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[摘 要]本文从（多区拉断法）生产毛条时腈纶丝束发生变化的机理来分析毛条工艺参数的设定及影响因素，对毛条生产工艺的控制进行了探讨。指出毛条拉断的工艺过程可以看作纤维高弹形变拉伸和拉断两个过程的组合，毛条产品的质量既取决于原料丝束的质量的优劣，又取决于毛条制造过程质量的控制。
[关键词]腈纶毛条；生产工艺；技术探讨
中图分类号：TQ342+.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0098-01
根据长丝束转化为短纤维条子时纤维断裂方法的不同，腈纶毛条的制造可分为拉断法与切断法两大系统。切断法适？于加工各类丝束，特别是丝束质量较差或延伸度高的腈纶纤？维；而拉断法则较为敏感，但因其工序简化、设备简单、产？量和劳动生产率高等因素近年来获得较快的发展，日趋普及。拉断法直接制条生产出的短纤维长度排列接近天然羊毛？条的纤维长度分布，因而改善并提高了纺纱性能，克服了采？用切断法所得的等长纤维在牵伸过程中不匀的缺点。本文试从纤维特性和过程机理来分析拉断法生产腈纶毛条的有关技术问题。
1 工艺流程
2腈纶纤维的结构特性及应用原理？腈纶纤维的大分子结构中，由于链节上主要官能团为强？极性的氰基（—；cn），相互间形成了极强的偶极子力，致使腈纶纤维大分子链呈不规则的螺旋构象；x光衍射图表明其超分子结构纬向无反射点，仅是二维有序，因此被认为是准晶态结构。这种准晶区的存在并不能阻止链段的大幅度热运动，而使纤维发生热弹性回缩。此特性常被用来生产腈纶毛条，成为改善腈纶品质的重要手段。
3 生产过程的机理探讨
3.1 缩率产生的机理分析及控制因素
根据腈纶毛条品质标准的要求，在生产膨体毛条时必须赋予其不同程度的缩率，而腈纶缩率的本质来源于腈纶热弹性的表现，因此在毛条生产过程中要保证腈纶高弹形变的顺利发展。
毛条拉断机主要由若干对拉伸罗拉组成，喂入的丝束经？过多次连续拉伸作用，大分子链伸长，部分伸直；进入主拉？区后，当外力达到一定程度，大分子间的结合力被破坏，产生滑移，单根纤维将在一弱点处产生断裂，拉断长度呈随机分布状态；之后进入再割区进行短纤维的长度控制。由此可？知，纤维断裂的条件是由纤维本身的断裂强度和断裂延伸度共同决定的。一般情况下，当强度满足要求时，延伸度越大，出条的缩率也越大，拉断过程如图2所示。
4 影响腈纶毛条工艺技术的因素及其控制
4.1 原料丝束含油率和回潮率对拉断工艺的影响
在毛条牵伸区域中，相互接触的纤维间发生滑移或有滑动趋势时，总阻力t0满足[1]：t0=t1（纤维之间的抱合力）+μ；p（纤维间的摩擦力）
由于腈纶纤维本身不含油脂且吸湿能力较小，后续加工时，在纤维与纤维之间、纤维与加工机件之间会出现静电现象。上油后，纤维表面形成一薄层油膜，隔开了纤维间的接？触，减小纤维表面分子间的吸引力，有效降低了摩擦系数；？同时油剂中表面活性剂与纤维摩擦，产生相反电荷，可消除静电。另外，从高弹形变的机理又可知，通过对丝束上油和含水量的控制，可以使油剂和水分子进入纤维内部，增大分子间的距离，改善了纤维的柔软性，从而有效调节纤维的增塑程度，使高弹形变活化能μ；p下降，有利于高弹形变的顺利发展。因此原料丝束油剂含量和回潮率的大小直接影响拉？断过程中的受力情况和出条质量。如果丝束含油和回潮率不能保持稳定的话，纤维在拉断工序就不能有效断裂，出条发生所谓粗细节现象，或出现纤维因静电吸附在罗拉表面的现象，使生产难以为继。由此看出，腈纶丝束含油和回潮的因素对毛条拉断工序的影响是广泛而重要的，它们一方面通过纤维本身表现在丝束的断裂强度、断裂延伸度的指标上，制约毛条的工艺设定；另一方面通过纤维的表面性能影响毛条加工过程中的适用性。根据生产经验，毛条工艺对丝束含油率的要求为两点：（1）用量适当；（2）分布均匀。安庆腈纶丝束含油率一般控制在35%左右，很好地满足了后道加工工序的要求。由于南北方气候等自然环境不同，纺丝加工对原料的回潮要求也会有细微不同，安庆腈纶对丝束回潮率指标一般控制在1.5%～2.0%。
4.2 原料丝束的断裂强度、断裂伸长率指标的影响
腈纶纤维的断裂强度和断裂延伸度等指标是由聚合、纺丝工艺加以控制的。从腈纶纤维的应力—；应变曲线[2]（见图3）可以看出，由于聚丙烯腈纤维具有很强的分子间作用力，结晶性能不很好，纤维内聚能密度相应较低，所以和其他合成纤维相比较，腈纶的强度偏低，延伸性能中等。
