扁平纤维纺丝成形研究 Ⅰ.扁平纤维纺丝成形的数学模型及模拟分析

通过对圆形截面纤维纺丝动力学基本方程的修正及扁平纤维形变方程的推导,建立了扁平纤维纺丝成形的数学模型,并进行了计算机模拟,其结果与Takarada等学者研究结果相一致。模拟纺丝结果表明,增加单孔质量流量,降低纺丝温度及侧吹风起始高度,纤维长宽比提高;喷丝孔的长宽比增大,纤维长宽比大幅度降低。     

277 dtex/288 f熔体直纺涤纶扁平POY生产工艺探讨

通过长宽比10/1的喷丝孔生产277 dtex/288 f扁平涤纶POY,探讨了纺丝工艺条件对扁平POY生产稳定性及物性指标的影响。结果表明:组件初始压力15 MPa时合适的纺丝温度为290℃左右,无风区高度为65 mm,外环吹风压为20 Pa,双上油集束位置为750 mm,纺丝速度为2 600 m/min时,可制得生产稳定、手感柔软和性能优良的扁平POY,产品的断裂伸长率为130.62%,断裂伸长率CV值为3.18%,条干不匀率CV为0.86%,纤维长宽比为4∶1。     

1.67dtex黑色扁平涤纶短纤维生产工艺探讨

采用特性黏数0.642 dL/g有光聚酯切片和黑色母粒共混,生产黑色扁平涤纶短纤维,探讨了喷丝板的设计及纺丝工艺参数对产品性能的影响。结果表明:采用扁平形喷丝孔,长宽比10/1,喷丝孔的长度方向朝向喷丝板孔中心,控制黑色母粒质量分数为7.0%～8.0%,在纺丝温度284～286℃,纺丝速度850m/min,环吹风温度25℃,环吹风速度1.20 m/min的纺丝条件下,后加工拉伸温度为80～85℃,,拉伸倍数为3.40～3.55,卷曲机温度85℃,生产的1.67 dtex黑色扁平涤纶短纤维扁平度为6.5,断裂强度为4.41cN/dtex,断裂伸长率为21.3%。     

超细扁平涤纶长丝的研制

采用熔体直接纺的工艺路线,成功研制了167dtex/288f超细扁平涤纶全拉伸丝。生产结果表明,选择喷丝板孔的长宽比10／1、圆形排布、喷丝孔长周边对准侧吹风．纺丝温度292℃,油嘴上油方式,合股位置在第一热辊前的生产工艺较为合理,加工的167dtex／288f扁平纤维产品质量稳定,异形效果好,所加工的织物毛直立性好,又具有柔软滑糯的手感。     

扁平形涤纶工业丝生产工艺探讨

采用特性黏数为1.04 dL/g的增黏PET切片,生产1 110 dtex/192 f扁平截面的涤纶工业丝,探讨了喷丝板的设计参数和纺丝工艺对产品性能的影响。结果表明:选择扁平形喷丝孔凹度为0.84,长宽比为2.5时,纺丝温度为301℃,侧吹风速度为0.45 m/s,产品满卷率达96%,纤维扁平形截面清晰,异形度达到48.3%,断裂强度为8.59 cN/dtex,断裂伸长率为13.2%,干热收缩率为6.8%。     

111dtex/192f大有光扁平FDY产品的开发

采用切片纺工艺路线,成功研制了111 dtex/192 f大有光扁平FDY。结果表明,喷丝板选择一字形喷丝孔,长宽比9/1,菱形排布等方式,纺丝温度结合组件压力选择在290℃,采用油嘴上油,加工该种FDY,产品品质稳定,异形效果好,用它加工的织物毛直立性好,又具有柔软滑糯的手感。     

扁平纤维熔融纺丝动力学模型

根据熔融纺丝的基本原理,推导了扁平纤维的动力学模型。根据所建立的模型,模拟了纺丝工艺条件对纤维异形度的影响。模拟的结果表明:扁平纤维的异形度随着纺丝温度及特性黏度的升高而降低;泵供量一定时,纺速对异形度的影响不大;纺丝速度一定,异形度随着泵供量的增大而增大;吹风条件对异形度的影响较大;随着喷丝孔的长宽比的增大,异形度增加的幅度也较大;异形度在纺程上较小的区间内有明显的下降趋势,并随着泵供量的增加其下降的趋势变缓。     

