为了促进涤纶行业的可持续发展,就需要克服涤纶吸湿性较低,易静电,手感较硬等缺点,使涤纶产品往高技术含量、高附加值、功能化、环保化的方向发展,这往往需要超细化、异线密度异收缩长丝复合、亲水改性、复合加工等方法的综合运用。但改性加工的丝束,特别是倍捻加工后,仍存在模量较高、内应力较大、捻度不稳定的缺陷,若对其直接加工,会引起丝束间受力不匀及后续加工的缠结和歪斜。丝束模量与纺织品的多种使用性能密切相关。服用及精密功能用材料要求其具有较低的模量,利于变形加工;而目前应用前景非常好的多轴向经编织物及其复合材料产业用纺织品需要构建复杂的直面和曲面,对纤维的低模量化也提出了更高的要求,因此在整经之前有效降低丝束模量,增加伸长率,降低定伸长负荷,对提高最终产品质量非常重要。热湿处理简单方便、工艺可控、一次处理量大、能够减少污染,利于高速生产,工业上常用该方法来改变纤维的模量。本文采用了自制的雾化加热装置,克服了现有热湿装置能耗高、温度波动大、预加热与冷却时间长、雾粒尺寸较大、过多液体破坏纤维结构、降低纤维性能的问题。选用FDY 20D/24F+POY 26D/48F涤纶复丝在不同时间(30、45、60 min)、不同温度(70、80、90、100℃)条件下,对其进行热空气、水煮、蒸汽、雾化加热处理,并对原丝束进行了全面的表征及对不同热湿处理纱线的力学性能进行了测试分析,结合理论分析与实验验证探究了热湿处理对亲水涤纶复丝低模量化的机理,同时分析了热湿处理经丝对其织物性能的影响。首先,本文设计的热湿装置改变了传统的热湿装置的加湿原理,利用超声雾化器的超声空化和毛细波的共同作用进行加湿,可以使液体在较低的温度、常压下雾化,改变了常规蒸纱过程中蒸气的产生方式,利于加湿的渗透作用。雾化加湿装置、转轮风机装置、加热装置的有机组合,达到了对低温加湿、均匀加热、循环利用蒸气、抑制冷凝水滴、节约能量等方面的改进要求。三种装置通过电子技术实现了程控智能化的要求,利于产生精细、均匀、稳定的蒸气流,可以实现对蒸纱技术参数的精准调节。其次,使用快速水分测定仪、扫描电子显微镜(SEM)、核磁共振波谱仪(NMR)、纱线强度仪等对原丝进行了较全面的表征,同时对热空气、水煮、水蒸汽、雾化加热处理条件下丝束的基本力学性能进行了测试分析。实验结果表明,原丝具有较高的回潮率,这是由于原丝中含有少量二甘醇和聚对苯二甲酸丁二醇酯,增加了其亲水性能;过高的温度处理会对丝束造成损伤,须严格控制加热温度的上限;在不同热湿处理条件下,温度较高时,涤纶丝束的初始模量较大、断裂强度较大,断裂伸长率较低;在低温时,处理时间的改变引起丝束模量变化明显。与热空气处理相比,水煮处理丝束的伸长率有一定程度的降低,其强力、定伸长负荷、初始模量增大;对比三种湿热处理条件,雾化加热处理具有最优的热湿气流,此时涤纶丝束的综合使用性能最优。再次,为了探究热湿处理对亲水涤纶复丝低模量化的机理,本文分别研究了涤纶纤维拉伸的力学模型、模量-应变曲线模型、初始模量-动态弹性模量的关系、参数变化对动态弹性模量的影响、玻璃化温度区单元分子松弛运动的变化,并选取原样和经过4种热湿工艺处理后模量降低最明显的丝束进行了纱线强伸度仪、X射线多晶衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热法分析仪(DSC)测试,从基本物理性能、内部结构、热学性质方面对丝束进行了全面表征,进而使得理论解释更为合理。实验结果表明,初始模量是丝束模量曲线上的最大值部分,如何降低初始模量是低模量化研究的重点;当时间t趋于0时,静态弹性模量数值上也等于频率w趋于无穷大时的动态弹性模量,实验所得的初始模量是纤维粘弹性本质和纤维截面转曲或卷曲影响的综合结果;动态弹性模量的改变与损耗峰的宽度和对称性有关;玻璃化温度区主要表现为α松弛现象;热湿作用改变了纤维分子的运动,微观上表现为结晶度降低,取向下降,宏观上则表现为初始模量变小,内应力减小。最后,为了初步探究热湿处理经丝对织物性能的影响,本文利用热空气、水煮、雾化蒸气处理经丝并测试了相应织物的基本物理性能和小变形条件下面料的基本力学性能。实验结果表明,经丝经过热湿处理,织物的透气性有一定程度的下降,拉伸性能变化不大,悬垂性能得到改善,折痕回复性也获得一定程度的优化。织物的经向弯曲刚度有所下降,这与经丝模量的变化基本一致。处理温度高于90℃时,经丝经过热空气和水煮处理后,织物经向平均摩察系数升高,雾化加热处理时,温度对织物摩擦性能的影响较小。三种热湿处理相比,总体上雾化蒸气的作用更细致、缓和、均匀,对改善织物质量效果最好。