對“節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新”型聚氨酯紡紗牽伸膠輥的研制和應(yīng)用實踐及效果的探討
金永華1 鄒小祥2
摘要：由于紡織科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，紡紗設(shè)備的更新?lián)Q代及牽伸型式的進步與變化，眾多新型合成纖維的研制與投紡，高檔高附加值產(chǎn)品的開發(fā)，優(yōu)質(zhì)高效工藝工作的需要，對丁腈膠輥的現(xiàn)有性能和適紡性受到了較大的挑戰(zhàn)。研究開發(fā)新型原料和制造工藝的創(chuàng)新型紡紗牽伸膠輥已時不可待。簡述了丁腈膠原料的主要弊端與局限性；介紹了聚氨酯彈性體材料具有極其優(yōu)良的彈性，極佳的耐磨性和耐油性與抗臭氧性，優(yōu)異的各項物理機械性能完全能適應(yīng)紡紗工程的發(fā)展需要；介紹了聚氨酯膠輥的制作工藝技術(shù)要求和注意事項。
聚氨酯紡紗牽伸膠輥的適紡性能廣而強，能適紡各類纖維原料和混紡生產(chǎn)，延長無動程紡紗膠輥的回磨周期與使用壽命，能改善成紗質(zhì)量和降低錠差并保持良好的穩(wěn)定性；加抗靜電劑或?qū)щ姵煞莺笃淇估p繞性強，能適應(yīng)車間溫、濕度的突然變化而正常生產(chǎn)。不吸收任何涂料和清洗劑，是真正的表面不處理膠輥。其應(yīng)用前景十分廣闊，有利于紡織企業(yè)方便管理和降低生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞：丁腈橡膠原材料的缺陷；聚氨酯彈性體材料和膠輥的技術(shù)特性；制作方法和注意事項；適紡性；質(zhì)量
一、研究開發(fā)聚氨酯紡紗牽伸膠輥的理論和實踐狀況及原因
隨著世界紡織工業(yè)突飛猛進地不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，使得紡紗器材的應(yīng)用技術(shù)從材質(zhì)到設(shè)計，制造工藝均發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變和發(fā)展，特別是作為紡紗重要部件的膠輥與膠圈更是如此。
二十世紀前四十年，紡紗牽伸膠輥與膠圈均由牛皮或小羊皮所制，取代了軟木紡紗部件無疑是一場可苦而有積極作用的技術(shù)革命，但由于接頭處在牽伸運行中打頓，影響了成紗條干均勻度，而且還限制了紡紗牽伸部件難以實現(xiàn)“重加壓、高速度、高效率”等眾多紡紗工藝技術(shù)的應(yīng)用。
五十年代中期，由于丁腈膠取代了牛皮或小羊皮所制成的皮輥與皮圈紡紗，解決了前紡和后紡牽伸部件適應(yīng)“小隔距、重加壓、緊鉗口、強握持”的高速高效紡紗工藝技術(shù)，揭開了紡紗牽伸部件新的一頁，實現(xiàn)了紡紗牽伸膠輥與膠圈材料的第二次技術(shù)革命。
八十年代中期至二十一世紀初近二十余年來，紡紗牽伸工藝的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的更新與改造，紡織橡膠企業(yè)又研制了高彈性低硬度丁腈膠輥與膠圈（特別是內(nèi)花紋膠圈）投放市場使用，為改善成紗質(zhì)量奠定了良好而堅實的基礎(chǔ)。近十年來，羧基丁腈橡膠的應(yīng)用，大幅度地提高了膠輥與膠圈的彈性和耐磨性，研制了表面不處理膠輥和微處理膠輥，不處理膠圈，為進一步改善成紗質(zhì)量和保持其穩(wěn)定性起到了促進作用。
近五年來，隨著眾多紡紗纖維原料和合成纖維的研制成功與投紡，氨綸包芯紗，緊密紡無動程紡紗工藝的要求，丁腈膠輥和羧基丁腈膠輥的適紡性、彈性、耐磨性，成紗質(zhì)量的穩(wěn)定性和膠輥的使用壽命等受到了極大的挑戰(zhàn)而顯示性能不足，較難適應(yīng)新原料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的牽伸型式正常生產(chǎn)的需要。向我們提出了新的課題和期望；黨中央和國務(wù)院要求開發(fā)新的產(chǎn)品，必須遵循“節(jié)約能源資源，保護生態(tài)環(huán)境，保證安全健康”的原則，為子孫后代造福，給各行各業(yè)研究開發(fā)新產(chǎn)品提出了新的思路和責任與義務(wù)，我們紡橡器材行業(yè)一定要認真嚴格照辦。
理想的紡紗牽伸膠輥，必須具有優(yōu)良的彈性，較小的壓縮變形和極佳的耐磨性，良好的抗靜電性和吸放濕性，抗纏繞性強，耐油性能好，穩(wěn)定而均勻的硬度，適紡性能廣泛而強，抗臭氧耐老化龜裂性強等。
1、對丁腈膠輥原材料丁腈膠輥主要特性弊端的簡單分析
（1）丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈單體聚合而成。但丁腈橡膠在聚合時，丁二烯和丙烯腈的分子排列并不規(guī)則而顯示出雜亂無章，可以認為它是由丙烯腈含量不同的分子所組成；其無規(guī)則的結(jié)構(gòu)直接影響了膠輥與膠圈制品的均一性。而不飽和的丁二烯雙鍵卻注定了它的耐臭氧性能差，耐油性受到一定的影響，使丁腈膠輥與膠圈隨著臭氧和油的侵襲而質(zhì)量下降，產(chǎn)生早衰龜裂，造成成紗條干均勻度的惡化和毛羽疵點的增加，使膠輥與膠圈的使用壽命明顯降低。
（2）由于丁腈橡膠原材料具有一些局限性，使其綜合性能之間矛盾較多而相互制約，故在提高膠輥與膠圈的彈性和耐磨性能上“顧此失彼”。而丁腈橡膠材料本身并不同時具備優(yōu)良的彈性和極佳的耐磨性，故高彈性低硬度膠管的制造和紡織企業(yè)皮輥間新制作的軟膠輥在生產(chǎn)應(yīng)用中，其彈性和耐磨性之間的差異也比較明顯，還遠不能滿足紡紗工程的需要。
（3）不穩(wěn)定的防纏繞性；紡紗時要使纖維不纏繞膠輥，卻直接取決于纖維和膠輥本身的表面性能。在紡紗過程中，纖維吸附在膠輥的表面，而物理吸附和化學(xué)吸附均同時存在。當膠輥和膠圈在運轉(zhuǎn)中受到擠壓、拉伸、摩擦時就會產(chǎn)生靜電效應(yīng)。若電位差達不到零時就會產(chǎn)生纖維纏繞現(xiàn)象。
任何兩種固體材料，由于化學(xué)的組成成份不同或物理狀況相異。當兩者相互接觸時就會產(chǎn)生電荷的重新分配，在分離的過程中就會產(chǎn)生靜電作用和產(chǎn)生電位差。丁腈橡膠配方中需要很多添加配合劑來提高膠輥與膠圈的耐磨性、抗靜電性能；而大量的高能表面無機化合物的加入，增大了體系的表面能，故而較難用改性劑來降低其表面能來改善膠輥的抗纏繞性?？陀^地講，紡織企業(yè)由于設(shè)備、紡紗原料、生產(chǎn)品種、管理水平不盡相同而異，不許使用進口或國產(chǎn)的表面不處理膠輥紡紗時（特別是合成纖維），均不能保證膠輥絕不纏繞纖維。
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