摘要
传统环锭纺技术已满足不了人们对高端纱线产品的需求。如何开发出新型高功能、高附加值的纱线是目前亟待解决的技术问题。采用复合纺纱技术制备核壳结构纱，能有效分配不同功能和性能的材料，并进行线性优化排布，实现不同材料之间的性能优势互补，提高纺织品功能的附加值。但是，目前已有制备核壳结构复合纱线的纺纱生产技术，仍存在瓶颈难题：1）难以有效包覆大量静态空气形成稳态中空结构纱；2）低捻包覆易漏芯，高捻包覆芯材扭转变形大、易损伤。在纺织生产加工中，摩擦纺核壳结构复合纱成纱速度较高、纤维适用性广泛，最大的优势是包覆率高、条干均匀，具有较好发展前景。 针对核壳结构成纱技术难题，本论文以摩擦纺纱为技术主体，创新应用弹性中空线性材料，开创无损包覆纺纱方法，开发了新性能、多功能的核壳结构复合纱线及其织物产品。 首先，本论文利用中空材料的支架结构和摩擦纺纱技术的包覆机理，制备了一种具有核壳结构的中空棉基（简称SCH）复合纱线及其织物，应用于隔热、保温场景。结果分析表明：与传统的退维空芯纱相比，SCH纱线织物具有优异的回复能力，其压缩回弹率为85.07%；抗皱性能较好，缓弹性恢复角达114.3°；持久保温效果优良，经多次压缩实验后，保温率仅下降了7.03%。说明此方法提升了中空棉纺织品的稳定性、压缩回弹性、耐久性和保暖性等附加值，改善了压缩形变恢复性能差的非支撑性中空结构纱线的缺陷。 其次，本论文基于正捻环锭纺与反捻摩擦纺的工艺结合，构建出适用于脆性玄武岩（简称BS）纤维材料的无损包覆纺纱技术，通过摩擦纺纱方法，成功构建了无机/有机纤维复合具有核壳结构的BS@PI纱线，并织造出用于高耐火性防火服面料。相关的系列实验结果及其分析显示：对比其他样品，BS@PI纱线具有优异的力学性能，其拉伸强力为16.88±1.06N，打结强力（5.86±0.73N）比BS长丝（0.16±0.04N）高36.63倍；热稳定性能好，在800℃时的残炭量为69.34%；极强的阻燃性能，被点燃后0.3秒自熄。并且织造的BS@PI织物具有良好的皮肤友好性和优异的防火性能，个人热防护值达33.71cal/cm2。 最后，本论文大批量生产制造了防火纱线和织物，充分说明了无损包覆加工技术，完全可以实现工业化生产。这种持续可扩展的制造技术和优异的产品性能为无机纤维在可穿戴纺织品中的应用提供了一条高效的商业加工路线。
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