胶辊性能与纺纱工艺的对应关系(二)

maomao

文　皖

2  胶辊的弹性

2.1  胶辊弹性的概念

2.1.1  橡胶弹性是指橡胶交联反应后软性链段与硬性链段分布状态，橡胶软性链段分布越宽或数量越多则弹性越好，但分子间的内聚能越小，模量越低；反之内聚能越大，模量越高。

2.1.2  氨纶是高弹性材料，冲击弹性几乎高出丁腈橡胶1倍，但因大分子结构使其内聚能小、模量低，连续动态外力作用下瞬间弹性恢复率约70％。

2.1.3  橡胶弹性的具体表现，是外力作用下的形变与恢复。一般有3种表现形式：静态压缩外力作用下的形变与恢复；静态垂直外力作用下的瞬间形变与恢复（冲击弹性）；连续动态外力作用下的瞬间形变与恢复。

2.2  弹性恢复性能与纺纱工艺的对应关系

胶辊处在一个不断加压并连续运转的状态，研究橡胶的弹性，应该是运动状态下的弹性恢复性能。在相同压力的作用下，橡胶的硬度越高、弹性模量越大，瞬间的速度、体积恢复性能越好。胶辊回转瞬间的速度、体积变化见图3所示。

图3中A 为胶辊加压时下沉量最大处；B为回转瞬间必须恢复的体积（约3.5×4×28 mm3）；C 为回转瞬间的方向、速度（约0.3 s）。

增大包围弧等同于加强对纤维的控制能力，但关键是被压缩体积在回转瞬间的弹性恢复。罗拉表面不等距的齿槽，导致胶辊被压缩、推进、填充的同时，还承受剪切应力，这种剪切应力加剧了橡胶分子间的内摩擦，产生的热量导致橡胶硬度下降，降低了弹性恢复性能。另外，冲击弹性值只是一个技术参数，弹性与硬度对应压力与速度，稳定的钳口与握持能力，是保证成纱品质的必要条件。

2.3  机械波

高弹性、低强度、重加压条件下产生机械波，这种机械波的特点：一是机械波的图象，普遍反映8 cm～9 cm或9 cm的位置，且总体峰值都不是很高；二是8 cm处机械波的形成，是橡胶弹性滞后性能所致，峰值较9 cm处的要低；三是通过一个纱锭多次抽样测试，8 cm～9 cm机械波和9 cm机械波交替出现，同时还存在叠加效应。机械波产生的位置如图4所示。

    图4中A 为胶辊被压缩量的最大处；B为回转瞬间必须恢复的体积（弹性能量释放处）；C、D为不规则圆周运动填充时所产生的间隙。胶辊在不断加压运转的过程中，如果认为被压缩量、填充与弹性恢复均处在一个相对稳定的状态（匀速运动），那么钳口距离、握持能力与牵伸运动均同时处在一个相对稳定的状态。由于罗拉表面齿槽的不等距，胶辊被压缩填充时的正压力、剪切应力和表面摩擦力，实质上是一种交变应力，而机械波主要是由交变应力紊乱引起的。