涤纶高收缩FDY的开发
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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。
涤纶工业丝相关知识及应用说明目录一.涤纶基础知识培训二.涤纶工业长丝专业知识培训三.加捻丝及合股丝细述一.涤纶1. 学名:聚对苯二甲酸乙二醇酯简称:聚酯商品名:涤纶英文名:polyester分子量:15000-20000 (土工格栅比较注重切片分子量和纤维分子量)熔点:264℃加工箱体温度:290-300℃生产方式:熔体纺;切片纺注:一般民用丝大有光切片特性粘度IV;0.64-0.66或0.66±0.02此指标和纤维聚合度有关,聚合度越高纤维特性粘度越高,纤维强度越高。
按特性粘度不同纤维分类如下: IV:0.8-0.9 瓶级 IV:1.2 纤维级 IV:1.4 特性纤维涤纶纤维的物理性能与化学性能1.聚脂纤维采用熔体仿丝,截面呈圆形,表面很平整。
2.聚脂纤维的吸湿性能很差,在标准条件下的回潮率为0.4%-0.5%,相对湿度100℃时回潮0.1%-0.8%,因此, 纤维性能无论在干、湿状态下变化都不大。
3.聚脂纤维强度高,弹性回复性能好,强度为3.52-5.28CN/DTEX,断裂伸长30%-40%.织物尺寸稳定, 强度高、伸长小,因此,涤纶织物耐磨性能好。
4.聚脂纤维耐热性较好,正常使用温度在150℃左右,230℃-240℃开始软化,熔点255℃-265℃,燃烧温度为450℃。
在170℃下短时间加热后引起的强度损失可以恢复,所以涤纶纤维在常温下有很好的使用性能。
在高温下的耐热性与稳定性均好,在工业上具有广泛用途。
5.因聚脂大分子中含有酯键,故不耐强碱,容易水解,在高温时尤甚.涤纶耐酸,不溶于有机酸,在低温度下,对低浓度的无机酸很稳定,介能溶解于浓硫酸和加热的苯甲酸中,对一般的有机溶剂比较稳定. 6.聚脂纤维不易导电,耐腐虫蛀性能好,贮存方便.IPF VS 工业用丝基本性能表指标 target比重(g/cm) Specific gravity 熔点(℃) Melting point 强度(g/d)Intensity 伸长率(%) Elongation 干热收缩(%) Shrinking in hot Air 耐热性(200℃,48h)heat resistance 耐酸性acid resistance 耐碱性alkali resistance 耐磨性abrasion resistance 耐日光性flame resistance 耐老化性aging resistance 耐蠕变性creep resistance3聚酯polyester 锦纶polyamide芳纶aramid 玻纤glass fiber 钢丝丙纶steel wire polypropylene>500 好较好良好很好好好较好好良好较差较差较好较好好好很好好好好较好差较好很好很好良好一般差一般差好好差注:锦纶与涤纶相比:涤纶沉降速度较快,适合制作渔网缆绳等,但价格较丙纶高2. 涤纶分类涤纶短纤未拉伸丝UDY undrawn yarn半取向丝MOY middle orieuted yarn 初生丝预取向丝 POY preorieuted yarn 长丝高取向丝 HOY high orieuted yarn拉伸丝拉伸丝 DY drawn yarn全拉伸丝 FDY full drawn yarn变形丝常规变形丝 TY textured yarn拉伸变形丝 DTY drawn textured yarn (低弹丝)空气变形丝 ATY air textured yarn 低弹丝=假捻丝(false twist yarn)假捻丝≠加捻丝(twisted yarn)注:两个热箱(定型更深)为低弹丝,一个热箱为高弹丝取向度(degree of orientation):由不规则排列高分子变形成有序排列,有序度高即取向度高取向度测试:双折射法,采用两个不同角度的纤维折射率之差来表征纤维取向度低弹丝:加捻→退捻→DTY捻度:一米内加捻的节点数来表示捻度的大小。
