MC尼龙条卷筒管的性能及纺纱实践

王显方，宋永生，苗自忠，董 洁

（1.陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000；2.陕西昌荣纺织有限责任公司，陕西宝鸡 721004；3.河南平棉纺织集团有限公司，河南平顶山 467021；4.咸阳工业尼龙材料厂，陕西咸阳 712000）

MC尼龙条卷筒管的性能及纺纱实践

王显方1，宋永生2，苗自忠3，董 洁4

（1.陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000；2.陕西昌荣纺织有限责任公司，陕西宝鸡 721004；3.河南平棉纺织集团有限公司，河南平顶山 467021；4.咸阳工业尼龙材料厂，陕西咸阳 712000）

为了改善条卷机用铝合金筒管寿命短、耐磨性差、易氧化、制作工艺复杂的问题，分析了MC尼龙的性能，探讨了MC尼龙条卷筒管的制作工艺过程及结构特征，测试了其性能与纺纱效果。与铝合金筒管对比试验表明：MC尼龙筒管具有优良的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性，其结构性能与成纱质量较优，使用性价比较高。

MC尼龙；条卷筒管；铝合金筒管；筒管制作；性能检测；韧性；纺纱试验

表1 两种材料性能的比较

由表1可知，与铝合金相比，MC尼龙摩擦因数比铝合金低约10倍，质量比铝合金低约3倍，MC尼龙具有质量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐、抗蠕变、耐冲击等特点［4－5］，尼龙的熔点低、聚合温度低、结晶度高、分子量大、流动性好，成品制作工艺简单，因此，其制品可代替铜、铁、铝在工业生产中应用。

2 MC尼龙条卷筒管制作工艺过程

选用一定质量的原料，在高温下溶解，通过减压蒸馏去除水分，加入一定质量分数的催化剂和活化剂，搅拌均匀后，迅速注入预热过的模具中，经过一段时间聚合反应后，冷却脱模，经过数控车床加工，生产出满足条卷机和精梳机工艺要求的筒管。

3 MC尼龙条卷筒管性能测试

3.1 试样制备

通过上述配方和成型方法制成的条卷机筒管112mm×80mm×225mm（外径×内径×长度）试样2份，试样一保持干燥状态，试样二放置在温度25℃、相对湿度65%左右的环境中（模拟纺织厂环境）吸水达到饱和状态，分别对吸水前和吸水后的试样按照相关测试标准进行性能对比试验［6］。

3.2 试验设备

YAW－2000型全自动压力试验机：济南永科；WDW－100型微控电子万能试验机：济南高盛；XJJ－50型简支梁冲击试验机：深圳三思。

3.3 性能测试

压缩强力测试引用GB／T 1043—1993标准；拉伸力学性能参照GB／T 1448—2005标准进行；弯曲性能执行GB／T 2301—2004标准；悬臂梁冲击强度按GB／T 9341—2000标准测试。

4 结果与讨论

4.1 两种状态下试样的晶相分析

采用JSM－6490LV型扫描电镜对MC尼龙条卷筒管的断面形貌进行分析，结果见图1。

图1 筒管断面形貌的SEM照片

由图1可以看到，MC尼龙筒管饱和吸水后比干燥状态晶粒均匀，无分层和缩孔；而干燥的MC尼龙筒管有轻微的分层和微孔出现。这是因为MC尼龙中的基团与水分子反应后生成交联结构，交联结构破坏了原来分子空间排列的规整性，减少了氢键的数量，使MC尼龙结晶度下降，降低了反应时形成的内应力，从而减少了材料的内部缺陷［7－8］。

4.2 两种状态下试样的力学性能比较

应用上述试验设备，采用相关标准在常温常压下，分别对两种试样进行压缩、拉伸、弯曲和冲击性能进行试验，所得的力学性能结果见表2。

表2 两种试样力学性能对比试验结果

5 MC尼龙筒管在纺织上的应用

5.1 在A191型条卷机上的应用

在A191型条卷机使用MC尼龙筒管时，采用与铝质筒管完全相同的尼龙筒管尺寸形状，外形尺寸见图2所示，不同的是把筒管两端的堵头去掉，将MC尼龙筒管改为直通管，把堵头用优质钢加工如图3所示的尺寸，然后通过3个螺钉将堵头固定在A191型条卷机的盘片上，开关车时，通过压力使盘片分开，放入空筒管和取出满筒管。

图2 MC尼龙筒管外形尺寸

图3 堵头外形尺寸

MC尼龙的抗冲击强度是铝合金的数倍，经过一段时间使用后未出现裂痕和破碎问题，没有一例破损，寿命较长。MC尼龙筒管质量较轻，大大地减轻了操作人员工作强度；尼龙筒管可根据需要制作成不同颜色，而且丝毫不污染棉卷，为生产带来了很大的方便，且价格低于铝合金筒管。

