螺杆挤压机的纺丝工艺参数_

研究与技术丝绸ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＬＫ熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｌｔ￣ｓｐｕｎｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｌｔｒａ￣ｆｉｎｅｆｉｂｅｒｓ曹㊀阳１ꎬ宋㊀兵１ꎬ３ꎬ张㊀恒２ꎬ王㊀亮１ꎬ钱晓明１(１.天津工业大学纺织科学与工程学院ꎬ天津３００３８７ꎻ２.中原工学院纺织学院ꎬ郑州４５１１９１ꎻ３.明新旭腾创新研究院有限公司ꎬ江苏徐州２２１４３６)摘要:熔纺双组分超细纤维由于其原料和成型技术的组合多样性而备受青睐ꎮ然而ꎬ在现有的制备工艺中ꎬ熔纺双组分超细纤维存在如能耗大㊁难以细旦化和污染环境等问题ꎬ限制了其在实际生产和高质应用领域的进一步发展ꎮ并且在实际的生产过程中ꎬ不同的原料选择㊁组件使用及工艺调控等因素都对熔纺双组分超细纤维成型效果影响显著ꎮ因此ꎬ合理调控熔纺双组分超细纤维成型过程中各阶段影响因素对其综合性能进一步提升具有重大意义ꎮ为更全面理解熔纺双组分超细纤维的本质ꎬ本文以桔瓣型纤维和海岛型纤维为研究基体ꎬ探究了熔纺双组分超细纤维的纺丝成型机理及其影响因素ꎻ阐述了熔纺双组分超细纤维多样的开纤工艺(机械开纤㊁化学开纤和热能开纤)ꎻ归结了熔纺双组分超细纤维在合成革㊁空气过滤和医疗卫生等材料领域的应用ꎻ最后对熔纺双组分超细纤维广阔的发展前景进行了展望ꎮ关键词:双组分超细纤维ꎻ双组分熔融纺丝ꎻ纺丝机理ꎻ机械开纤ꎻ热能开纤ꎻ超细纤维合成革中图分类号:ＴＳ１０２.６４ꎻＴＱ３４０.６４２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００１７００３(２０２４)０３００６６１１ＤＯＩ:１０.３９６９∕ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣７００３.２０２４.０３.００８收稿日期:２０２３０８０８ꎻ修回日期:２０２３１２２６基金项目:国家自然科学基金项目(５２００３３０６)ꎻ河南省重大科技专项项目(２２１１００３１０５００)ꎻ河南省高等学校重点科研项目(２３Ａ５４０００３)ꎻ中国纺织工业联合会应用基础研究项目(Ｊ２０１８０５)作者简介:曹阳(１９９７)ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为双组分超细纤维非织造材料ꎮ通信作者:宋兵ꎬ工程师ꎬｓｏｎｇｂｉｎｇ.０１２＠１６３.ｃｏｍꎮ㊀㊀超细纤维一般是指单丝线密度小于０.４４ｄｔｅｘ的纤维ꎬ由于线密度与常规纤维的差异ꎬ超细纤维具有许多优良特性ꎬ如较好的悬垂性㊁耐磨性和抗皱性㊁手感柔软平滑等[１]ꎮ由于超细纤维的优异综合性能ꎬ利用其制备而成的非织造材料被广泛应用于超细纤维合成革㊁过滤材料㊁医用敷料和油水分离材料[２￣４]等诸多领域ꎮ超细纤维按照其原料的组分大致可以分为单组分和双组分超细纤维ꎮ前者的成型机理并不复杂ꎬ但是存在性能单一㊁应用范围窄等问题ꎻ而双组分超细纤维由于其原料㊁结构和工艺的多样性ꎬ具有许多单组分超细纤维所不具备的优异性能ꎮ目前ꎬ双组分超细纤维的制备方式主要有熔融纺丝法㊁静电纺丝法[５￣６]㊁闪蒸纺丝法和离心纺丝法[７￣８]等ꎮ其中ꎬ由熔融纺丝法所制备的双组分超细纤维具有优异的力学性能㊁良好的吸水性㊁较大的比表面积和可规模化生产等特性ꎬ被广泛投入实际应用之中[９]ꎮ根据纤维的截面形态ꎬ熔纺双组分超细纤维主要包括桔瓣型(实心桔瓣和中空桔瓣)和海岛型(定岛型和不定岛型)[１０]ꎮ与此同时ꎬ熔纺双组分超细纤维还具有多样的开纤工艺(机械开纤㊁化学开纤和热能开纤)ꎮ原料㊁纺丝和开纤工艺的多样性为熔纺双组分超细纤维的制备提供了无限的可能性ꎮ然而ꎬ在实际的生产过程中ꎬ熔纺双组分超细纤维的制备存在如能耗大㊁开纤污染环境㊁纤维纤度难以达到使用要求等诸多问题[１１￣１２]ꎮ为推动熔纺双组分纤维的进一步发展ꎬ本文研究了熔纺双组分纤维的纺丝成型机理ꎬ总结了熔纺双组分纤维的开纤工艺ꎬ并探究了其在不同领域的应用ꎬ以期为超细纤维的成型先进化㊁应用广泛化和发展持续化提供理论基础ꎮ１㊀熔纺双组分超细纤维成型工艺近年来ꎬ双组分超细纤维的发展十分迅速ꎬ其成型工艺也越来越多元化ꎬ但由于制备技术的限制ꎬ目前仅熔纺双组分超细纤维可以实现规模化生产ꎮ本文主要依托于不断发展的熔纺非织造技术ꎬ对双组分超细纤维的成型机理和影响纤维成型的因素进行归结ꎮ１.１㊀桔瓣纤维纺丝成型桔瓣型纤维通常采用共轭纺丝工艺(图１)进行生产ꎬ首先将两种具有熔体黏度差异或互不相容的热塑性聚合物送入螺杆挤压机中熔融成纺丝流体ꎬ由计量泵对两种纺丝流体进行计量ꎻ再通过独特的桔瓣型喷丝板喷丝成型(图１(ａ))ꎬ使得两种聚合物均匀分配在一根纤维之中ꎮ基于两种聚合物之间具有较弱的界面力ꎬ在经过牵伸工序后可以制得具有较好取向度和机械性能的纤维长丝[１３]ꎮ６６第６１卷㊀第３期熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展图１㊀共轭双组分超细纤维成型工艺Ｆｉｇ.１㊀Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｌｔｒａ￣ｆｉｎｅｆｉｂｅｒｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ１.１.１㊀实心型桔瓣型纤维又可以分为实心桔瓣型和中空桔瓣型两种ꎮ其中ꎬ实心型桔瓣型纤维[１４]是采用具有实心桔瓣结构的纺丝组件所制备出的纤维ꎮ但实心型桔瓣纤维由于两组分之间界面结合力较大ꎬ有时不易使得两组分开裂形成超细纤维ꎬ开纤率仅为６０％~７５％[１５]ꎮ１.１.２㊀中空型中空型桔瓣纤维[１６]是对实现桔瓣纤维的一种改进ꎬ该纤维是通过具有中空型桔瓣结构纺丝组件的制备而成的ꎮ将桔瓣纤维制备成中空状ꎬ能够有效减少两组分间的接触面积ꎬ减弱组分间界面张力ꎬ有利于纤维的开裂ꎬ开纤率可达８８.