最近有同事提到ITY丝,起初这个名称我也不知道,当我看到这种丝时才知道,其实很简单, 这是市场上的一种通俗叫法,叫的人也不知道是什么东西,其实是属于DTY中的一种,为了使大家系统了解这方面的知识,现在详解如下,以免发生误会,只讲涤和锦二种.涤纶与锦纶合成纤维知识(FDY,DTY,ITY...)涤纶与锦纶涤伦与锦伦为合成纤维中之两大重要品种.其家族及变身出之产品,控制着整个合成纤维中之大部分.我们可从日常产品中均有接触到,在未来之世界,合成纤维及天然纤维同样重要.一.涤纶(POLYESTER)------- 是合成纤维中之一种, 学名:聚酯纤维,俗称涤纶.涤纶横切面一般为圆形,侧面光滑而亮度,其性能如下:项目性能断裂强度干/湿 5.5---6.3拉力强度 97000—114000伸长率 40%--50%比重 1:38吸湿率 0.4%耐热性 238C—240C软化溶点 255C—260C耐酸或碱性对浓盐酸,强力不易降低在沸腾强性碱分解.溶解性及化学性一般溶剂不溶解,热二甲基甲先胺40C苯酸和四氧化烷混合液中溶解.染色性用冰染,可溶性还原等染料<加助染剂>防腐蚀性耐蛀不腐,长期曝晒,强力下降.吸湿性差制成品特性结实柔软,手感好,缩水率低,可机洗,烘干,快干耐磨性强,易静电起毛球生产大多采用---步法: 常规聚酯切片(原料-----纺丝-----拉伸-----热处理)随着纺丝过程不同,其生产之产品可以分为以下各种:(一) 原丝<RAW/MONO FILAMENT>是纺丝原料,亦可与其它原料混合编织成产品.(二) POY< PARTIALLY ORIENTED YARN>:预取向丝,又名半加工丝半延伸丝,是经高速纺丝获得的取向度,在末取向丝(UDY)和牵伸丝之间的半成品,一般不会采用此丝作针织用因收缩率不稳定,仍可容易拉长,存放的时间及环境易影响其收缩性,有分单饼丝及双饼丝.(三) S.D.Y<SPIN DRAW YARN>全延伸丝.F.D.Y<FULLY DRAW YARN>F.O.Y<FULLY ORIENTED YARN>P.F.Y< POLYESTER FILAMENT YARN>经牵伸工序生产,因制作工序不同,故有不同名称,但均属于全延伸丝,收缩率较稳定,针织布可用.(四) DTY<DRAW TEXTURED YATRN>加工丝或加弹性丝,及(SETTING YARN>加工定型丝.经加工定型之产品,其拉伸阶段全部或部份与变形工艺在同一机上进行,此类丝最合针织布用,但;因经过定型工序对丝之亮度有所破坏,故要求高亮度效果最好,选用回FDY产品.产品有白丝,色丝,内分加弹丝,中弹丝,低弹丝,竹节丝,及高彭丝等等,一般有: (A)ITY <INTERMINGLED TEXTURED YARN>网络丝:包括低弹网络丝,幻彩丝,螺旋丝等等.(B)ECY (超喂丝)(C)ATY(空气变形丝)(D)STY(高捻丝)(E)FTY(FULLY TEXTURED YARN)全牵伸丝.为着开发更多不同类形之产品,纺丝厂亦于各种丝类,加入不同特殊工序,变成更多产品,例如,加捻(HIGH TWIST),可分”S” ”Z” 不同捻向,竹节(SLUB),空心(HOLLOW),粗细(THIN&THICK)等等.( F)特殊功能.近期随着技术不断改进,各种纤维均被开发成有特殊种功能,因此各类功能纤维应运而生,如防紫外线涤纶(U V PROTECTION POLYESTER),(THERMOLITE BASE)之保温纤维CATIONIC DPEABLE 阳离子低温涤纶,导电<ELECTRICAL CONDUCTIVITY>,抗静电< ANTI-STATIC >,耐高温<HIGH,TEMPERDTURE RESISTANCE), 阻燃< FLAME RETARDANT>,导光<OPTICAL> ,排汗( COOLMEX )等等.(G)特殊后处理.(1) 利用不同形态或组分加工而成的纤维,例如:双收缩丝: ( BI-SHRINKAGE YARN) ( B S Y )由不同收缩性能之两根长丝在纺丝或后加工过程中纺制成.双组分丝: ( B1-COMPONTENT YARN) (B C Y)由横截面内含有不同收缩性的两种组分的长丝制成的纤维.(2) 假编变形丝(KNIT DE.KNIT YARN):胚纱经针织制成织物并定型,然后拆散再经绕卷制成.(3) 网络纱,预取向丝或拉伸变形,经高压氧气吹捻,单丝间相交缠,成周期性的网络结的丝条.(4) 其它: 假捻变形纱 (FALSE-TWIST TEXTURED YARN) 假捻定型变形纱(FALSETWISTSTABILIZED TEXTURED YARN)加捻变形纱------TWIST TEXTURED YARN喷气膨体纱------JET BULKED YARN齿轮卷曲纱------------GEAR CRIMPED YARN刀口卷曲纱-----------EDGE CRIMPED YARN二.