抗紫外纤维多用于制作防护服，为提高穿着舒适性，就要求对纤维永久性的抗紫外性能及舒适性进行改性。但是把多种功能集于同一纤维，会影响纤维的可纺性和染色均匀性。本课题选用纳米级抗紫外粉体，采用共聚法制得抗紫外PET切片，然后经过细旦异形纺丝制成抗紫外涤纶POY，再进行假捻变形后加工，在后加工的上油过程采用吸湿排汗专用油剂，有效克服了以往抗紫外纤维和吸湿排汗纤维陛能不足的缺点，成功地把多种功能集于一体，制得了共聚型吸湿排汗抗紫外细旦异形涤纶DTY。

　　1实验

　　1.1主要的试验原料和设备

　　VIA：浙江恒逸集团宁波逸盛石化有限公司生产，纤维级；EG：天津石化联化公司生产，化学纯；缩聚釜：国产6OL间歇装置；抗紫外粉体剂：FP—UV一2，上海颜氏超细粉体应用技术中心；研磨机：江阴市精达化工机械有限公司SW卧式砂磨机；北京德厚朴化工技术有限公司制造的DGD67—1型流化床预结晶加充填塔连续干燥设备；北京中丽制机化纤工程技术有限公司生产JK81.10525-00型长径比为25的螺杆；德国Barmag公司产ACW纺丝卷绕机；德国BarmagFK6一1000假捻变形机。

　　1.2工艺流程

　　抗紫外DTY生产的工艺流程如下所示。

　　2结果及讨论

　　2.1抗紫外粉体的选择

　　抗紫外纤维的制备一般是采用添加紫外线屏蔽剂进行纺丝或是表面涂层的方法生产，随着纳米技术的发展，共聚法生产抗紫外PET纤维越来越得到重视，但是共聚法生产抗紫外PET对粉体要求很高，尤其是纳米粉体，其分散性能要好，在分散过程中的团聚现象要比较容易解决。试验选用上海颜氏超细粉体应用技术中心生产的FP—uv.2纳米级PET纤维抗紫外粉体。其主要成分CeO2和TiO2，晶粒的尺寸在30～50liFO，紫外线透过率小于2%，比表面积大于1OITl2，pH值为6—8，干燥损失小于1.0%，灼烧损失少于2%，原生粒径为25nm，微量元素Fe的质量分数为20X10-6，Cu的为10×10-6，钠的为15X10-6，锶的为30×10-6，镁的为40×10-6，分散性能良好。

　　2.2抗紫外浆液的制备

　　纳米级抗紫外剂比较容易发生团聚效应，因此，抗静电浆液的制备对它在PET及纤维内部的分布均匀性至关重要，粉体浆液直接采用EG溶剂，由于EG是反应所需原料，不会对产品造成不良影响。

　　对浆液进行30min的研磨，然后在2300r/min高速搅拌分散约5h。短时间的研磨和高速长时间的搅拌分散，既避免了对粉体的破坏，又有效提高了浆液中粉体的分布均匀性。由于粉体与EG溶剂的相容性好，粉体密度适当，所制得的浆液分散均匀、储存稳定性好。浆液在使用加入前要再经30min的高速搅拌方可加入。

　　2.3抗紫外剂的添加方式

　　添加方式决定着抗紫外剂在PET纤维中的分布状态，进而将影响抗紫外纤维的性能和可纺性能。试验采用在酯化反应后的聚合反应阶段的中后期加人抗紫外浆料的方式加人抗紫外剂，在加人之前再次经过在150℃下约30min的高速搅拌分散处理，以避免加入后发生凝聚现象。

　　2.4抗紫外剂的添加置

　　抗紫外剂的添加量对抗紫外PET纤维的可纺性及常规物理性能指标和功能性指标都具有较大的影响。抗紫外剂的添加量太高，抗紫外效果加强，但是可纺性变差，熔体过滤器以及纺丝组件的使用周期明显缩短，纤维强度有所降低。如果添加量太低，可纺性好，常规指标无明显影响，但是抗紫外效果变差。抗紫外剂的质量分数为0.8%～1.0%最合适。

　　2.5抗紫外PET切片物理性能指标

　　抗紫外PET切片的主要物理指标可以满足纺丝需要。具体物理性能指标如表2所示

　　3纺丝工艺

　　3.1切片的干燥

　　在缩聚过程中，抗紫外剂分子无规嵌入PET大分子链中，改变了PET大分子链结构的有序性和刚性，使切片相应的玻璃化温度、冷结晶温度、熔点、特性黏度等较常规片有所下降，且含表层水也较常规切片高，切片进入预结晶器接触到热空气后，极易黏结，导致结晶不匀，严重时发生堵料现象。适当降低结晶温度、延长结晶时间、加大风量，同时降低干燥温度，延长干燥时间是保证结晶、干燥效果的关键。在切片结晶干燥过程中，经过分子筛处理后的空气露点必须保持在一85℃以下，送风压力0.15MPa，以保证干切片中水的质量分数在25×10以下。实验证明预结晶温度155～165℃，预结晶时间7O一90min。干燥温度150—155℃，干燥时间l2—15h，切片干燥效果好，干湿切片的特性黏度降小于0.005dL/g，水的质量分数在22×10左右。