５％~９４.８％[１７]ꎮ实心型与中空型桔瓣纤维的开纤差异性如表１所示ꎮ表１㊀实心型与中空型桔瓣纤维的开纤差异性Ｔａｂ.１㊀Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｆｉｂｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｓｏｌｉｄａｎｄｈｏｌｌｏｗｓｅｇｍｅｎｔｅｄｐｉｅｆｉｂｅｒｓ１.２㊀海岛纤维纺丝成型１.２.１㊀不定岛型不定岛型海岛纤维通常采用共混纺丝成型工艺进行制备(图２)ꎬ即在一定条件下把两种不相容的聚合物进行共混纺丝ꎮ在纺丝过程中ꎬ其中一种聚合物熔体以微小液滴形式(分散相)分布在另一种聚合物熔体(连续相)中ꎬ形成纤维[１８￣１９]ꎮ图２㊀不定岛共混双组分纤维成型工艺Ｆｉｇ.２㊀Ｕｎｆｉｇｕｒｅｄｓｅａ￣ｉｓｌａｎｄｂｌｅｎｄｅｄｂｉｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔｆｉｂｅｒｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ７６Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.３Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｌｔ￣ｓｐｕｎｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｌｔｒａ￣ｆｉｎｅｆｉｂｅｒｓ㊀㊀图２(ａ)为双组分共混聚合物在纺丝模头毛细孔中的流动状态示意ꎮ当双组分共混聚合物在熔融状态下通过纺丝毛细管模头时ꎬ在Ａ区只会受到法向应力(垂直于表面的力)ꎬ但在Ｂ区时ꎬ法向应力和剪切力(平行于表面的力)都作用在双组分共混物上ꎬ从而导致液滴旋转㊁拉长成条形或椭圆形[２０]ꎮ随后通过Ｃ区挤出ꎬ由于作用时间太短ꎬ在Ｃ区液滴形状并不会发生变化ꎮ图２(ｂ)以聚乳酸∕聚乙烯醇(ＰＬＡ∕ＰＶＡ)不定岛纤维为例ꎬ当共混相ＰＬＡ∕ＰＶＡ受到拉伸力作用时ꎬＰＬＡ作为分散相液滴受力变得细长并且会发生聚结ꎬ而连续相ＰＶＡ在这一过程中始终包裹着分散相ＰＬＡ[２１]ꎮ图２(ｃ)为ＰＬＡ∕ＰＶＡ共混挤出物中液滴的聚合和变形以及不同直径的椭圆形ＰＬＡ液滴的示意ꎮ不难看出ꎬ岛相组分在海相组分中发生了不同程度的变形ꎬ且尺寸大小不一ꎬ故所制备的纤维纤度分布是不均匀的ꎮ因此ꎬ在不定岛纺丝过程中ꎬ岛相组分会形成许多十分细小的液滴ꎬ并在热牵伸定型后以微细短纤维的形式分散于另一种聚合物(海组分)中ꎬ即不定岛型海岛纤维[２２]ꎮ１.２.２㊀定岛型定岛型海岛纤维与桔瓣型纤维类似ꎬ同样采用共轭纺丝工艺成型(图１)ꎬ即将两种不同的聚合物(不同组分或不同浓度)分别由两个螺杆挤出机进行熔融ꎬ随后经由具有海岛分配系统的喷丝板喷出形成纤维(图１(ｂ))ꎮ在进入喷丝孔之前ꎬ两种聚合物彼此分离ꎬ在进入喷丝孔瞬间ꎬ两种聚合物熔体接触ꎬ并在喷丝孔甬道中均匀混合ꎬ最后形成连续相均匀包覆分散相的纤维ꎬ即定岛型海岛纤维ꎮ与不定岛纺丝不同的是ꎬ定岛型海岛纤维在经过喷丝板后就已经形成了均匀分布的海岛纤维ꎬ后续牵伸成型工序并没有对纤维径向分布产生明显的影响[２３]ꎻ而不定岛纺丝由于是共混纺丝成型ꎬ使得岛组分在整个纤维中的分布并不均匀ꎬ且需要牵伸的作用力使得岛组分由液滴形态转变为短纤形态ꎮ表２为定岛型海岛纤维和不定岛型海岛纤维的差异性ꎮ表２㊀定岛型和不定岛型海岛纤维的差异性Ｔａｂ.２㊀Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｆｉｇｕｒｅｄａｎｄｕｎｆｉｇｕｒｅｄｓｅａ￣ｉｓｌａｎｄｆｉｂｅｒｓ１.３㊀影响纤维成型的因素１.３.１㊀纺丝组件纺丝组件对于聚合物熔体的流动㊁纤维的直径和纤维的形态等起着决定性的作用ꎮ熔体分配板是双组分纤维纺丝的核心组件ꎬ桔瓣型和海岛型纤维通常需要特殊的分配系统来决定聚合物的分布ꎮ对于桔瓣型纤维来说ꎬ通常由于熔体分配板的配置ꎬ其截面 桔瓣 数量可以分为 ２＋２ 瓣ꎬ ４＋４ 瓣和 ８＋８ 瓣等ꎮ而随着 桔瓣 数量的增加ꎬ所制备纤维的直径会逐渐减小ꎮＨｉｌｌｓ公司采用专有蚀刻工艺制造了海岛纤维的分配板(０.１~１.５ｍｍ)中的熔体流动通道ꎬ溶解海组分后能够得到３００ｎｍ左右的超细纤维[２４]ꎮ这种成本较低且允许高密度纺丝熔体通过的分配系统不久使得岛组分的所占的比例显著增大ꎬ同时也极大地推动了海岛纤维的产业化[２５]ꎮ一般来说ꎬ喷丝组件内的熔体流动甬道直径越小ꎬ所能制备出的纤维直径就越小ꎬ但越精密的组件对聚合物原料的特性要求(如流变性能㊁热性能等)就越高ꎮ因此ꎬ聚合物原料对纤维的成型也至关重要ꎮ１.３.２㊀聚合物原料对于熔纺双组分纤维来说ꎬ聚合物原料的选用㊁熔体黏度和聚合物结晶度等对其成型都有着较大的影响ꎮ１)聚合物原料选用ꎮ对于熔纺双组分纤维来说ꎬ桔瓣型和海岛型两种纤维的原料选用遵循着不同的规则ꎮ为使纤维容易裂离ꎬ通常桔瓣型纤维需要选用两种互不相容的聚合物为原料ꎬ且两种聚合物需要具有较弱的界面结合力ꎬ如聚酯∕聚酰胺６(ＰＥＴ∕ＰＡ６)㊁聚乳酸∕聚丙烯(ＰＬＡ∕ＰＰ)和聚乙烯∕聚酰胺６(ＰＥ∕ＰＡ６)等ꎮ否则ꎬ两种聚合物相容或粘结在一起就很难裂离[２６]ꎮ而对于海岛纤维来说ꎬ聚合物同样应互不相容ꎬ同时应该选取易于溶解剥离的材料为海组分ꎮ目前ꎬ常用的海组分原料有低密度聚乙烯(ＬＤＰＥ)㊁碱溶性聚酯(ＣＯＰＥＴ)㊁聚对苯二甲酸丁二酯(ＰＢＴ)㊁ＰＶＡ和聚苯乙烯(ＰＳ)等[２７￣３１]ꎬ常见的岛组分原料则有ＰＥＴ㊁ＰＡ６㊁ＰＰＳ和ＰＬＡ等ꎮ除了更易裂离方面ꎬ聚合物原料的组成对熔纺双组分纤维的性能通用具有较大的影响ꎬ为满足实际应用的需求(如高强㊁高弹㊁高耐热和生物相容性等)ꎬ通常选用具有不同特性的聚合