锦纶<NYLON>是合成纤维之一种, 锦纶学名: 聚先胺纤维< POLYAMIDE>简称PA.俗称尼龙是由美国杜邦公司卡莱斯氏发明,定名为NYLON.中文音译尼龙,我国锦州首先生产这种合成纤维,故统称为锦纶, 份子主链上含有重复先胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称.尼龙家族有20多种,大类分为:脂肪族PA(线状份子尼龙ALIPHAIC NYLON),芳香族PA(ARAMID NYLON) 其中,脂肪族PA品种多,其命名规则由合成具体的碳原子数而定.主要品种是尼龙6和尼龙66.占绝对主导地位,其次尼龙11.尼龙12.尼龙610.尼龙612.另外还有尼龙1010.尼龙46.尼龙7.尼龙9.尼龙13.新品种有尼龙6I,特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等,尼龙的改性品种数量繁多,如增强尼龙,单体浇铸尼龙(MC尼龙)反应注射成型(RIM)尼龙,芳香族尼龙,透明尼龙,高抗冲(超韧)尼龙,电能尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙 .纺织常用尼龙6:它全名为聚已丙先胺纤维,主要用于袜子.内衣.运动衫等,尼龙66.:全名为聚已二胺纤维,与尼龙6相似,适合制作雨衣,伞等产品.尼龙66的硬度,刚性高,但刃性差,各种尼龙按刃性大小排序为PA66/6 < PA6 < PA610 < PA11 < PA12尼龙的横切面为圆形,亦有三角形,其性能如下:项目性能断裂强度干为5.9---9.5 湿为5.1----8.0拉力强度 86000---134000伸长率为 16---28%回弹率 4%比重 1: 14吸湿率 4.5%耐热性180℃软化溶点215 ℃耐酸或碱性 5%盐煮沸分解,硝酸硫酸冷浓盐酸中部份分解.溶解性及化学性一般溶剂不溶于苯酸及浓甲酸中溶解.染色性用分散性和酸性染料较好防腐蚀性耐蛀不腐,长期曝晒,强力下降.色变黄制成品特性超轻,极强牢固性,折迭性好,耐腐性强,吸湿率3.5%--5%之间,易洗涤,缩水率低,快干,着色强,但易静电起毛球,不宜长时间日晒尼龙的生产技术有瑞士INVENTA,意大利NOY.德国KARL等公司,作为熔纺制取聚先胺纤维的技术从70年代开始发展了高速拉伸变形,由普通的UDY-DT常规两步法,发展到POY-DTY或FDY,ATY的一步法,工艺路线纺丝速度由1000米/分提高到4000米/分,纤度由2—3dpf降至0.8---1.2dpf.UDY—DT常规两步法,工艺流程长纺丝速度较低,质量均匀性差,效率低,断裂强度低,但投资小,技术成熟,见效快,故国内仍多采用,FDY一步法高速纺丝技术工艺流程短,丝速快产量高,质量均匀,断裂强度高,效率高,成本低国外一般采用.传统的短纤维纺纱整理工艺已向纺丝,拉伸,变型的BCF工艺演进,以空气变形取代机械变形,生成三维卷曲澎体丝,增加弹性.锦纶由于高强度,高刃性,通过高粘度的切片纺丝并经拉伸后加工工艺的改进,可使强度提高到15g/d.尼龙丝一般有(1)DTY(加弹丝) (2)FDY(全拉伸丝)(3)倍捻丝等大类.杜邦近年开发.TACTAL尼龙家族有(1)AQUATOR (2)BIABOLO. (3)MICROTOUCH (4)MULTISOFT.( 5)STRATA 各有其特性 <可参考TACTAL尼龙数据>.其它如NYLSTAR亦开发,MERYL TANGO. SATINE 等不同系列尼龙 <可参考NYLSTAR 尼龙资料>.而我国2000年尼龙产量达36万吨,估计2010年为55-60万吨,成为合成纤维中发展最快的品种.专用名词:因各制造商,有其独特不同之生产方法,故一般制造商将产品冠以厂名,或其系列之名称,故长期行内亦采用其专用名作为对该纤维之称号,例如: POLYESTER 涤纶纤维有:TERYLENE, DACRON, KODEL, FORTREL. VYCRON, BLUEC, VECTRA, TERGAL, TREVIRA, DIALON,TETOLON,TETERONKUKARAY, TERLENKA.NYLON 尼龙纤维有: NYLON6:BAYER—PERLON <DORLON> ,ROBINE—PERLON,NEFA—PERLON, ACELE, ACETA .NYLON 66 ,PERLONT,AMILAN, AUSTRYLON, NIPLON, NILFRANCE.