　　3.2过滤条件

　　功能性改性剂的加入，导致抗紫外切片中灰分明显增多。纺制相同线密度的常规丝，选用258um过滤精度的预过滤器可以达到较好的效果，而纺制抗紫外纤维使用该精度过滤器时，组件压力变化甚微，但熔体过滤性能下降，滤后压力上升较快，过滤器更换周期缩短。在换用30pxn预过滤器后，其过滤周期相对延长，可持续20—25d不切换，组件使用时间稍微缩短，初始压力控制在12～130MPa，偏高选用，以改善熔体流变性能，提高纤维的性能指标。

　　3.3冷却条件

　　细旦异形抗紫外纤维，丝条的比表面积较大，容易冷却，如果冷却太快，容易使喷丝头拉伸不匀，影响后加工性能及染色]。为提高丝条性能，应适当缓和冷却条件，为此采用内环吹冷却方式，降低风速，提高风温，延缓冷却速度，使塑性区延长，使凝固点下移，减小喷丝头拉伸比，降低纺丝张力。试验证明，侧吹风风温为24—26℃；风速为0.3m/s；风湿85%较为适宜，条干不匀率为1.20%。

　　3.4纺丝速度

　　细旦异形抗紫外POY的生产，由于单丝线密度比较小，内外层结构容易使内外层差异很大，因此，纺丝速度不宜太高，如果纺丝速度太高，则丝条品质不匀，条干不匀率高，后加工比较困难。纺丝速度一般在2600—2700m/min选用。

　　3.5POY成品物性指标

　　生产的细旦异形抗紫外POY的性能指标如表3所示。

　　4假捻变形工艺

　　4.1丝速

　　细旦异形抗紫外纤维，在进行假捻变形生产时难度比较大。丝条的运行稳定性对成品品质影响很大，一旦出现运行波动丝条极易产生滑移，造成成品外观毛丝、僵丝并存，因此生产速度不宜太高，在500～550m/min范围内生产较为合适。

　　4.2拉伸比

　　拉伸比的选择使用，对成品丝条品质以及生产运转状态影响很大。拉伸比太高，加工时易产生毛丝，甚至毛团，且易产生过度拉伸条纹；拉伸比太低，丝条易产生逃捻，产生僵丝，僵点、染色段斑，卷曲收缩低，沸水收缩率高，蓬松性太差，易出现断头，运转困难。通过实验证明，拉伸比为1.60—1.65效果较好。

　　4.3速比

　　速比的选择应偏高选用。速比太低，会太高，产生毛丝、毛团；但速比也不应过高，否则太低，丝条运行不稳，易在假捻器处抖动打滑，产生僵点、僵丝，严重时丝条易缠绕假捻器，断头严重，运转困难。试验表明，速比选用在1.55～1.65较为合适。

　　4.4第一热箱温度和第二热箱温度

　　为减少毛丝的产生，第一热箱温度设定偏低选用。但太低不能保证拉伸所需热量，卷曲收缩太差。第二热箱温为定型温度，对纱线结构稳定性和手感都有一定影响，并有利于消除纱线的残余扭矩，便于织造的顺利进行。但设定太高会使卷曲收缩太低，手感变硬，一般第一热箱可选择165—180℃，第二热箱温宜选择在150～165℃。

　　4.5上油

　　为使抗紫外纤维具有优良的抗紫外性能的同时，也具有非常好的吸湿排汗性能，采用十字异形细旦产品的规格；并在假捻变形加工上油的时候采用美国3M的FC一226吸湿排汗整理型油剂进行加工后处理。该油剂有效成分具有很强的吸附性，不宜洗掉，吸湿排汗性能持续时间久，能够在增强纤维的吸湿排汗性能的同时，还有利于改进纤维织物染色的均匀性。

　　4.6抗紫外DTY主要物理性能指标

　　167dtex/144f细旦异形抗紫外DTY主要物理性能指标见表4。

　　4.7DTY成品功能性指标

　　紫外线防护系数UPF：53；UVA透过率：3.2%；UVB透过率：3.6%。

　　5结论

　　(1)选用适当的抗紫外粉体和加入方式是成功制得抗紫外PET纤维的关键，也是制得该纤维的功眭的根本保证。

　　(2)采用细旦异形的产品规格以及假捻变形加工的吸湿排汗油剂整理使细旦异形抗紫外纤维吸湿排汗功能性良好。

　　(3)采用合适的聚合、纺丝以及假捻变形工艺，可以生产出抗紫外和吸湿排汗性能优良的细旦异形抗紫外涤纶长丝DTY。

　　来源 张守运

该文章暂时没有评论！