物为主要原料进行熔融纺丝(如ＰＥＴ㊁ＰＴＴ㊁ＰＰＳ㊁ＰＢＡＴ等)ꎮ２)聚合物熔体黏度ꎮ聚合物的熔体黏度是影响纤维成型的一个重要因素ꎬ在纺丝工艺中的黏度差异很大程度上影响着聚合物的排列ꎮ一般情况下ꎬ在熔体黏度增大时ꎬ为保证聚合物的可纺性ꎬ需要提高纺丝温度来增大其流动性从而保障纤维的成型ꎮＡｙａｄ等[３２￣３３]采用共轭纺丝工艺制备了ＰＰ∕ＰＡ６双组分非织造材料ꎬ并探究了ＰＰ和ＰＡ６中单个组８６第６１卷㊀第３期熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展分黏度(ＰＰ２５和ＰＰ１８)对横截面形态的影响ꎮ结果表明ꎬ低黏度的组分通常包裹在高黏度组分周围ꎬ且纤维截面呈现桔瓣型结构ꎮ研究认为ꎬ两种聚合物在熔融挤出时具有不同的流变行为ꎬ黏度的不匹配导致了聚合物不规则流动和聚合物之间的界面变形ꎮ３)聚合物结晶度ꎮ一般来说ꎬ聚合物的结晶度越大熔点就越高ꎬ需要的纺丝温度就越高ꎬ纤维成型过程中所需要的能量就越多ꎮＤｕｏ等[３４]通过采用不同结晶度的ＰＥＴꎬ制备了易开裂的ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型双组分非织造材料ꎮ研究发现ꎬ低结晶度ＰＥＴ所制备的桔瓣型双组分纤维开纤率远高于普通ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型双组分非织造材料ꎬ并且极大程度上降低了水刺工艺所产生的能耗ꎮ１.３.３㊀纺丝工艺纺丝工艺参数包括纺丝速度㊁卷绕速度㊁纺丝温度和牵伸工艺等ꎮ这些工艺参数对所制备纤维的形态㊁热性能㊁结晶性能和力学性能等方面有着较为直接的影响ꎮ１)纺丝∕卷绕速度ꎮ纺丝速度对纤维的力学性能㊁结晶性能有着很大的影响[３５]ꎮＡｎ等[３６]采用高速熔融纺丝制备了高相对分子质量ＰＥＴ∕ＰＰ海岛纤维ꎮ研究发现ꎬ随着卷绕速度的逐渐增大ꎬ岛组分高相对分子质量ＰＥＴ的力学性能显著提高ꎮＳｏｎｇ等[３７]采用ＰＶＡ为海组分ꎬＰＡ６为岛组分ꎬ制备了水溶性ＰＶＡ∕ＰＡ６海岛纤维ꎬ研究发现ꎬ随着纺丝速度的增大ꎬ纤维内部产生更高的大分子取向ꎬ从而使得纤维的结晶度逐渐增大ꎮＲｏｕｎｇｐａｉｓａｎ等[３８]采用ＰＬＬＡ和ＰＤＬＡ为海岛两相组分制备了海岛纤维ꎮ发现随着卷绕速度的逐渐增大ꎬ岛组分纤维的直径逐渐减小ꎬ最低可达５００ｎｍ左右ꎮ而当纺丝速度较低时ꎬ由于轴向导热效应ꎬ温度在纤维横截面方向上分布不均匀ꎬ会使纤维难以成型[３９]ꎮ２)牵伸工艺ꎮ纤维的性能与其结构密切相关ꎬ而牵伸工艺很大程度上能够影响纤维的结构ꎮ一般情况下ꎬ牵伸力的增大能够增加纤维的取向ꎬ使得纤维沿纤维轴方向上排列得更加均匀[４０]ꎮＷａｎｇ等[４１]研究了牵伸力对ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型超细纤维性能的影响ꎬ研究发现随着牵伸力的增加ꎬ纤维直径逐渐减小ꎬ双组分纤维的结晶度和取向度增加ꎬＰＥＴ组分的熔点也增加ꎬ纤维的断裂强度增加ꎬ断裂伸长率降低ꎮＹａｓｏｓｈｉｍａ等[４２]采用共混纺丝制备了聚酯∕间规聚苯乙烯(ＰＥＴ∕ＳＰＳ)海岛纤维ꎬ并对其进行激光牵伸ꎮ研究表明ꎬ在各组分聚合物的玻璃化转变温度下ꎬ可以稳定地对ＰＥＴ∕ＳＰＳ共混纺丝纤维进行均匀热牵伸ꎬ如果ＰＥＴ含量较高ꎬ可以将纤维拉伸到较高的倍数ꎬ但ＳＰＳ岛纤维会被拉断ꎮ拉伸后提取ＰＥＴ组分ꎬ可以得到平均直径为０.４３μｍ的ＳＰＳ纳米纤维ꎬ并具有３００ＭＰａ左右的强度ꎮ２㊀开纤成型工艺仅经过纺丝工艺成型的双组分非织造材料由于纤维的开裂程度较弱ꎬ从而具有较大的纤维直径和较低的比表面积ꎬ使得其综合性能并不能满足一些特定应用的需求ꎮ对双组分超细纤维进行开纤的目的是获得更细的纤维形态和更细致的纤维结构ꎬ某些开纤方法还具有固网的作用ꎬ增加了双组分超细纤维高质化应用的可能性ꎮ当前ꎬ开纤的方法主要可以分为机械开纤㊁化学溶剂开纤和热能开纤三大类ꎬ如图３所示ꎮ图３㊀熔纺双组分纤维的开纤示意Ｆｉｇ.３㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓｋｅｔｃｈｏｆｍｅｌｔ￣ｓｐｕｎｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｆｉｂｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇ２.１㊀机械开纤机械开纤是一种常用的开纤方式ꎬ其原理是基于桔瓣型纤维两聚合物之间较弱的界面结合力及相同的外力作用下两种聚合物所产生不同的应变ꎬ借助机械力使得纤维不同组分之间开裂剥离[４３]ꎮ当前ꎬ机械开纤的方法主要有水刺和针刺两种ꎮ２.１.１㊀水刺法水刺法开纤是利用高压水针水流的能量对纤维长丝进行冲击ꎬ从而达到使纤维开裂目的ꎬ同时水刺还可以赋予非织造材料柔软的手感和优异的机械性能ꎬ如图４(ｃ)所示为水刺装置ꎮＳｈｉｍ等[４４]采用数字体积成像技术探究了ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型双组分非织造材料的水刺开纤过程ꎮ结果表明ꎬ经过水刺开纤之后ꎬ水针射流喷射的部位纤维开裂程度较高ꎬ厚度方向上的取向度较高ꎬ纤维的开裂主要集中在织物的表面部分且开裂程度较为均匀ꎬ其开纤前后三维图像如图４(ａ)(ｂ)所示ꎮＮｄａｒｏ等[４５]研究了水刺工艺对碱溶性聚酯(ＣＯＰＥＴ)∕ＰＥＴ海岛纤维性能的影响ꎬ发现水刺工艺使得纤维一定程度上的开裂ꎮ研究认为ꎬ这是由于两种聚合物之间较弱的界面结合力导致的ꎮＡｎａｎｔｈａｒａｍａｉａｈ等[４６]采用水刺工艺探究了机械强力开裂ＰＡ６∕ＰＥ海岛纤维的可能性ꎬ并制备了具有极高比表面积的微纳米纤维ꎬ并且所制备材料比Ｅｖｏｌｏｎ®的强力高出数倍ꎮ研究表明ꎬ水刺能够使得纤维一定程度地开裂和原纤化ꎬ如图４(ｄ)所示ꎮ此外ꎬ过高的水刺强力会降低材料的撕裂强力ꎬ这归因于随着水刺对纤网的进一步加固ꎬ纤维之间的迁移率降低ꎮ９６Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.３Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｌｔ￣ｓｐｕｎｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｌｔｒａ￣ｆｉｎｅｆｉｂｅｒｓ图４㊀双组分纤维及其非织造材料的水刺开纤Ｆｉｇ.４㊀Ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｆｉｂｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇｏｆｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｆｉｂｅｒｓａｎｄｎｏｎｗｏｖｅｎｓｔｈｅｒｅｏｆ２.１.２㊀针刺法针刺法是一种刚性的物理开纤方式ꎬ其开纤原理是利用刺针在纤维间的高速穿插使得纤维开裂ꎬ但是这种刚性的开纤方式同时也会造成部分纤维的损伤ꎮ杨娜娜等[４７]探究了针刺工艺对ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型双组分纺黏超纤革基布结构和性能的影响ꎮ结果表明ꎬ针刺开纤后纤维直径接近胶原纤维直径ꎬ材料厚度随着针刺深度和针刺密度的增加而减小ꎬ断裂强力和撕裂强力则随着针刺深度和针刺密度的增加而增大ꎬ选择较低的针刺深度(７~８.６ｍｍ)和较小的针刺密度(７２０刺∕ｃｍ２)用于主针刺机加固ꎬＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型双组分纺黏超纤革非织造基材的断裂强力和撕裂强力较优异ꎮ虽然机械开纤能够有效实现双组分纤维的开裂ꎬ但是开纤过程能耗较大ꎮ因此ꎬ如何降低聚合物之间的界面结合力㊁减少开纤过程中的能耗ꎬ是当前熔纺双组分纤维需要进一步发展的方向ꎮ２.２㊀化学溶剂开纤利用双组分纤维中两种聚合物的不同化学特性ꎬ采用特定的化学溶剂溶解剥离其中一种聚合物ꎬ而另一种聚合物以超细纤维的形态保留下来ꎬ这种开纤方式就是化学溶剂开纤ꎮ化学溶剂开纤常用于海岛型超细纤维的制备ꎬ但同样可以用于制备桔瓣型超细纤维ꎮ目前ꎬ苯萃取法和碱减量法是化学开纤主要采用的两种方法ꎮ２.２.１㊀苯萃取法ＬＤＰＥ㊁ＰＰ和ＰＳ等[４８￣５０]可以溶于甲苯或二甲苯溶液中ꎬ利用这一原理ꎬ通过合理选用海岛组分的原料ꎬ可以进行苯萃取法开纤ꎮＸｕ等[５１]将改性后的胶原蛋白浸渍到ＰＡ∕ＬＤＰＥ非织造纤维中形成薄膜ꎬ并采用甲苯溶液对ＰＡ∕ＬＰＤＥ海岛非织造材料进行开纤ꎮ研究表明ꎬ萃取温度８５ħ㊁时间１１０ｍｉｎ时开纤效果最佳ꎬ萃取率达５５％左右ꎮ２.２.２㊀碱减量法碱减量开纤是一种常用于海岛纤维的开纤方式ꎬ其海组分通常采用ＣＯＰＥＴ为原料ꎮＮａｍ等[５２]和Ｋａｎｇ等[５３]分别探究了ＰＴＴ(弹性涤纶)∕ＰＥＴ和ＣＯＰＥＴ∕ＰＥＴ海岛纤维的碱减量特性ꎮ研究发现ꎬ随着碱液浓度的增大ꎬ所获得的 岛 组分纤维越细ꎬ但纤维的强力有所下降ꎮ而且ꎬ随着碱处理温度的升高ꎬ处理时间的增长ꎬ海组分的去除效果越佳ꎮ目前ꎬ随着ＣＯＰＥＴ的制备工艺逐渐成熟ꎬ碱减量开纤工艺也已经逐渐开始工业化ꎬ通常情况下ꎬ在氢氧化钠ＮａＯＨ质量分数为５％㊁碱处理时间为３０ｍｉｎ的情况下ꎬＣＯＰＥＴ作为海组分溶解度可达９９％以上ꎮ除此之外ꎬＨｕａｎｇ等[５４]将聚乙醇酸(ＰＧＡ)和聚乳酸(ＰＬＬＡ)共混ꎬ并以ＰＬＬＡ为海相ꎬ采用高速熔融纺丝法制备了ＰＬＬＡ∕ＰＧＡ海岛纤维ꎮ经过热拉伸处理后ꎬ在三氯甲烷中溶解聚乳酸相ꎬ可生产出具有高度取向的超细㊁均匀且排列良好的ＰＧＡ纳米纤维ꎮ０７第６１卷㊀第３期熔纺双组分超细纤维成型工艺及其应用研究进展总之ꎬ化学溶剂开纤可以采用各种各样的化学溶剂溶解海组分从而获得超细纤维ꎮ除此之外ꎬ化学溶剂还可以溶解岛组分用于研究海岛纤维中的岛相分布ꎬ同时这也是制备中空纤维的一种方式ꎮ但是ꎬ化学溶剂开纤存在着开纤溶液难以回收㊁污染环境㊁毒性强等诸多问题ꎬ亟待科研人员的进一步研究和发展ꎮ２.３㊀热能开纤对于桔瓣型纤维而言ꎬ热能开纤是利用在热作用下两种组分结构的不同ꎬ在纤维轴向上产生不同程度的收缩使纤维开裂ꎻ而对于海岛型纤维ꎬ利用海相聚合物(如水溶性ＰＶＡ㊁水溶性聚酯)的热水溶性[５５￣５６]ꎬ溶解海组分后ꎬ从而形成超细纤维ꎮＴｒａｎ等[５７]采用以ＰＰ和ＰＬＡ为原料ꎬ采用后牵伸工艺(图５(ａ))以热能开裂ＰＰ∕ＰＬＡ桔瓣型双组分纤维ꎮ研究发现ꎬＰＰ和ＰＬＡ在热性能和结晶性能上具有较大的差异ꎬ并且利用在加热㊁冷却和拉伸过程中ＰＰ和ＰＬＡ不同的胀缩行为ꎬ从而实现纤维的开裂ꎬ如图５(ｂ)(ｃ)所示ꎬ可以看出纤维在经过热牵伸后已经出现了较高程度的开裂ꎮＴｒａｎ等[５８]采用水溶性ＰＶＡ为海组分ꎬＰＬＡ为岛组分制备了不定岛型双组分纤维ꎬ通过水溶性开纤去除ＰＶＡ组分ꎬ制备了平均直径为６０ｎｍ的ＰＬＡ超细纤维ꎮ开纤工艺对于桔瓣型和海岛型纤维至关重要ꎬ但当前开纤工艺仍存在如能耗大㊁污染环境和回收困难等问题ꎮ因此ꎬ如何开发出具有低能耗㊁绿色环保和可循环利用的开纤工艺将是桔瓣型和海岛型双组分纤维未来主要的发展方向ꎮ图５㊀ＰＰ∕ＰＬＡ桔瓣双组分纤维的热牵伸开纤Ｆｉｇ.５㊀ＰＰ∕ＰＬＡｓｅｇｍｅｎｔｅｄ￣ｐｉｅｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｆｉｂｅｒｔｈｅｒｍａｌｄｒａｗｉｎｇｆｉｂｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇ３㊀熔纺双组分超细纤维的应用基于制备工艺的优势ꎬ双组分超细纤维具有优异的机械性能㊁较高的比表面积和可产业化生产等诸多特点ꎮ通过使用功能性原料或对其进行后处理加工和功能性整理ꎬ熔纺双组分超细纤维在超细纤维合成革㊁医疗卫生和空气过滤等领域具有良好的应用前景ꎮ３.