(A) 支数:一般常用如70D,100D,135D,150D,等等表示方法用DENIER或TEX, d—TEX (DECITEX).(B) 纤维条数:分为多根纤维长丝(MULIT—FILAMENT YARN)由多条纤维组成及单纤维长丝(MONO FILAMEWT YARN)由单一条多纤维组成.一般有36,48或微纤.(C) 股数:一般为单股,双股,三股等.(D) 亮度:一般分为哑 (DULL) ,半哑( SEMI DULL),光(BRIGHT),超光(SPUER BRGHT),三叶光(TRILOBEL),闪光(SPAKLE) ,扁平(FLAT), 着色(DOPE—DYED). (BRIGHT)光: 生产过程中未经消光处理,而制成之光泽段强纤维.(DULL)半哑或消光:生产过程中,经过消光处理,制成表面反射光减弱纤维.(SEMI DULL)哑或半消光: 生产过程中,经部份消光处理,而制成.(DOPE-DYED)着色: 在纺丝溶液或凝胶丝采取着色光法制成之纤维.七十年代末期,涤伦,尼龙开始被全棉取代.八十年代开始,超细纤维大量生产,其轻柔,透气性能得到市场接受.一般人造纤维常用单位细度范围为1.5-3.0丹尼尔之间.在1-1.5丹尼尔之间的纤维称谓细丹尼尔纤维.若1丹尼尔以下则为超细纤维.(约10um) 随着技术进步.最初每根纤维丹尼尔在1(EXTRA FINE)而进为0.5丹尼尔以下,又再进为0.1丹尼尔以下,更进为0.01丹尼尔以下0.005丹尼尔以下为MICRO FINE.超细纤维之产生,对纤维之形态亦隋之改变.由原来WOOLY(蓬松)--SET(定型)--INTERMINGLED(喷节).现一般75D/36F,100D/36F.15D/48F非超细纤维多为SET YARN.超细纤维则以 INTERLACE及INTERMINGLED<喷节>方法处理,分辨方法为:(1)1M内有喷气节80点以上长及大者为INTERMINGLED.(2)1M内有喷气节80点以下短及小者为INTERLACE可抽取一根纱轻拉5次.若喷节点全部不见,则为INTERLACE.若喷节点仍隐约可见则为INTERMINGLED.此种纱在织布,染整时可避免勾丝现象.。
涤纶沸水收缩率测试方法一、引言涤纶是一种合成纤维,具有优异的性能和广泛的应用领域。
在纺织行业中,涤纶纱线的沸水收缩率是一个重要的物理性能指标,用于评估纱线的稳定性和缩水性能。
本文将介绍涤纶沸水收缩率的测试方法。
二、试验设备和材料1. 设备:恒温水槽、电子天平、试验绳2. 材料:涤纶纱线样品三、测试步骤1. 样品准备:将涤纶纱线样品剪成适当长度,保证样品之间没有交叉或缠绕。
2. 样品称重:使用电子天平将每个样品的质量精确称重,并记录下来。
3. 样品固定:将每个样品固定在试验绳上,确保样品的重力不会影响测试结果。
4. 恒温水槽设置:根据测试要求,将恒温水槽的温度设定为100℃。
5. 样品浸泡:将固定好的样品放入恒温水槽中,浸泡一定时间使其达到平衡状态。
6. 取出样品:根据测试要求,将样品从恒温水槽中取出,用纸巾轻轻擦干表面水分。
7. 样品再称重:使用电子天平再次称重每个样品,并记录下来。
8. 计算收缩率:根据以下公式计算涤纶纱线的沸水收缩率:沸水收缩率(%) = (初始长度 - 收缩后长度) / 初始长度× 100%四、注意事项1. 样品准备时要注意避免样品之间的交叉或缠绕,以免影响测试结果。
2. 样品浸泡时间要足够,使其达到平衡状态。
3. 取出样品后要尽快擦干表面水分,以免水分蒸发引起误差。
4. 计算收缩率时要确保初始长度和收缩后长度的单位一致。
五、结果分析通过上述测试方法,可以获得涤纶纱线的沸水收缩率。
收缩率的大小反映了涤纶纱线在高温下的收缩程度,是评估纱线稳定性和缩水性能的重要指标。
较低的收缩率意味着纱线在高温下的稳定性较好,不易发生缩水现象,适用于需要保持尺寸稳定的织物制品。
六、总结本文介绍了涤纶沸水收缩率的测试方法,通过恒温水槽浸泡和称重的步骤,可以准确获得涤纶纱线的收缩率。
该测试方法简单易行,适用于纺织行业对涤纶纱线的质量控制和产品评估。
在实际应用中,可以根据需要对不同纱线样品进行沸水收缩率测试,以保证产品的稳定性和缩水性能。