試驗結果

5 MC尼龍筒管在紡織上的應用

5.1 在A191型條卷機上的應用

在A191型條卷機使用MC尼龍筒管時，采用與鋁質筒管完全相同的尼龍筒管尺寸形狀，外形尺寸見圖2所示，不同的是把筒管兩端的堵頭去掉，將MC尼龍筒管改為直通管，把堵頭用優質鋼加工如圖3所示的尺寸，然后通過3個螺釘將堵頭固定在A191型條卷機的盤片上，開關車時，通過壓力使盤片分開，放入空筒管和取出滿筒管。

圖2 MC尼龍筒管外形尺寸

圖3 堵頭外形尺寸

MC尼龍的抗沖擊強度是鋁合金的數倍，經過一段時間使用后未出現裂痕和破碎問題，沒有一例破損，壽命較長。MC尼龍筒管質量較輕，大大地減輕了操作人員工作強度；尼龍筒管可根據需要制作成不同顏色，而且絲毫不污染棉卷，為生產帶來了很大的方便，且價格低于鋁合金筒管。

5.2 在A201D型精梳機上的紡紗試驗

試驗設備：A201D型精梳機，小卷定量為45g／m，鉗板速度為165鉗次／min，精梳落棉率為16%，精梳條定量為15g／（5m）［11］。

試驗儀器：Y301型條粗測長儀，電子天平，Y311型條粗條干均勻度儀。

試紡品種：CJ 14.5tex。

試驗方法：在上述6眼精梳機上，采用相同的工藝參數和試驗方法，分別用6個MC尼龍筒管和6個鋁合金筒管進行試紡，并檢驗精梳條重量不勻率和條干不勻率，試驗結果如表3。

表3 兩種筒管在A201D型精梳機上紡紗試驗對比

由表3可知：使用MC尼龍筒管后，精梳條的重量不勻率和條干不勻率均降低1個百分點；重量偏差降低了2個百分點，半制品質量得到提高。這是由于MC尼龍筒管質量比鋁合金筒管輕2倍，滿筒和空筒之間的重量差異減少，減小了棉層在退繞時的摩擦力，避免了棉層的意外伸長，降低了精梳條的不勻率，提高了精梳條質量。在A201D型精梳機上使用一段時間后，精梳條質量穩定，同時因MC筒管質量較輕，減輕了值車工勞動強度。另外，為了滿足精梳空管自停的需要，設計MC筒管時在筒管外徑兩側制作了兩個寬為30mm的金屬導電環（見圖2所示），完成空管自停，為值車工的操作也帶來了方便［12］。

6 結論

新購置的MC尼龍精梳系列筒管在運輸時應注意輕拿輕放，避免擠壓；使用時應在車間里放置24h～48h后再上車使用。經過有關部門鑒定和部分紡織廠使用，該筒管使用壽命長達8a～10a。

MC尼龍材料具有機械強度高、質量輕、耐腐蝕、自潤滑、噪聲低、耐磨性能好、使用壽命長等特點，可成功取代銅、鋁、鋼、鐵等金屬材料應用在紡織領域。經國內上百家棉紡織企業使用，MC尼龍精梳系列筒管紗線質量穩定，性價比較高，綜合效益顯著，現已暢銷國內外。

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TS103.22＋4

B

1001－9634（2012）05－0029－03

條卷機筒管是精梳準備和精梳工序的關鍵器材之一，由鋁合金鑄造而成，使用中缺點較多：一是壽命短，鋁合金材料較脆，經不起摔打撞擊，使用一段時間后會出現裂痕或端蓋脫落；二是耐磨性差，特別是筒管兩端易磨損，產生毛邊，棉卷退繞時易粘連，嚴重影響精梳條質量；三是易氧化，在紡織廠高溫高濕環境下，鋁筒管的表面易產生黑色氧化鋁層污染棉卷，使成紗質量下降，夏季最為嚴重；四是鋁合金價格高，制作工藝復雜，使用成本較高［1］。咸陽尼龍材料廠用己內酰胺聚合物制作了MC尼龍條卷機筒管，強度高、韌性好、耐沖擊性能好、耐腐蝕性好、耐磨性好，經多年使用，受到好評。但在使用過程中也發現了一些問題，主要是產品樣品在測試時符合技術條件要求，但有些廠家使用時卻出現成批破損問題。為此筆者根據尼龍吸濕性較大的特點，進行了兩種極端條件（即干燥和飽和含水率條件）下吸濕性對其性能影響的研究。

1 MC尼龍的含義及性能

MC尼龍是尼龍6的一種，又稱澆鑄尼龍，結構式為［NH（CH2）mCO］n，式中m和n可為5、10、11等［2］，是利用己內酰胺單體為原料，在常壓下，將原料熔融后通過加入一定量的堿性催化劑和活化劑等助劑發生陰離子開環聚合反應，制成待聚單體，然后直接注入預熱的模具中，使其很快地進行聚合反應，凝結成堅韌的固體胚件；再經過有關工藝處理，得到預定制品。MC尼龍材料與鋁合金材料的物理、力學、熱學、摩擦和磨損性能比較見表1（以下數據由廠家提供）［3］。

2012－04－29

王顯方（1966—），男，內蒙赤峰人，副教授，主要從事新型紡紗技術、機電一體化技術及新型紡織器材開發技術的研究。