１㊀超细纤维合成革出于对自然资源的保护ꎬ天然皮革已经逐渐被超细纤维合成革所代替[５９]ꎮ超细纤维在形貌上与皮肤原纤维非常相似ꎬ由超细纤维形成的非织造材料具有较大的比表面积㊁较高的孔隙率和较好的吸湿透气性能ꎬ是天然皮革的理想代替产品[６０]ꎮ赵宝宝等[６１]以水性聚氨酯(ＷＰＵ)膜为聚合物涂层ꎬ以ＰＥＴ∕ＰＡ６熔纺双组分桔瓣型非织造材料为基层材料ꎬ采用干法移膜技术制备了ＰＥＴ￣ＰＡ６∕ＷＰＵ合成革ꎮ由于ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型非织造材料具有超细的纤维形态和较高的孔隙率ꎬ所制备的合成革在机械性能方面优于天然皮革ꎬ并且透湿量可达到１６７３.８ｇ∕(ｍ２ ２４ｈ)ꎬ同时实现了超细纤维合成革的绿色化制备ꎮ随着ＷＰＵ发泡倍率的增加ꎬＷＰＵ膜的孔径减小ꎬ孔径数目增加ꎬ能够极大程度上满足合成革材料的透气性能和透湿性能ꎮＤｕｏ等[６２]通过在ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型纤维上静电纺丝涂覆聚丙烯腈纤维ꎬ而后采用梳理￣水刺工艺制备了超细纤维革基布ꎮ研究表明ꎬ革基布的透湿性和柔软性相比于ＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型非织造材料分别提高了２８.２％和３９.７４％ꎮ３.２㊀空气过滤材料由于具有较大的比表面积和较细的纤维形态ꎬ双组分超细纤维在过滤领域也具有极其广泛的应用ꎮ田新娇等[６３]基于海岛纤维研发制备了超细纤维滤料ꎬ以用于控制ＰＭ２.５ꎬ对其过滤性能进行了综合研究ꎬ并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比ꎮ结果表明ꎬ海岛纤维滤料对微细颗粒有较好的捕集效果ꎬ对２.５μｍ颗粒的计数效率在９４.９％左右ꎬ接近覆膜滤料的９８.９％ꎬ高于针刺毡的６１.３％ꎬ是控制细颗粒尤其ＰＭ２.５的新型滤料ꎻ海岛纤维滤料属于近表层过滤方式ꎬ残余阻力比覆膜滤料小ꎬ稳定阶段的清灰周期比覆膜滤料长ꎬ有利于延长滤料寿命㊁降低能耗和成本ꎮ朵永超等[６４]以高收缩聚酯(ＨＳＰＥＴ)和ＰＡ６为原料制备了ＨＳＰＥＴ∕ＰＡ６桔瓣型超细纤维非织造材料ꎬ并探究了其过滤性能ꎮ该材料在未热收缩处理时对于粒径大于或等于１.５μｍ颗粒的过滤效率接近于１００％ꎬ在过滤领域展现了广阔的应用前景ꎮ１７Ｖｏｌ.６１㊀Ｎｏ.３Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｌｔ￣ｓｐｕｎｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｌｔｒａ￣ｆｉｎｅｆｉｂｅｒｓ３.３㊀医疗卫生材料相较于其他医疗卫生用材料(如纺黏非织造材料或水刺非织造材料)ꎬ熔纺双组分超细纤维具有较大的比较面积和超细的纤维形态ꎬ能够有效屏蔽空气中的小颗粒ꎬ是理想的医用防护材料[６５]ꎻ并且双组分超细纤维所制备非织造材料密集的纤维结构和孔隙使其具有较强的芯吸效应和优异亲水性能ꎬ可以应用于医用敷料之中ꎮＪｉｎ等[６６]以ＰＡ６和铜碳纳米颗粒(ＣｕＣＮＰｓ)为原料ꎬ采用熔融共轭纺丝工艺制备了ＰＡ６∕ＣｕＣＮＰｓ桔瓣型超细纤维ꎮ如图６(ａ)所示ꎬ由于ＣｕＣＮＰｓ的活性铜催化反应促进了杀菌活性氧物种的产生ꎬ该材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都表现出良好的抗菌活性(抗菌率约９９％)ꎬ对白色念珠菌具有良好的抗菌活性(抗菌率约８２％)ꎬ在医疗卫生领域具有广阔的应用前景ꎮＪｉｎｇｊｉｔ等[６７]以ＰＡ６和ＰＥ为原料ꎬ通过添加ＴｉＯ２粒子ꎬ制备了桔瓣型双组分超细纤维ꎮ研究表明ꎬ含有１％ＴｉＯ２的桔瓣型双组分超细纤维对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌均表现出了较强的生物活性ꎬ如图６(ｂ)(ｃ)所示ꎮＺｈａｎｇ等[６８]采用浸渍涂层及热带黏合工艺制备了具有孔隙率可调的ＰＥＴ∕ＰＡ６双组份桔瓣型超细纤维织物ꎮ研究表明ꎬ所制备的样品具有较高的机械强力㊁较好的屏蔽性能(超疏水㊁高耐静水压㊁抗污㊁抗血液)及可调节的透气性能ꎮ图６㊀熔纺双组分桔瓣纤维的抗菌性能Ｆｉｇ.６㊀Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｅｌｔｓｐｉｎｎｉｎｇｂｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｒａｎｇｅｓｅｇｍｅｎｔｅｄ￣ｐｉｅｆｉｂｅｒｓ㊀㊀除此之外ꎬ双组分超细纤维在高档擦拭材料㊁防刺材料[６９]㊁增强复合材料[７０]和服装材料[７１]等领域也具有广阔的应用前景ꎮ同时ꎬ这些广泛的应用领域为双组分超细纤维的进一步发展提供了强大的动力ꎮ４㊀结㊀语基于其独特的纤维结构和突出的综合性能ꎬ熔纺双组分超细纤维在合成革基布㊁医疗卫生㊁精密过滤㊁服装和土工材料等领域具有良好的应用前景ꎬ且在诸多应用之中已经被广泛生产并投入使用ꎮ但是在纤维的进一步细旦化㊁纺丝工艺的节能化及化学溶剂开纤的绿色化等方面依然亟待科研人员的进一步研究和改进ꎮ在原料选用方面ꎬ应进一步开发具有不同优异性能的聚合物原料ꎬ从而拓宽熔纺双组分纤维的原料多样组合ꎻ在工艺制备方面ꎬ应进行精密组件的研发㊁成型工艺的优化调控ꎬ从而提升熔纺双组分纤维的性能㊁实现纤维直径的进一步细化ꎻ在开纤方面ꎬ随着碳中和与节能减排等绿色环保概念的提出ꎬ应开发低能耗㊁无化学试剂和高效绿色开纤的方式ꎬ从而实现超细纤维的制备ꎮ水溶开纤作为一种绿色的开纤方式ꎬ为双组分超细纤维提供了良好的发展方向ꎮ随着非织造材料与工程的不断发展及多学科交叉理念的提倡ꎬ未来双组分纤维有望通过成型技术实现纤维形态的进一步细化㊁通过更多先进后整理技术实现功能化㊁通过原料和工艺结合实现产品的绿色化ꎬ进而更好地服务于社会ꎮ２７。

