环锭纺技术作为目前最主要的纱线生产技术,其原料适应性好,可纺纱支范围广,纱线条干均匀、强力较高。但是,随着新型纺纱技术的出现,环锭纺技术在纺纱速度偏低、卷装容量小、自动化程度低,以及工艺流程长等方面的劣势凸显。尤其是转杯纺和喷气涡流纺技术以其纺纱速度高、自动化程度高、工艺流程短、产品卷装容量大等优势,对环锭纺产生巨大冲击,迫使环锭纺技术开拓新的应用方向。由于环锭纺装置对纤维须条控制能力强,调控精度高,在纺制花式细纱方面具有重大优势,同时,环锭纺花式细纱技术是拓展纱线品类,提高产品附加值的有效途径。现有环锭纺花式细纱装置主要包括竹节纱装置、段彩竹节纱装置和段彩平纱装置,但上述花式细纱装置牵伸通道单一,无法充分发挥双粗纱纺制花式细纱的优势。因此,研发一种能够实现双粗纱独立牵伸的环锭纺纱装置,对进一步拓展环锭纺花式细纱品类,提高产品附加值有重要意义。本文基于两列同轴齿环具有独立的旋转自由度,构建了两通道差动牵伸环锭纺系统。该系统的单一锭位具有两个牵伸通道,能够充分发挥双粗纱纺制花式细纱的优势,并且能兼顾竹节纱、段彩竹节纱和段彩平纱的纺制,实现多功能纺纱。有助于进一步拓展环锭纺花式细纱品类,提高产品附加值。同时,本文以两通道差动牵伸环锭纺系统和自主开发的纱线表观结构表征方法为基础,系统研究了两组分交混纱和两组分交替纱的成纱原理和纱线结构,为纺纱实践提供理论指导。主要研究内容和结论如下:首先,本文根据同轴两列罗拉差动牵伸原理,对细纱机关键部件和控制程序创新设计,在全数字控制细纱机的基础上,构建了两通道差动牵伸环锭纺系统。并将集聚纺技术与两通道差动牵伸环锭纺技术结合,使两通道差动牵伸环锭纺技术实用化。基于两通道差动牵伸原理,优化了后区罗拉隔距和成纱中高混纺比粗纱后区牵伸倍数,在牵伸过程后区粗纱不与罗拉钳口产生滑移的前提下,最优后区罗拉隔距趋向最小化;各混纺比成纱综合条干最优,成纱中高混纺比粗纱后区牵伸倍数为1.05倍,以伸直粗纱中纤维为主。其次,在纺纱系统构建的基础上,本文定义了两组分交混纱的纱线表面组分纤维分布比（FDP）和表面组分纤维分布均匀度(CV_fd),以及两组分交替纱的单组分片段表观长度和搭接片段表观长度。提出了基于图像处理技术的纱线表观结构测量方法,构建了纱线图像连续采集装置,并对采集参数进行优化,实现了上述纱线指标的测量与表征。同时,根据相关颜色空间理论对两种实验用粗纱的纤维颜色进行优选,并验证了测试系统的稳定性。针对两组分交混纱,10次重复实验纱线表面组分纤维分布比（FDP）的变异系数为1.44%;针对两组分交替纱,10次重复实验的纱线片段长度测试结果变异系数为1.52%。第三,针对两组分交混纱的成纱原理,本文基于环锭纺纱加捻过程中纤维几何转移机理,探究了两组分纤维须条在汇聚加捻形式、捻向和混纺比多因素作用下,纱线中组分纤维的内外分布规律。理论分析了两根纤维须条以相邻并置扁平带状和两根近似圆柱状赛络纺汇聚加捻成纱,汇聚加捻区纤维转移规律。本文将两通道差动牵伸环锭纺和集聚纺技术结合,实现了两根纤维须条汇聚过程与加捻过程的分离,即两根纤维须条先横向汇聚,再以单根近似椭圆柱状加捻成纱,并调整负压集聚区气流控制集聚区中纤维须条无翻转,以保持组分纤维输出位置稳定。在不改变两组分混纺比的前提下,提高了两组分交混纱的纱线表面组分纤维分布比变化范围。采用两通道差动牵伸环锭纺系统完成了实验验证。结果表明:两组分纤维须条以单根近似椭圆柱状加捻成纱,其纱线表面组分纤维分布比与混纺比的线性拟合优度处于较高水平（R²=0.995）;其纱线表面组分纤维分布比变化范围最大（斜率为0.955）,且远高于后两种情况（斜率为0.771和0.572）。最后,探讨了两组分交替纱的成纱原理,基于纤维在粗纱中随机分布,粗纱在拉伸断裂过程中形成纤维纵向梯度分布的楔形端,通过两通道差动牵伸环锭纺系统控制两根断裂粗纱楔形端在动态牵伸过程中互补搭接成纱。揭示了基于粗纱拉伸断裂机理纺制两组分交替纱的成纱原理,并推导了两组分交替纱两组分搭接片段长度模型,此外,采用两通道差动牵伸环锭纺系统验证了基于粗纱拉伸断裂机理纺制两组分交替纱的成纱原理。结果表明:搭接片段平均长度随总牵伸倍数的增大而增大。两通道差动牵伸环锭纺技术所纺两组分交替纱,其两组分搭接片段平均表观长度小于理论模型计算长度。对后区牵伸区粗纱施加两个约束点,改变粗纱断裂时受力状态,减小了粗纱断裂位置的波动范围,以及两组分交替纱的两组分搭接片段表观长度。