5.2 在A201D型精梳机上的纺纱试验

试验设备：A201D型精梳机，小卷定量为45g／m，钳板速度为165钳次／min，精梳落棉率为16%，精梳条定量为15g／（5m）［11］。

试验仪器：Y301型条粗测长仪，电子天平，Y311型条粗条干均匀度仪。

试纺品种：CJ 14.5tex。

试验方法：在上述6眼精梳机上，采用相同的工艺参数和试验方法，分别用6个MC尼龙筒管和6个铝合金筒管进行试纺，并检验精梳条重量不匀率和条干不匀率，试验结果如表3。

表3 两种筒管在A201D型精梳机上纺纱试验对比

由表3可知：使用MC尼龙筒管后，精梳条的重量不匀率和条干不匀率均降低1个百分点；重量偏差降低了2个百分点，半制品质量得到提高。这是由于MC尼龙筒管质量比铝合金筒管轻2倍，满筒和空筒之间的重量差异减少，减小了棉层在退绕时的摩擦力，避免了棉层的意外伸长，降低了精梳条的不匀率，提高了精梳条质量。在A201D型精梳机上使用一段时间后，精梳条质量稳定，同时因MC筒管质量较轻，减轻了值车工劳动强度。另外，为了满足精梳空管自停的需要，设计MC筒管时在筒管外径两侧制作了两个宽为30mm的金属导电环（见图2所示），完成空管自停，为值车工的操作也带来了方便［12］。

6 结论

新购置的MC尼龙精梳系列筒管在运输时应注意轻拿轻放，避免挤压；使用时应在车间里放置24h～48h后再上车使用。经过有关部门鉴定和部分纺织厂使用，该筒管使用寿命长达8a～10a。

MC尼龙材料具有机械强度高、质量轻、耐腐蚀、自润滑、噪声低、耐磨性能好、使用寿命长等特点，可成功取代铜、铝、钢、铁等金属材料应用在纺织领域。经国内上百家棉纺织企业使用，MC尼龙精梳系列筒管纱线质量稳定，性价比较高，综合效益显著，现已畅销国内外。

［1］樊学龙.A191型条卷机筒管的改造［J］.棉纺织技术，2007，35（3）：62.

［2］张海燕，李根臣，王树伦，等.MC尼龙的应用研究进展［J］.工程塑料应用，2010，38（12）：88－90.

［3］李春梅，孙友松，周先辉，等.高效重载螺旋传动技术的研究开发综述［J］.机械设计与制造，2011（2）：252－254.

［4］李枭，黄伯芬，杨桂生，等.浇铸尼龙6／ABS聚合物合金的研究［J］.塑料工业，2011，39（11）：52－55.

［5］侯连龙，杨桂生.改性浇铸尼龙的研究进展［J］.高分子通报，2007（6）：15－23.

［6］吴鹏，刘景梅，吴红燕.尼龙制品含水率对其质量判定的影响［J］.机车车辆工艺，2011（5）：40－41.

［7］刘诗乐，李陈郭，赵京波，等.基于己内酰胺和乙醇胺的聚酯酰胺合成及表征［J］.高分子学报，2012（1）：33－35.

［8］王丽娥，于杰，何敏，等.短玻璃纤维增强低熔点尼龙6复合材料的性能研究［J］.胶体与聚合物，2010，28（1）：29－31.

［9］魏珊珊，姚峰，刘亦武，等.尼龙6／改性MCA复合材料的力学性能研究［J］.矿冶工程，2009，29（3）：88－91.

［10］张纱，王世博，葛世荣.铸型尼龙端面扭动与滑动摩擦学行为研究［J］.摩擦学学报，2011，31（4）：375－378.

［11］徐少范.棉纺质量控制［M］.北京：中国纺织出版社，2007：28－30.

［12］任家智.纺织工艺与设备［M］.北京：中国纺织出版社，2008：104－105.

TS103.22＋4

B

1001－9634（2012）05－0029－03

条卷机筒管是精梳准备和精梳工序的关键器材之一，由铝合金铸造而成，使用中缺点较多：一是寿命短，铝合金材料较脆，经不起摔打撞击，使用一段时间后会出现裂痕或端盖脱落；二是耐磨性差，特别是筒管两端易磨损，产生毛边，棉卷退绕时易粘连，严重影响精梳条质量；三是易氧化，在纺织厂高温高湿环境下，铝筒管的表面易产生黑色氧化铝层污染棉卷，使成纱质量下降，夏季最为严重；四是铝合金价格高，制作工艺复杂，使用成本较高［1］。咸阳尼龙材料厂用己内酰胺聚合物制作了MC尼龙条卷机筒管，强度高、韧性好、耐冲击性能好、耐腐蚀性好、耐磨性好，经多年使用，受到好评。但在使用过程中也发现了一些问题，主要是产品样品在测试时符合技术条件要求，但有些厂家使用时却出现成批破损问题。为此笔者根据尼龙吸湿性较大的特点，进行了两种极端条件（即干燥和饱和含水率条件）下吸湿性对其性能影响的研究。

1 MC尼龙的含义及性能

MC尼龙是尼龙6的一种，又称浇铸尼龙，结构式为［NH（CH2）mCO］n，式中m和n可为5、10、11等［2］，是利用己内酰胺单体为原料，在常压下，将原料熔融后通过加入一定量的碱性催化剂和活化剂等助剂发生阴离子开环聚合反应，制成待聚单体，然后直接注入预热的模具中，使其很快地进行聚合反应，凝结成坚韧的固体胚件；再经过有关工艺处理，得到预定制品。MC尼龙材料与铝合金材料的物理、力学、热学、摩擦和磨损性能比较见表1（以下数据由厂家提供）［3］。

2012－04－29

王显方（1966—），男，内蒙赤峰人，副教授，主要从事新型纺纱技术、机电一体化技术及新型纺织器材开发技术的研究。