高强型涤纶工业用全拉伸丝的工艺及设备分析摘要：涤纶工业用全拉伸丝FDY具有低伸长、高模量、高强度及耐老化、耐疲劳等优点，因而在多领域中得到广泛应用。

本文以高强型涤纶工业用的FDY为对象，指出了其基本的工艺流程及生产特点，汇总了其主要设备，最后探讨了所需要的工艺条件，望能为此领域教学研究提供一些参考。

关键词：涤纶工业；全拉伸丝；高强型；工艺；设备近年，我国涤纶工业丝基于前期引进且消化吸收后，可采用国产的纺丝设备嫁接进口卷绕头，以此来进行涤纶工业丝的生产，且已步入规模化生产阶段。

涤纶工业长丝不仅有良好的力学性能，如低延伸度、高断裂强度及高模量等，而且还有各种良好的物理性能，如耐生物性、耐疲劳性、耐热、耐磨及耐光、耐冲击性等。

因此，其有着广泛的用途，已经成为橡胶骨架的重要材料。

针对涤纶工业长丝的生产、应用而言，属于一种高技术领域，无论是高模量低收缩（HMLS），还是高模量低收缩（HMLS），均数此领域研究的重、热点。

为了能够在此领域中有所创新，本文以涤纶工业用全拉伸丝（FDY）为对象，就其工艺及所用设备探讨如下。

1.工艺流程及生产特点分析FDY的基本工艺流程为：高黏度聚酯（PET）湿切片筛料、进行预干燥、干燥、挤压机进行熔融挤出、输送熔体、组件喷丝、缓冷、环吹风冷却、上油、多级拉伸与定形、卷绕、涤纶工业长丝的落筒与包装等。

针对涤纶工业长丝的生产来讲，其较之民用丝生产，主要特点为：（1）需要指出的是，由于工业丝生产所选的为高黏度切片，因此，有着较高的纺丝熔体黏度，以及较差的流动性，需采用各种有效且有针对性的措施，为其降解在合适范围提供保障，并以此实现对溶体均匀性、流动性的改善，最终生产出质量合格的工业丝；（2）各纺丝位有着较大的产量，而且还会有大量热量释放，所以需采用各种可行措施，为其充分冷却提供便利，并且有充足且均匀的上油量；（3）在纺工业丝过程中，后拉伸倍数与民用丝相比，显著偏高，需在设备、工艺上均需给予适当调整，以此为高倍数拉伸提供支撑与保障。

前纺知识——高速纺丝工艺流程高速纺丝的原理与常规纺丝一样，但由于纺丝速度提高后，纺程上的张力增加，对熔体的要求更高。

所以POY的工艺流程与UDY有所不同。

它是由干燥后的切片进行熔融挤出、纺丝、高速卷绕而成的初生丝。

POY的生产工艺流程为干切片→熔融挤出→预过滤→混合→计量→过滤→纺丝→冷却成形→上油→卷绕→POY筒子。

其工艺流程见图10-5。

1熔融挤出经预结晶、干燥的聚酯切片进入螺杆挤出机。

螺杆挤出机具有切片的供给、熔融挤出、混合和计量挤出等功能。

聚酯切片从加料口进到螺杆挤出机的螺杆螺槽中，由于螺杆的转动，把切片携向前进，切片不断吸收加热装置供给的热量；另一方面，因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。

熔化过程中聚酯高聚物在温度、压力和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随着温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。

粘流态的聚酯大分子在螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用下，熔体均匀混合，且压力增高，将熔体挤出。

这一过程称为熔融挤出过程。

螺杆挤出机有卧式和立式两种类型，螺杆在空间呈水平安装的为卧式，呈垂直安装的为立式。

卧式螺杆挤出机装拆和维修方便，但螺杆呈外伸梁，计量段容易磨损。

立式螺杆挤出机的螺杆不易弯曲，头部磨损少，但厂房高度增加，装拆和维修比较麻烦。

目前，螺杆挤出机一般采用卧式。

螺杆挤出机按螺纹头数和螺杆根数可分为单螺纹、双螺纹、单螺杆及双螺杆挤出机。

按螺杆转速的高低可分为普通型(转速小于100r/min)和高速挤压机。

近年来，螺杆挤出机的发展速度较快，向大型化、大长径比、高速化方向发展。

2预过滤由于熔体内含有一定的机械杂质和未熔透的凝胶粒子，若直接进行纺丝，不仅影响其可纺性，还影响产品的质量等。

因此，为了保证熔体的纯净度，稳定纤维质量，除了在纺丝组件中设置过滤组件外，一般还需在熔体输送管道中或纺丝机的熔体分配管道上设置过滤器，通常称为预过滤器。

320D/84f PP FDY高强工业丝生产工艺探讨王安平1秦振贵2(1山东科技职业学院生物与化学工程系 2山东科技职业学院大学生创新创业中心261053)【内容摘要】本文探讨了在DHP419-2型丙纶纺牵联合机上生产320D/84f FDY 高强工业丝的工艺条件，生产中采用PP切片粒料，添加降温母粒2.5%，纺丝温度为260-270 ℃，纺丝速度为2200m/min，冷却风温度20-25℃，冷却风速度0.3-0.5 m/s，拉伸倍数7.2倍，热定型温度130-140℃。

【关键词】丙纶，高强工业丝，纺丝温度，拉伸倍数0 前言高强丙纶工业丝又称高强度丙纶长丝，由于其具有质轻、断裂强度大(强力〉8g/d)、耐磨、低导热性、耐酸碱、耐化学药品、不吸湿、抗老化、静电积蓄少等性能[1]，被广泛应用于捆绑带、安全网带、工业吊带、柔性集装袋、土工布、工业过滤布、绳缆、光缆、高压消防水带、PVC增强软管、输送带、工业缝纫线、篷帆布、聚丙烯抗裂纤维、塑编袋、油漆刷等领域，是替代涤纶、锦纶、尼龙、玻纤、棉纱、芳纶的新型理想化纤材料，广泛应用于织造各种类型的产业用纺丝品。

