阻燃用聚酰亚胺纤维混纺纱的开发与工艺研究

摘要

聚酰亚胺纤维由于其稳定优异的性能而被广泛应用在航空航天和工业生产中，但作为一种价格昂贵的高性能纤维，在服装领域中却很少有应用。本论文以聚酰亚胺纤维为对象，从兼顾阻燃性能和服用舒适性出发，考虑到降低成品的价格及提高纤维的可纺性，研究了其与阻燃粘胶纤维的混纺工艺。纺制了7种比例的混纺纱线并分别织成阻燃防护内衣用的针织面料，并对纱线和面料的性能进行系统研究和分析。优选出最佳混纺比的织物面料，为聚酰亚胺纤维开发消防员、特警用内衣提供了技术参考，为其市场推广提供了理论依据。具体的工作内容如下：
　　首先，对聚酰亚胺纤维和阻燃粘胶纤维的微观结构、力学、回潮率等性能进行了测试分析。结果表明聚酰亚胺纤维阻燃性能优异，明显优于阻燃粘胶纤维，且具有优良的强伸性能。但它也存在一定的不足，如较低的吸湿回潮率、较高的体积比电阻，这些特点必然会导致其纺纱过程静电严重等问题。阻燃粘胶纤维由于回潮率高、比电阻低等性能使其具有很好的可纺性，与聚酰亚胺混纺不仅能提高产品的可加工性，还能显著降低产品的价格，达到优势互补的目的。
　　其次，以开发阻燃防护内衣为出发点，试织了7种聚酰亚胺纤维/阻燃粘胶纤维混纺比例的纱线，并对各混纺比下的纱线性能进行了分析比较，可知：随聚酰亚胺纤维含量的增加混纺纱的断裂强度逐渐增加、混纺纱线的条干均匀度呈逐渐恶化的趋势、毛羽指数逐渐变大。在纺纱试验过程中，要注意保持良好的环境温湿度并采取抗静电措施。
　　然后，在所得纱线的基础上分别针织了7种聚酰亚胺纤维/阻燃粘胶纤维混纺比例的织物，并对阻燃性能、热湿传递性能及力学性能相关的指标进行了测试与分析，可知聚酰亚胺纤维能明显改善织物的阻燃性能，当织物随聚酰亚胺纤维含量为100％时，阻燃性能最好；且随着聚酰亚胺纤维含量的增加，混纺织物的透湿性、水挥发能力、强力和尺寸稳定性逐渐增强；透气量、吸湿性、导湿能力、整体下降；起毛起球呈逐渐恶化的趋势。另一方面运用模糊综合评价进行综合排序，结合市场因素优选出最佳比例的混纺织物。聚酰亚胺纤维/阻燃粘胶纤维在70/30下的混纺织物模糊综合评价指标较高，不仅满足阻燃要求，且有很大的商业开发价值。
　　最后，总结混纺工艺和混纺比优选的基础上，对聚酰亚胺纤维/阻燃粘胶纤维70/30的细纱工序做了一定的优化工作，通过单因子试验和正交试验方案，研究了细纱加工的上下销钳口隔距、捻系数、后区牵伸倍数对纱线性能的影响情况。然后,通过极差分析、方差分析得到了理论上各因子的最佳工艺参数，即细纱上下销钳口隔距大小4mm，捻系数320，后区牵伸倍数1.06倍。最终经补充试验验证了最佳工艺参数组合的可行性及稳定性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2纺织品阻燃技术的发展

1.3阻燃纺织品

1.4织物阻燃性能评价方法

1.5课题提出及原料概述

1.6主要研究内容

第二章 聚酰亚胺纤维与阻燃粘胶纤维的性能测试

2.1纤维性能测试

2.2 测试结果分析

2.3本章小结

第三章 聚酰亚胺/阻燃粘胶混纺纱线及织物的制备

3.1 原料来源

3.2纱线及工艺流程的设计

3.3纱线性能测试

3.4纱线性能分析

3.5织物的设计与织造

3.6本章小结

第四章 聚酰亚胺/阻燃粘胶混纺比优选

4.1织物的阻燃性能测试

4.2织物的热湿传递性能测试

4.3织物热湿性能结果与分析

4.4织物力学性能测试及分析

4.5织物综合性能的模糊聚类分析

4.6本章小结

第五章 聚酰亚胺/阻燃粘胶纺纱工艺的优化

5.1试验条件

5.2单因子试验与结果分析

5.3纺纱工艺优化试验与结果分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望与进一步的工作

参考文献

致谢