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随着干燥温度的升高,Lyocell纤维的纤度呈直线下降趋势;纤维的断裂强度均有所升高,并且干燥温度在100e附近时达到*大,此后随着干燥温度升高反而开始下降;纤维的伸长在干燥温度为60e时达到*大,以后随着处理温度的提高断裂伸长急剧下降。各图表示了不同纺丝速度所制取的Lyocell初生纤维即两个样品在经同样热处理后变化结果对比。由图可以看出,纺丝速度的不同对Lyocell纤维的纤度、干态伸长、断裂强度产生影响。
不同干燥处理温度对纤维纤度的影响从Lyocell纤维的结构特征看,Lyocel属于干湿法纺丝成型的纤维素纤维,但由于其成型过程是物理和物理化学过程,没有化学反应,在离开喷丝孔时达到高度的喷丝头拉伸,纤维结构快速形成具有高结晶、高取向的聚集态特征。已有实验证实,Lyocell纤维结晶度为54%左右,而普通粘胶纤维为34%40%.同时,Lyocell纤维的双折射率为6.11@10-3,而普通粘胶纤维为4.34.8@10-3。当Lyocell初生纤维经高温加热后,和一般纤维一样发生了径向和轴向同时收缩,造成了纤度下降,但是Lyocell初生纤维高结晶度阻碍了轴向收缩,在热处理过程中主要是以径向的收缩为主,反映在干热收缩率较低,仅为粘胶纤维42%<5>,纤度随干燥温度升高而下降,这和其他纤维素纤维不同。
列出了各种纤维的热收缩率。单位:%方向Lyocell纤维粘胶纤维细绒棉径向,%40.031.08.0轴向,%0.032.600.60从中还可以看出,Lyocell和粘胶纤维轴向收缩率相差很大,这是Lyocell纤维结构和性质的特征。
不同干燥处理温度对纤维干态强度的影响由(b)、(b)可以看出,随着干燥温度的提高,纤维的强度开始增加,在100e达到*大值;随后,干燥温度继续升高,纤维的强度出现急剧下降。这主要是因为Lyocell纤维在一定干燥温度下由于纤维的结晶度上升导致纤维强度不断上升,但温度继续上升后,可能是纤维的过度结晶化造成了纤维的脆性,导致强度反而下降。
不同干燥处理温度对纤维断裂伸长的影响由于Lyocell纤维的初生丝成型时就有了高度取向,结晶度较高,结构致密稳定,故有良好的耐热性能<4>,经较低温干燥处理后纤维伸长略有提高,但太高的干燥温度(超过100e)导致纤维结晶度的急剧增大,从而阻碍了纤维在力学性能上的延伸性,所以导致断裂伸长的急剧下降。
不同纺丝速度下初生纤维热处理后性质的变化40m/min纺丝速度的初生纤维热处理后纤度下降大,强度较低,伸长较大;而50m/min纺丝速度的样品则相反。从综合情况看,*终质量指标50m/min纺丝速度略好。
通过对本试验条件的选择,处理时间为30min,温度为6080e较宜。在工业生产中还要根据设备条件作相应调整。设备较大,处理时间较长,干燥温度应略低,反之,则应略高。较合理的生产方法宜选用多段温度干燥(例如:温度低-高-低),由此可以相对降低干燥温度,适当延长干燥时间,使纤维的物理机械指标达到较优状态。