随着我国工业技术的不断进步,预计国内市场需求每年以5%的速度递增，特别是产业领域前景十分看好。

1实验1.1原料PP切片，大连西太平洋石化（MI=15）；分子量调节剂（降温母粒），1.2设备DHP419F-2型丙纶高强纺丝机，江西东华机械有限责任公司；JHW A635卷绕机，舟山市金湖化纤机械有限公司1.3检测仪器YG086型缕纱测长机，宁波纺织仪器厂；XL-1A纱线强伸度仪，上海新纤仪器有限公司1.4丙纶FDY长丝生产工艺流程混料—投料—螺杆挤压机—熔体过滤器—纺丝箱体—侧吹风—纺丝甬道—上油—导丝器—第一牵伸热辊—导丝器—第二牵伸热辊—导丝器—第三牵伸热辊—导丝器—第四牵伸热辊—导丝器—第五牵伸热辊—网络器—卷绕机—筒子丝2结果与讨论2.1纺丝温度纺丝温度直接影响聚丙烯的流变性能、聚丙烯的降解程度和初生纤维的预取向度。

FDY纺丝工艺流程一、干燥工艺1,工艺要求:主要是:1、干燥后切片含水:<35PPM2、干燥后切片特性粘度降:<0.02设备:ROSIN干燥设备仿BM干燥设备工艺条件:(1)预结晶温度:介于切片玻璃化温度与熔点之间,一般控制在160-180度.(2)预结晶时间:8-30min,根据需要调整.(3)预结晶沸腾床风压:-5-0(cmwg)(4)干燥温度:温度越高,干燥效果越好.但过高会影响切片粘度降和色泽,一般控制在:160-185度.(5)干燥时间:使切片段含水量接近平衡含水,一般控制在4-12(H).(6)干空气露点:露点越低干燥效果越好.一般控制在<-30度.(7)干空气压力:一般控制在0.6~3.3kgf/c㎡一、纺丝工艺1、工艺要求:主要是:无油丝特性粘度降<0.04.2、设备:日本帝人.日本东丽.日本村田.德国Barmag及国产设备.3、工艺条件:(1)螺杆挤压各区温度A:进料段温度:切片熔点温度+(0-20)度B:压缩,计量段温度:+(10-40)度.(2)螺杆挤压机测量头压力:须保证计量泵吐出量的恒定和减少能耗,一般控制在:8-12mpa 纺丝箱体温度:采用联苯蒸汽加热保温,保持熔体温度不降低,一般控制在:285-298度.(3)组件压力:一控制在:12~28mpa(4)泵供量和转速泵供量(g/min)=纺速(m/min)*成品纤度(dtex)*N除以1000计量泵转速(RPM)=泵供量(g/mig)除以熔体密度(G/CM3)*泵规格(CM3/R)*泵效率(%)(5)冷却吹风A:风速:过大或过低会使纤维条干不均率上升,一般控制在0.3-0.7M/S.B:风温:保持熔体细流冷却长度不会过长,尽量减少各根单丝间冷却长度的偏差,一般控制在20-28度.C:风湿(相对湿度),一般控制在60-90(%)D:风压:一般控制在450~600PA(6)拉伸工艺:根据产品的质量(如物理指标和外观染色)和生产成本,等综合因素所决定的。

一、高速纺丝主要工艺参数1、纺丝温度:包括螺杆温度，箱体温度,联苯温度等.一般在275～295℃之间。

2、熔体压力：包括滤前压，滤后压力和组件压力；滤后压力一般疫定在80～100BAR之间；组件压力一般在80~150BAR之间。

3、侧吹风：包括风速成（风压)，风湿。

风速在0、3~ 0。

5m/s左右；风温20±2℃左右;风湿65±5﹪左右。

4、集束上油们置：一般根据纺制品种和所需纺丝张力迁当调节上油们置。

通常集束上尚未位置离喷丝板面的垂直距离控制在130～160cm左右；水平位于控制在离侧吹风网面22~23cm左右。

5、计量泵和油剂泵转速：计量泵转速根椐年纺品种的规格计算而得;油剂泵转速则根据丝条所需上油率而定，P0Y上油控制在0。

3～0。

7。

另外：纺间的温度、湿度、室内空气气流等环境对纤维成形也有一定的影响，一般要求温度25左右；湿度65﹪左右,室内空气无紊流干扰。

二、高速纺丝采用何种方式上油?高速成纺丝纺速高，必须使用油嘴上油方式才能保证计量准确各个部位上油量比较一致.无油丝不但影响纺丝成型，而且直接后加工的正常进行，造成无法退绕，断头和无强力丝的出现，要杜绝无油丝产生。

三、POY含油一般以0.3~0.7﹪左右较为适当。

丝条含油率低会使纤维松散，摩擦阻力增大,发生毛丝；若含油量过高，会造成油污染增加.四、造成纺丝细丝的原因有哪些？主要原因是组件原因：1、喷丝板镜检不干净；2、分配板不干净；3、组件组装不合格；4、铲板不及时等，出现这种情况，应立即铲板或更换组件。

五、在什么情况下需要紧急更换组件？1、纺丝发生细丝，硬头丝、竹节丝等不正常丝，经板面清理后仍不能清除;2、组件漏浆严重，无法正常生产；3、卷绕毛丝、断头多，检查导丝器，丝道无损伤.六、熔体压力有哪三种？怎样设定熔体压力？熔体压力通常有螺杆出口压力（一般系过滤器前压）、滤后压力和组件压力三种。

滤后压力的确定一般是减去熔体管道的压力损失，保证熔体进入计量泵前的工作压力(一般不低于 3.0MPa)，不致使各计量泵吐出量有差异.一般根据纺丝需要设定好一定的后压，前压(螺杆出口压力)则是为了保证后压的稳定,一般随过滤器芯使用时间的增加而增大。

锦纶66弹力丝纺丝工艺探讨周淑倩(青岛中达化纤有限公司,山东青岛266555)摘　要:介绍了锦纶66弹力丝的纺丝工艺过程,从切片干燥、纺丝温度、组件、侧吹风、集束点位置、上油等几个方面对工艺进行了分析探讨。

关键词:锦纶66;纺丝;工艺中图分类号:TQ342+.12 文献标识码:B 文章编号:100923028(2006)0120025203 在民用丝领域,锦纶以其优异的弹性和耐磨性在袜子、内衣等方面得到广泛的应用。

因其分子结构的关系,锦纶66要比锦纶6的弹性和耐磨性更好。

目前,在国内锦纶生产中,主要以锦纶6为主,锦纶66弹力丝的生产很少。

青岛中达化纤有限公司自1996年与法国罗纳普郎克集团合资后引进了锦纶66生产线,成为国内为数很少的同时生产锦纶6和锦纶66弹力丝的厂家。

现以17 dtex/5f锦纶66弹力丝为例探讨一下锦纶66纺丝工艺,以便与国内同行交流。

1　生产条件及工艺流程1.1　原料切片:法国ARRAS工厂生产的126Am30P 切片,主要技术指标见表1。

表1　PA66切片技术指标项目指标黏度指数(dL/g)127±4.5含水率(%)≤0.7氨端基(mol/t)40.2±3羧端基(mol/t)90±4.5灰份(%)0.30±0.05锰含量(ppM)11±4.51.2　主要生产设备切片干燥器:法国SO TRAL EM公司TS75P收稿日期:2005211221作者简介:周淑倩(1973—),女,山东青岛人,工程师。