在拉断生产工艺中牵伸比值的分配与原丝的断裂强度、？断裂延伸性能指标密切相关。根据腈纶纤维的力学特性和实际生产经验，用于毛条生产的腈纶长丝，要求在保证强度指标的前提下，丝束断裂延伸度指标一般不低于30%，延伸不匀率指标不超过20%。否则在多区拉断时会出现超前断裂现象，阻碍高弹形变的发生。为保证原料质量的平稳，纺丝供料最好定线、定纺位。对不同性能的原料应采用不同的拉断工艺。表1是不同原料不同拉断工艺的比较。
表1 不同原料不同拉断工艺的比较
类别总旦数/万旦强度/（cN/dtex）延伸/%热板温度/℃；热板牵伸/倍预牵伸/倍主牵伸/倍总牵伸/倍缩率/%Intaly123.32.7371101.311.281.525.8920台湾63×；21.9321301.391.2461.525.8723本公司1621.9641301.431.21.66.630本公司1622.3451401.361.251.545.928本公司1171.942501.21.321.526.320本公司1622.43601.11.451.76.8正规
注：1万旦=10/9千特克斯（ktex），63×；2是指用两股同时喂入。由上表可见，当强度达到要求后，延伸度指标较高，对毛条产品的重要质量缩率指标控制较为有利。
4.3 毛条拉断机车速的控制
由高弹形变产生的机理可知，车速越低，外力作用的时间越长，t/τ；2的比值越大，越有利于高弹形变的发展，获得理想缩率。但是在获得缩率的同时，拉断机的另一重要任务是把长丝束拉断，为保证拉断过程的顺利进行，同时也考虑到经济效益，车速的降低是有限的。实际生产中，当牵伸比和热板温度一定时调整拉断机车速对毛条缩率的影响曲线如图4所示。图4拉断机车速对毛条缩率的影响曲线在实际生产中（生产20%的膨体条），拉断机的速度应控制在180m/min～200m/min之间。
6 结语
安庆腈纶毛条装置采用多区拉断法生产毛条产品。采用多区连续低牵伸，可以增加腈纶丝束的喂入量和输出量，因？此质量好，产量高；多区拉断生产毛条对原料用料有着明确的要求，因此，腈纶毛条的质量既取决于腈纶丝束的质量，？又取决于毛条制造的质量。毛条制造时应根据不同性质的原料设计不同的工艺，其中高弹形变的顺利发生和拉断过程的有效控制是最重要的两个阶段。
[关键词]腈纶毛条；生产工艺；技术探讨
中图分类号：TQ342+.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0098-01
根据长丝束转化为短纤维条子时纤维断裂方法的不同，腈纶毛条的制造可分为拉断法与切断法两大系统。切断法适？于加工各类丝束，特别是丝束质量较差或延伸度高的腈纶纤？维；而拉断法则较为敏感，但因其工序简化、设备简单、产？量和劳动生产率高等因素近年来获得较快的发展，日趋普及。拉断法直接制条生产出的短纤维长度排列接近天然羊毛？条的纤维长度分布，因而改善并提高了纺纱性能，克服了采？用切断法所得的等长纤维在牵伸过程中不匀的缺点。本文试从纤维特性和过程机理来分析拉断法生产腈纶毛条的有关技术问题。
1 工艺流程
2腈纶纤维的结构特性及应用原理？腈纶纤维的大分子结构中，由于链节上主要官能团为强？极性的氰基（—；cn），相互间形成了极强的偶极子力，致使腈纶纤维大分子链呈不规则的螺旋构象；x光衍射图表明其超分子结构纬向无反射点，仅是二维有序，因此被认为是准晶态结构。这种准晶区的存在并不能阻止链段的大幅度热运动，而使纤维发生热弹性回缩。此特性常被用来生产腈纶毛条，成为改善腈纶品质的重要手段。
3 生产过程的机理探讨
3.1 缩率产生的机理分析及控制因素
根据腈纶毛条品质标准的要求，在生产膨体毛条时必须赋予其不同程度的缩率，而腈纶缩率的本质来源于腈纶热弹性的表现，因此在毛条生产过程中要保证腈纶高弹形变的顺利发展。
毛条拉断机主要由若干对拉伸罗拉组成，喂入的丝束经？过多次连续拉伸作用，大分子链伸长，部分伸直；进入主拉？区后，当外力达到一定程度，大分子间的结合力被破坏，产生滑移，单根纤维将在一弱点处产生断裂，拉断长度呈随机分布状态；之后进入再割区进行短纤维的长度控制。由此可？知，纤维断裂的条件是由纤维本身的断裂强度和断裂延伸度共同决定的。一般情况下，当强度满足要求时，延伸度越大，出条的缩率也越大，拉断过程如图2所示。
