博文
纺纱与纺丝
精选
|
纺纱和纺丝
曾泳春
这个春节哪也没去，天天窝在家里吃吃喝喝，由此我得出过年的一个真谛，就是买回来一大堆东西，再慢慢地将这堆东西吃掉。除夕去买了2瓶黄酒，1铁罐1000ml装的德国黑啤，还有两瓶别人给的玛茜波尔多红酒，准备在这个节日里喝。而今天盘点喝过的酒，发现已经是初六了，眼看假期就要过去了，而我的酒竟然还没喝完，特别是那两瓶红酒，竟然1瓶都没喝完。于是我火了，恶狠狠地给自己倒了一杯又一杯红酒，我非得今天把这瓶红酒喝完不可。
给在中国大陆的朋友推荐一个收音机频道，上海Love Radio，歌曲非常棒。而现在，我就一边喝着红酒，一边听着Love Radio，一边想测试一下，当我喝酒喝到有些飘飘然时，我想做些什么。而我惊喜地发现，在如此小资的氛围里，我想写一篇科普。看来，我这个科学的情人还是真爱啊！
关于纺纱和纺丝，是镜师每次在我关于纤维运动的博文后追着问，而我一直没有给过完整的回答，今天算是给镜师一个比较完整的答案。说到这个话题，要从纤维的分类说起。纤维可以分为两大类，天然纤维和化学纤维（或称人造纤维，简称化纤）。天然纤维又包括植物、动物和矿物纤维，最重要的用于纺织的天然纤维是棉、毛、丝、麻（都是我的最爱啊），而化纤又分为合成纤维和再生纤维，近年来市场上很火的天丝、莫代尔等，都是再生纤维素纤维，其实和我们小时候很喜欢的一种布“人造棉”是相同的纤维，都属于黏胶再生纤维素纤维，只是加工的方法不同。年轻时我有好几件妈妈做的“人造棉”连衣裙，这种裙子的特点是穿了一季之后就要直接当成睡裙穿了，因为它的保型性很差。
纤维是一类特别的“粒子”，有很大的长径比，且具有柔性（flexibility），这也是在气固两相流中，纤维难以用单个刚性粒子来模拟的原因。早期的研究都是粗暴地将纤维模拟为圆形或椭圆形粒子，而这根本无法描述纤维的变形运动。事实上，以棉纤维为例，一根棉纤维的典型长度是25mm，而它的长径比在1000以上，这岂是圆形或椭圆形粒子能描述的，又如何能描述柔性纤维的妖娆运动？
扯远了，今天我们不说纤维运动，说回纺纱和纺丝。从前面的叙述中可以发现，纤维的长度是非常重要的一个物理指标。天然纤维尽管相比于一般粒子来讲有很大的长径比，但它们的长度还是有限且固定的，比如棉的典型长度是25mm，毛是45mm，苎麻是60mm。当然作为天然纤维，它们享受的是阳光雨露，长度肯定是参差不齐的，但总是围绕着典型长度波动。而化纤则不同，化纤是生产出来的，它的长度是无限的，你愿意生产多长就可以生产多长，我们可以称为具有连续的长度。好了，纤维说到这里，下面要说的是纱线。其实纱线是两种，纱合股为线，线合股为绳，绳合股为缆。而作为基本单元的纱，其实是一种纤维集合体，这种纤维集合体具有连续的长度，可用于织造。话说两头，其实纺织也是两个步骤，纺为纺纱，织为织造，包括机织和针织（通常织造指的是机织）。
纤维与一般粒子相比太长了，长得难以模拟，而与纱线相比，又太短了。一根根短纤维经过很多工序、很多机器的加工变成具有连续长度的纤维集合体，这个过程就称为纺纱。所以纺纱（yarn manufacture）就是将短纤维（staple fibers）变成纱（yarn）的过程。而这个短纤维，包括了天然纤维和切断了的化纤，这种纱，也称为短纤纱（staple-spun yarn）。化纤本身就是连续的，称为长丝（filament），因此可以直接用于织造。所以长丝既是纤维又是纱。
纺纱的最后一道工序也是最重要的工序，称为spinning，因而纺纱有时也称为spinning。而这个叫法，正好与纺丝spinning相同，因此不像我这般专业（自夸一下）的人士，就会迷惑了。纺丝这个spinning的过程与纺纱那个spinning的过程完全不同，纺丝是将聚合物溶液或熔体加工成纤维（长丝）的过程。说到这里我就气虚了，因为化纤是我的弱项，我一看到任何poly的东西都记不住，我只知道三种最常见的化纤，就是涤纶（polyester），腈（记住，这个字念jing）纶和锦纶。
大家有没有发现，我一直将天然纤维中的丝（silk）按着不表。蚕丝是太特别太珍贵的一种天然纤维，它的珍贵表现在它本身就是长丝，虽然具有有限的长度，但这个有限长度可以达到1000m，与几十毫米的棉、毛、麻相比，蚕丝已经长到可以直接用于织造。而将蚕丝从茧（cocoon）中抽拉出来的工艺，称为缫丝。夏衍的名作《包身工》里，描写的就是工人缫丝的过程，可恶的拿摩温，可怜的芦柴棒！
至此，我认为我比较完整地回答了镜师关于纺纱和纺丝的问题。题外话，我2000年回到学校读博时，我们的纺织系已经变成了纺织学院，而又出现了一个大哥大的材料学院，在我们学校属于卧虎藏龙的学院。我花了很长时间才明白，原来材料学院就是原来的化纤系。
继续喝酒......
Love Radio正在播放的，齐秦《无情的雨无情的你》。
再贴一首Love Radio正在播放的，Roxette，《Fading like a flower》。
https://blog.sciencenet.cn/blog-531950-662080.html
上一篇：爱情，感情，婚姻
下一篇：想要跟你去流浪
扫一扫，分享此博文