型,聚合物输出量45～120kg/h。

螺杆挤压机:意大利L EONA RD公司EP90FO型。

卷绕头:德国Barmag公司SW46SSD型。

1.3　测试设备德国Textecho公司的statimat M型自动强伸仪;U STERⅢ型条干均匀度仪。

1.4　工艺流程切片输送→干燥→螺杆挤压机→纺丝→卷绕→平衡→加弹→分级包装2　生产工艺探讨2.1　主要生产工艺参数(见表2)表2　生产工艺参数项目工艺参数PO Y线密度(dtex)22干燥温度(℃)85～95干燥时间(h)20干燥氮气流量(m3/h)400～500挤压机温度(℃)一区(℃)305二区(℃)305三区(℃)295四区(℃)287五区(℃)285联苯炉温度(℃)300侧吹风风速(m/s)0.55卷绕速度(m/min)42002.2　干燥工艺锦纶66的化学平衡含水率为0113%(重量百分比),ARRAS工厂提供给中达公司的切片含水率在017%左右,干燥标准是干燥后的切片含水率为011%,影响切片干燥效果的主要工艺参数是干燥温度、加热介质的露点和流量。

低收缩PBT纤维高速纺丝技术应乃勇【期刊名称】《《纺织导报》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】3页(P49-51)【作者】应乃勇【作者单位】北京中丽制机工程技术有限公司【正文语种】中文聚对苯二甲酸丁二酯纤维（简称PBT纤维）是由高纯度对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）与1,4-丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物经熔融纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。

该纤维的大分子链中不仅含有苯环和羧基所构成的共轭体，又具有比常规涤纶中更长的—CH2—链段结构，因此具有涤纶、锦纶和氨纶等 3种纤维的一些特点。

此外，其抗老化性、耐化学稳定性都比锦纶、氨纶高，弹性接近氨纶，弹性模量和锦纶相似，用其加工的服装舒适性较好。

纤维染色性能良好，可用分散染料染色，上染率比常规涤纶高，染色牢度高。

目前该纤维主要用于加工各种运动衣、滑雪衫、连裤袜、高尔夫球衫、泳衣以及医疗绷带、创可贴基布等弹性纺织品及簇绒地毯。

鉴于其优良性能，北京中丽制机工程技术有限公司（以下简称“中丽制机”）对其进行了试纺，并提出了纺丝工艺和装备的优化方案。

1 纺丝设备1.1 设备参数（表1）表1 主要设备参数挤压机带 3 个位，4、5 区带风扇，螺杆外径75 mm，长径比25立式过滤器面积/m2 0.6（过滤精度为25 μm）各级熔体管道内径/mm Φ28，Φ20，Φ8行星式双层计量泵排量（mL·r-1）12×1.6纺丝箱 3 位/箱，12头/位纺丝组件 12套/位喷丝板喷丝板外径85 mm，孔数36无风区高度/mm 100侧吹风风窗高度/mm 1 300（上端带百叶窗）第 1 热辊HGR1 外径220 mm，长度400 mm（张紧角2°）第 1 分丝辊SR1 外径110 mm，长度400 mm（张紧角1°）第 2 对热辊HGR2 外径220 mm，长度400 mm第 3 对热辊HGR3 外径220 mm，长度400 mm卷绕头型号 BWA55T-1500/10油轮宽度/mm 500 1.2 牵伸卷绕设备（图1）图1 牵伸卷绕设备1.3 设备设计要求1.3.1 PBT性能（表2）表2 PBT性能特性黏度/（dL·g-1）挤出胀大比1.0 227 250（255℃） 167 1.45流动温度/℃表观黏度/（Pa·s）黏流活化能/（kJ·mol-1）1.3.2 熔体管路及纺丝箱设计参数（表3、表4）表3 熔体管路设计参数产量/（kg·h-1） 108 总头数 36密度/（g·cm-3） 1.3 熔体停留时间/min 5.87纺丝温度/℃ 263 起始黏度/（dL·g-1） 1.0油水含量/% 1.0 最终黏度/（dL·g-1） 1.3纺丝速度/（m·min-1） 4 500 到计量泵前压力降/ MPa 2.754表4 纺丝箱设计参数剪切速率/（s-1）挤压机 7 24 1 1 700 0.94 250.4粗过滤0.4 0.8 36 0.1 0.01 250.4 0.227计量头 2.8 11.6 1 35 0.02 250.4 0.178管子 2.8 50 1 307.88 0.17 204.9 0.204 13.92管子 2.0 424 31 332.03 2.24 198.7 2.827 12.73静态混合器 2.0 10 3 31.42 0.05 198.5 1.977 12.73计量泵 3 25 0.04198.4管子 0.8 100 36 50.27 1.01 195.8 16.58组件 36 70 1.40 190.7直径/cm 长度/cm头数体积/cm3停留时间/min动力黏度/（Pa·s）压力降/MPaPBT熔体黏度对温度和剪切速率敏感性较大，为了保证熔体黏度和温度均匀，熔体管道各级管路的剪切速率应一致，本设计各级熔体管道的剪切速率均为15 s-1左右。

FDY纺丝工艺流程一、干燥工艺1,工艺要求:主要是:1、干燥后切片含水:<35PPM2、干燥后切片特性粘度降:<0.02设备:ROSIN干燥设备仿BM干燥设备工艺条件:(1)预结晶温度:介于切片玻璃化温度与熔点之间,一般控制在160-180度.(2)预结晶时间:8-30min,根据需要调整.(3)预结晶沸腾床风压:-5-0(cmwg)(4)干燥温度:温度越高,干燥效果越好.但过高会影响切片粘度降和色泽,一般控制在:160-185度.(5)干燥时间:使切片段含水量接近平衡含水,一般控制在4-12(H).(6)干空气露点:露点越低干燥效果越好.一般控制在<-30度.(7)干空气压力:一般控制在0.6~3.3kgf/c㎡一、纺丝工艺1、工艺要求:主要是:无油丝特性粘度降<0.04.2、设备:日本帝人.日本东丽.日本村田.德国Barmag及国产设备.3、工艺条件:(1)螺杆挤压各区温度A:进料段温度:切片熔点温度+(0-20)度B:压缩,计量段温度:+(10-40)度.(2)螺杆挤压机测量头压力:须保证计量泵吐出量的恒定和减少能耗,一般控制在:8-12mpa 纺丝箱体温度:采用联苯蒸汽加热保温,保持熔体温度不降低,一般控制在:285-298度.(3)组件压力:一控制在:12~28mpa(4)泵供量和转速泵供量(g/min)=纺速(m/min)*成品纤度(dtex)*N除以1000计量泵转速(RPM)=泵供量(g/mig)除以熔体密度(G/CM3)*泵规格(CM3/R)*泵效率(%)(5)冷却吹风A:风速:过大或过低会使纤维条干不均率上升,一般控制在0.3-0.7M/S.B:风温:保持熔体细流冷却长度不会过长,尽量减少各根单丝间冷却长度的偏差,一般控制在20-28度.C:风湿(相对湿度),一般控制在60-90(%)D:风压:一般控制在450~600PA(6)拉伸工艺:根据产品的质量(如物理指标和外观染色)和生产成本,等综合因素所决定的。