4 影响腈纶毛条工艺技术的因素及其控制
4.1 原料丝束含油率和回潮率对拉断工艺的影响
在毛条牵伸区域中，相互接触的纤维间发生滑移或有滑动趋势时，总阻力t0满足[1]：t0=t1（纤维之间的抱合力）+μ；p（纤维间的摩擦力）
由于腈纶纤维本身不含油脂且吸湿能力较小，后续加工时，在纤维与纤维之间、纤维与加工机件之间会出现静电现象。上油后，纤维表面形成一薄层油膜，隔开了纤维间的接？触，减小纤维表面分子间的吸引力，有效降低了摩擦系数；？同时油剂中表面活性剂与纤维摩擦，产生相反电荷，可消除静电。另外，从高弹形变的机理又可知，通过对丝束上油和含水量的控制，可以使油剂和水分子进入纤维内部，增大分子间的距离，改善了纤维的柔软性，从而有效调节纤维的增塑程度，使高弹形变活化能μ；p下降，有利于高弹形变的顺利发展。因此原料丝束油剂含量和回潮率的大小直接影响拉？断过程中的受力情况和出条质量。如果丝束含油和回潮率不能保持稳定的话，纤维在拉断工序就不能有效断裂，出条发生所谓粗细节现象，或出现纤维因静电吸附在罗拉表面的现象，使生产难以为继。由此看出，腈纶丝束含油和回潮的因素对毛条拉断工序的影响是广泛而重要的，它们一方面通过纤维本身表现在丝束的断裂强度、断裂延伸度的指标上，制约毛条的工艺设定；另一方面通过纤维的表面性能影响毛条加工过程中的适用性。根据生产经验，毛条工艺对丝束含油率的要求为两点：（1）用量适当；（2）分布均匀。安庆腈纶丝束含油率一般控制在35%左右，很好地满足了后道加工工序的要求。由于南北方气候等自然环境不同，纺丝加工对原料的回潮要求也会有细微不同，安庆腈纶对丝束回潮率指标一般控制在1.5%～2.0%。
4.2 原料丝束的断裂强度、断裂伸长率指标的影响
腈纶纤维的断裂强度和断裂延伸度等指标是由聚合、纺丝工艺加以控制的。从腈纶纤维的应力—；应变曲线[2]（见图3）可以看出，由于聚丙烯腈纤维具有很强的分子间作用力，结晶性能不很好，纤维内聚能密度相应较低，所以和其他合成纤维相比较，腈纶的强度偏低，延伸性能中等。
在拉断生产工艺中牵伸比值的分配与原丝的断裂强度、？断裂延伸性能指标密切相关。根据腈纶纤维的力学特性和实际生产经验，用于毛条生产的腈纶长丝，要求在保证强度指标的前提下，丝束断裂延伸度指标一般不低于30%，延伸不匀率指标不超过20%。否则在多区拉断时会出现超前断裂现象，阻碍高弹形变的发生。为保证原料质量的平稳，纺丝供料最好定线、定纺位。对不同性能的原料应采用不同的拉断工艺。表1是不同原料不同拉断工艺的比较。
表1 不同原料不同拉断工艺的比较
类别总旦数/万旦强度/（cN/dtex）延伸/%热板温度/℃；热板牵伸/倍预牵伸/倍主牵伸/倍总牵伸/倍缩率/%Intaly123.32.7371101.311.281.525.8920台湾63×；21.9321301.391.2461.525.8723本公司1621.9641301.431.21.66.630本公司1622.3451401.361.251.545.928本公司1171.942501.21.321.526.320本公司1622.43601.11.451.76.8正规
注：1万旦=10/9千特克斯（ktex），63×；2是指用两股同时喂入。由上表可见，当强度达到要求后，延伸度指标较高，对毛条产品的重要质量缩率指标控制较为有利。
4.3 毛条拉断机车速的控制
由高弹形变产生的机理可知，车速越低，外力作用的时间越长，t/τ；2的比值越大，越有利于高弹形变的发展，获得理想缩率。但是在获得缩率的同时，拉断机的另一重要任务是把长丝束拉断，为保证拉断过程的顺利进行，同时也考虑到经济效益，车速的降低是有限的。实际生产中，当牵伸比和热板温度一定时调整拉断机车速对毛条缩率的影响曲线如图4所示。图4拉断机车速对毛条缩率的影响曲线在实际生产中（生产20%的膨体条），拉断机的速度应控制在180m/min～200m/min之间。
6 结语
安庆腈纶毛条装置采用多区拉断法生产毛条产品。采用多区连续低牵伸，可以增加腈纶丝束的喂入量和输出量，因？此质量好，产量高；多区拉断生产毛条对原料用料有着明确的要求，因此，腈纶毛条的质量既取决于腈纶丝束的质量，？又取决于毛条制造的质量。毛条制造时应根据不同性质的原料设计不同的工艺，其中高弹形变的顺利发生和拉断过程的有效控制是最重要的两个阶段。