對“節能、環保、創新”型聚氨酯紡紗牽伸膠輥的研制和應用實踐及效果的探討
金永華1 鄒小祥2
摘要：由于紡織科學技術的不斷進步與發展，紡紗設備的更新換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，高檔高附加值產品的開發，優質高效工藝工作的需要，對丁腈膠輥的現有性能和適紡性受到了較大的挑戰。研究開發新型原料和制造工藝的創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良的彈性，極佳的耐磨性和耐油性與抗臭氧性，優異的各項物理機械性能完全能適應紡紗工程的發展需要；介紹了聚氨酯膠輥的制作工藝技術要求和注意事項。
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，延長無動程紡紗膠輥的回磨周期與使用壽命，能改善成紗質量和降低錠差并保持良好的穩定性；加抗靜電劑或導電成份后其抗纏繞性強，能適應車間溫、濕度的突然變化而正常生產。不吸收任何涂料和清洗劑，是真正的表面不處理膠輥。其應用前景十分廣闊，有利于紡織企業方便管理和降低生產成本。
關鍵詞：丁腈橡膠原材料的缺陷；聚氨酯彈性體材料和膠輥的技術特性；制作方法和注意事項；適紡性；質量
一、研究開發聚氨酯紡紗牽伸膠輥的理論和實踐狀況及原因
隨著世界紡織工業突飛猛進地不斷發展和科學技術的進步，使得紡紗器材的應用技術從材質到設計，制造工藝均發生了巨大的轉變和發展，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“重加壓、高速度、高效率”等眾多紡紗工藝技術的應用。
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“小隔距、重加壓、緊鉗口、強握持”的高速高效紡紗工藝技術，揭開了紡紗牽伸部件新的一頁，實現了紡紗牽伸膠輥與膠圈材料的第二次技術革命。
八十年代中期至二十一世紀初近二十余年來，紡紗牽伸工藝的發展和設備技術的更新與改造，紡織橡膠企業又研制了高彈性低硬度丁腈膠輥與膠圈（特別是內花紋膠圈）投放市場使用，為改善成紗質量奠定了良好而堅實的基礎。近十年來，羧基丁腈橡膠的應用，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量和保持其穩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，成紗質量的穩定性和膠輥的使用壽命等受到了極大的挑戰而顯示性能不足，較難適應新原料、新技術、新工藝、新設備的牽伸型式正常生產的需要。向我們提出了新的課題和期望；黨中央和國務院要求開發新的產品，必須遵循“節約能源資源，保護生態環境，保證安全健康”的原則，為子孫后代造福，給各行各業研究開發新產品提出了新的思路和責任與義務，我們紡橡器材行業一定要認真嚴格照辦。
理想的紡紗牽伸膠輥，必須具有優良的彈性，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；其無規則的結構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量下降，產生早衰龜裂，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皮輥間新制作的軟膠輥在生產應用中，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，而物理吸附和化學吸附均同時存在。當膠輥和膠圈在運轉中受到擠壓、拉伸、摩擦時就會產生靜電效應。若電位差達不到零時就會產生纖維纏繞現象。
任何兩種固體材料，由于化學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生電荷的重新分配，在分離的過程中就會產生靜電作用和產生電位差。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。客觀地講，紡織企業由于設備、紡紗原料、生產品種、管理水平不盡相同而異，不許使用進口或國產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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