毛纤维因其特性(卷曲、光泽、缩绒性等)优异,使毛织物具有诸多优良的特性,如柔软、蓬松、弹性好、活络、光泽柔和、自然等而深受广大消费者的青睐。然而,一方面羊毛纤维受产量、价格等多种因素影响和制约;另一方面,毛织物难以满足生活节奏和生活方式改变后,人们对于服用纺织品在“可机洗”、“洗可穿”、“易保养”、形态稳定性等方面的要求,国内外早就开始了化纤仿毛的研究。经多年研究取得了长足的进步,其间经历了许多代的产品。异收缩纤维的应用,是化纤仿毛在观念和技术突破中最为关键的一点。但在以往研究中,没有在纱线过渡中的不稳定结构和最终织物的稳定结构之间建立完整的模型来指导仿毛产品的设计与生产,仅用两种收缩率不同的纤维混纺,最终影响了产品的仿毛效果和服用性能。本文在对以往化纤仿毛技术全面总结、回顾的基础上,认为化纤仿毛的关键是毛织物的结构特征—织物中纱线之间基本相互挤紧,而纤维之间蓬松、有空隙,提出了以多分散性、异收缩性、异卷曲性、导湿、光泽、身骨等方面相结合的化纤仿毛设计新原则。依此,以各单根长丝的异收缩为主,同时辅以线密度、卷曲、模量、刚度等的相互配合,首次推导出在纱线截面各层次形成蓬松、丰满的仿毛纱结构所需要的纱线内不同卷曲度单根长丝热收缩率分布及不同收缩率长丝质量比例的理论模型,为进一步提高化纤仿毛的效果和仿毛产品的设计与生产提供理论依据。 短纤维形成多异性的混纤纱,可在纺纱中混纺不同性能的纤维。对于长丝,除工艺复杂外,考虑到设备生产率、成本等问题,采用类似的混并方法是不可取的。本文按照预取向丝(POY)—后加工两步法设计了两类截面形状不同、线密度不同的预取向丝(皮丝和芯丝)在后加工过程中复合的生产步骤。从理论上分析了利用同一喷丝板上不同孔径大小及不同截面形状的喷丝孔,生产具有多异性纤维的可能性,尤其是单丝之间异收缩和异线密度的形成机理,即对于同一喷丝板,喷丝孔截面积的不同,导致各孔熔体与孔壁的粘滞阻力不同,截面积大的喷丝孔,其内熔体流动相对阻力小,流速高,流量大,在相同的卷绕速度下,有效拉伸比小,冷却凝固慢,所得单丝线密度大,取向度低。截面积小的喷丝孔则反之。依此原理,完成了新型化纤仿毛长丝纱芯层纱线喷丝板的设计及POY纺丝生产,为新型化纤仿毛长丝纱内单丝多异性的实现奠定了基础。 在预取向丝后加工过程中,热拉伸和热定形形成所需结构与性能。本文还研究了热拉伸和热定形对新型化纤仿毛长丝纱多异性的芯丝和异形截面形状皮丝这两种差别化涤纶长丝结构和性能的影响。 本文利用差示扫描量热法(DSC)研究了后加工对两种差别化涤纶长丝热力学性质的影响。发现热处理温度对两种试样热力学性质的影响规律是一致的,即:随着热处理温度的提高,涤纶长丝的熔点、起熔温度、终熔温度均略有升高。另外,两种涤纶长丝的熔程不同,且随着热处理温度的提高而增大。这主要是因为高聚物的熔融行为与其结晶的形成条件密切相关。熔程的不同说明涤纶牵伸丝的熔程与纤维的品种有着很大的关系,而熔程随热处理温度升高而增大则可能是由于DSC所测得的常规所谓结晶区的熔融吸热量,包含了其较难区分的非晶区的粘流转变吸热量,而随着后加工处理温度的升高,涤纶结晶部分和非结晶部分比例