彩色微纳米纤维混纺纱线均匀显色及制备工艺研究

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传统工艺中一般是通过印染工序使得纱线表面附有颜色,但这种方式会产生大量的印染废水,破坏环境,并且染色操作相对复杂,因此,色纺企业十分关注能够制备出彩色纱线的新型环保工艺。随着静电纺丝工艺的不断成熟,有企业及学者将其与传统棉纺工艺相结合制备混纺纱线。通过将染料加入纺丝液制备有色微纳米纤维,再将其与棉纤维混合可以得到有色混纺纱线,此种制备有色纱线的方法在缩短工艺流程的同时能够降低企业生产成本,减少甚至消除了印染废水产生,但制备出的纱线颜色不匀,始终无法满足均匀显色的需求。因此本文从聚合物浓度、喷头与接收板的距离以及喷头间距等工艺参数出发,分析造成纱线显色不匀的原因;利用COMSOL模拟软件对喷头处电场进行模拟实验,深入分析显色不匀的产生机理,探究较为合适的纺丝参数;再通过环锭纺和转杯纺制备出显色均匀的混纺纱线,对比分析两种纱线的物理机械性能,得到显色效果较好的纺纱工艺。具体研究内容如下:(1)彩色微纳米纤维混纺纱线显色不匀的因素研究。通过改变聚合物浓度、喷头与接收板的距离以及喷头间距制备了10种不同的样品,并对这些样品进行荧光示踪、表观颜色深度以及有色纤维占比的分析;(2)彩色微纳米纤维混纺纱线均匀显色的工艺研究。利用COMSOL Multiphysics软件对不同喷头间距时喷头及周边处场强进行模拟,分析了喷头间距对有色纤维分布造成影响的机理,并且确定了混纺棉条显色均匀时的喷头间距。随后,对该棉条进行荧光示踪、表观颜色深度、以及有色纤维占比的测试;(3)彩色微纳米纤维混纺纱线的制备研究。通过环锭纺纱工艺和转杯纺纱工艺制备了两种显色均匀的混纺纱线,并对其进行了表观颜色深度、色牢度以及纱线强力的测试。研究结果表明:(1)聚合物浓度、喷头与接收板距离的改变对颜色的深浅程度有影响,但对有色纤维分布的均匀性没有明显影响。其中,随着聚合物浓度的不断增加,有色棉条颜色逐渐加深;当喷头与接收板之间距离不断增加时,有色棉条的颜色逐步变浅;另外,随着喷头与喷头之间距离的增大,棉条显色不匀的现象在不断减轻,即有色纤维分布的均匀性得到改善。(2)喷头间距通过影响电场的叠加效果,影响了有色纤维的缠结程度,调整参数后制备的棉条中有色纤维分布更为均匀,纤维缠结现象基本消失,同时有色纤维占比也趋于稳定。(3)环锭纱呈现的表观颜色深度比转杯纱浅,但纱线强力比转杯纱高。同时在对转杯纱不同颜色的色牢度测试中发现,分散蓝染料制备的纱线色牢度比分散红染料制备的纱线色牢度高,但整体满足国家标准的要求,由此可知在这种显色均匀的混纺纱线制备工艺中转杯纺纱工艺的显色效果较好。
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