现代纺织技术-纺纱技术试题及答案.docx

试题一

Q:分析比较说明原料纤维细度及不匀对成纱强度的影响程度（实例或推导）

A：纤维的细度对成纱的条干不匀率有很大影响。纱的条干不匀率反映了纱的短片段内粗细不匀的情况,它除了影响织物外观外,还影响纱的强度。纱的条干不匀率高的纱,强度低。

成纱的理论极限不匀率的一般表达式(不考虑纤维的细度不匀时)为

但如果考虑到纤维的细度不匀的影响,则成纱的极限不匀可由著名Martindale公式表示为

式中n为纱条截面内平均纤维根数，Cf为纤维的截面积不匀。

由Martindale的纱条极限不匀公式可以看出,纱条极限不匀由成纱截面内的纤维根数和截面积不匀两部分决定,亦即成纱的不匀不仅受纤维细度的影响,还和纤维的细度不匀有着直接的关系.此影响可以表述为纤维细度和细度不匀越大,纱线条干不匀越大。

一．混纺纱纤维细度及细度不匀与成纱极限不匀关系的理论模型

现在考虑2种纤维混纺的情况,设该两种纤维的混纺比分别为k1和k2(k1+k2=1),细度(tex)分别为T1和T2,细度不匀(变异系数)分别是C1和C2,则两种纤维混合后混合纤维的平均细度为T,细度不匀为Cf,可推倒出相应的两个计算公式：

设纱线特数为Tt,则成纱截面内平均纤维根数n=Tt/T,将n和Cf代入式(1)和式(2)可分别计算出成纱极限不匀率CA和CB.同时可求出CB和CA两者的比值：

所以当混合纤维的细度不匀Cf很小时,CB与CA应该差异不大.

二．罗布麻/棉混纺纱实验的验证与分析

表1纤维性能参数表

表2为由理论模型计算出得各种棉混纺比下的棉与罗布麻混纺纱条干理论极限不匀值以及实测的成纱条干不匀CV值.

表2棉与罗布麻纺14.5tex混纺纱不匀率比较

将纱线的理论极限不匀和成纱的实测条干CV值、断裂强度、断裂伸长率对不同混纺比作关系曲线,分别如图1、图2、图3所示.

图1罗布麻和棉混纺纱的不匀率和苎麻混纺比关系曲线

图2罗布麻纤维含量对成纱断裂强度的影响关系曲线

三．实验结果分析

从表3及图1、图2可见:

1.成纱的极限不匀CA和CB的变化趋势是一致的,都是随着罗布麻纤维含量的增加而增加.这是因为罗布麻纤维的细度及细度不匀均大于棉纤维,罗布麻纤维含量越高,成纱截面内纤维根数越少,混合纤维的细度不匀越大,故成纱的极限不匀CA和CB越大.

2.成纱的极限不匀CB因考虑了混合纤维的细度不匀Cf而大于CA,与实测的条干不匀值更接近,两者相差的部分就是纺纱过程中工艺及机械因素造成的附加不匀.本示例中,CV和CB约差异近30%左右,即工艺流程的附加不匀约占30%,而随机不匀约占成纱不匀的70%,由此可知降低纤维随机排列造成的不匀对改善成纱条干意义重大.

3.实测的混纺纱条干不匀CV与理论极限不匀CB的变化趋势非常相似,并且与混合纤维细度不匀Cf变化趋势一致,由此说明混合纤维细度和细度不匀均要影响混纺纱条干;其影响规律符合理论分析,即混合纤维细度越细,细度不匀越小,混纺纱条干越好.因而启示我们要纺出条干均匀的混纺纱,应选配纤维细度细和细度不匀小的原料.

4.随罗布麻纤维的含量从10%增加到40%,混合纤维的细度不匀Cf的变化达到70%左右,而CA和CB的最大差异仅为11%.所以尽管纤维的细度不匀对成纱均匀度有一定的影响,但比起细度本身的影响还是小得多,因此,最终的成纱极限不匀主要是受纤维细度的影响,纤维的细度愈细,成纱条干愈好.

5.由图2可知,棉/罗布麻混纺纱的断裂强度随纱中罗布麻纤维含量的减小而呈增大趋势,这是因为罗布麻纤维的断裂强力、长度均匀度均低于棉纤维.但成纱的断裂强度在罗布麻的含量为23%左右达到峰值.从提高成纱强力,获得条干均匀的优质纱线的角度考虑,罗布麻纤维含量在10%～25%之间比较适宜.

四．结论

(1)纤维的细度不匀对混纺纱均匀度有一定影响,考虑了混合纤维细度不匀所得到的成纱极限不匀比仅考虑纤维细度所得出的成纱极限不匀更接近混纺纱的实际不匀.

(2)尽管混合纤维的细度不匀对混纺纱均匀度有一定的影响,但比起纤维细度性能的影响还是小得多,最终的成纱极限不匀主要和纤维细度有关,纤维细度越细,混纺纱均匀度越好。

(3)罗布麻与棉混纺成纱时,罗布麻纤维的含量小于25%时,混纺纱的成纱条干CV值、断裂强度等质量指标均较好,可达到类似纯棉纱的优质纱水平.如要在棉麻织物中较多的体现罗布麻纤维的特性可适当增大其含量,但成纱的断裂强度会趋于减小,条干CV值趋于增大.

试题二

Q：举例说明混合原料的性能对混纺纱性能的影响（强力、伸长、断裂功）

A:当竹浆纤维和棉纤维混纺时,由于两者断裂伸长率不同,断裂伸长小的棉纤维先断裂,当棉纤维断裂后,只有竹浆纤维继续承担负荷,直至纱线完全断裂,混纺纱的混纺比与断裂强度密切相关。设纯棉纱的断裂强度为Sc,断裂伸长