从牵伸理论、摩擦理论、电荷扩散理论分析及生产实践证明,产生胶辊、胶圈纺纱缠绕的主要因素如下:①纺纱原料的性能及电阻的大小变化;②工艺条件的影响:如牵伸倍数、车速高低、加压量的大小;③不同地区和车间温湿度的突然变化等因素(即纺织企业因素)均会影响胶辊、胶圈的纺纱纤维缠绕,导致成纱质量波动;①胶辊、胶圈本身潜在的静电界面自由能之间相互吸引状况(即“电荷扩散”)造成缠绕现象;⑤胶料配方中所用的丁腈橡胶、辅助添加剂中的不同物质析出,使胶辊、胶圈表面对纺纱纤维产生粘附作用(即纺橡企业因素),造成生产波动和成纱质量的恶化。
“电荷扩散”理论认为:丁腈胶辊、胶圈由高分子化合物组成,化合物分子中的不同原子间形成共价键,由于不同的原子吸引电子的能力不同,使共用电子对向电负性大的原子一方靠近而产生电荷分布不对称,电负性较大的原子一端带部分负电荷,电负性较小的原子一端带部分正电荷,以达到平稳状态。如果成键的两个原子电负性相等,都是非极性共价键;反之是极性共价键;而极性共价键形成原子的电负性差距越大,形成的分子极性就越大。
在纺纱过程中,纤维同胶辊、胶圈的表面接触摩擦,使处于平衡状态的正、负电荷受摩擦力的影响而处于不平衡状态,形成了双电层;而极性大的物质表面所积聚的电子多呈负电性,极性小的物质表面所积聚的电子多呈正电性,异性电荷就相互吸引,若不平衡即造成纤维缠绕。
从“电荷扩散”理论分析得知,当胶辊或胶圈运转中受到挤压、拉伸、摩擦时就会产生静电效应,加上外部环境因素的影响,即会产生“霍尔姆兹”效应:胶辊或胶圈表面有时正电荷大于负电荷;有时负电荷大于正电荷;这两种情况交替变换,非常频繁。只有在正电荷较多时,除去一部分正电荷;或是在负电荷较多时,除去一部分负电荷;使胶辊或胶圈表面所带的电荷达到平衡,即使其达到电位差为零,这样才 解决纺纱中的缠绕问题。同时,因棉、粘胶纤维、涤纶纤维含极性分子和极性基因多,易失去电子而带正电;聚烯烃类橡胶极性小,易的电子带负电;两界面之异性电荷的相吸作用,造成胶辊或胶圈对纤维的吸引。而胶辊或胶圈与纤维的极性差越大,即摩擦中所产生的电荷就越多,相互吸引而导致其缠绕现象严重,使成纱质量发生恶化。
因此,纺织橡胶厂在研究胶辊和表面不处理胶辊、胶圈及表面不处理胶圈的生产中,要根据以上理论和纺织企业的生产实践经验对其配方原料进行改性研究,生产 的 产品供纺织企业再制作、整理后使用,达到 成纱质量的目的。