腈纶扁平纤维生产技术探讨

介绍了异形纤维的发展史及其关键工艺过程，列举了国外有代表性的扁平腈纶纤维生产工艺。对扁平纤维生产的纺丝原液流变性能，喷丝板的设计制造以及纺丝工艺条件的优化进行了分析和研究。     

扁平形截面喷丝板

以前,制造扁平截面的化学纤维,无论是采用熔纺法,还是干纺和湿纺法,使用的喷丝孔形都采用如图1所示的长方形孔。用这样的喷丝孔纺丝,在纺丝工序特别是在拉伸工序会发生大量断丝和毛丝,因此,在生产中实用价值不大。用这样的喷丝孔纺出的化学纤维截面如图2所示。扁平丝的两端圆弧比较尖锐。 为了克服这些缺点,发现使用具有特殊的喷丝孔形可以完全克服上述缺点。即聚酯从槽形喷丝孔熔纺制造扁平丝时,该槽形孔的两端部扩开,该槽形喷丝孔宽a和两端最大幅宽b     

扁平腈纶湿法成形过程中的挤出胀大行为的模拟

应用Polyflow软件通过理论模拟的方法,对扁平腈纶(PAN纤维)湿法成形过程中的挤出胀大行为进行模拟,建立了喷丝孔口挤出胀大比与纺丝工艺参数之间的关系,研究了纺丝温度、喷头挤出速度、负拉伸率、凝固浴温度等工艺参数对挤出胀大比的影响规律。结果表明:挤出胀大比随着挤出速度、负拉伸率的增大而增大,随着纺丝温度的增大而减小,而挤出胀大比受凝固浴温度的影响较小;对模拟结果进行了实验验证,在喷丝板为0. 1 mm×0. 04 mm、板厚为1 mm、纺丝温度40℃、凝固浴温度10℃、凝固浴质量分数14%、入口流量2. 21×10~(-3)mL/s、喷丝头负拉伸率为-43%的条件下,纺丝制得的扁平PAN纤维的扁平度达到6. 4,线密度为11 dtex,且可纺性好,模拟结果具有合理性。     

腈纶NaSCN一步法生产中调整喷丝头负拉伸率的研究

采用硫氰酸钠为溶剂,湿纺一步法工艺生产腈纶,探讨了喷丝头负拉伸率对纤维成形的影响。工业化试验表明:当喷丝头负拉伸率为-73％时,纤维可纺性达到最佳状态。     

细旦腈纶的生产

研究细旦腈纶的纺丝工艺条件。并在纺丝线上进行试生产。讨论了纺丝原液温度、凝固浴条件、喷丝板负拉伸率、总收缩率、总拉伸倍数、纺丝速度对细旦腈纶质量和生产稳定性的影响。工业化试验表明:纺制0.89 dtex细旦腈纶的主要工艺条件为,纺丝原液温度74~76℃,喷丝板负拉伸率70％,总收缩率23%~25％,总拉伸倍数15,纺丝速度155m/min以及适当的凝固浴条件。     

扁平纤维纺丝成形研究 Ⅱ.扁平PET纤维喷丝板的设计及产品开发

根据扁平纤维纺丝成形的理论数学模型进行了喷丝板的优化设计,开发了线密度为2.2 dtex,纤维截面长宽比为7.5~8.0的PET扁平纤维。结果表明,选择喷丝板微孔长宽比为14较为合理,调节纺丝温度为286℃,降低环吹风速度为1.1 m/s,环吹风温度26℃,纺丝速度1 000 m/min,纺得的PET扁平纤维的平均长宽比为7.738,断裂强度为4.83 cN/dtex,断裂伸长率为33.6%,各项质量指标达到了预定的要求,纤维截面均匀,手感丰满。     

聚对苯二甲酸丙二醇酯POY-DTY工艺生产探讨

以CP509249 PTT切片为原料,通过POY-DTY工艺路线生产83 dtex。PTT纤维。结果表明:PTT切片干燥温度约130℃,干燥时间4 h以上;螺杆各区温度控制在250-264℃,较高的喷丝板长径比和卷绕超喂率;拉伸倍数1.40-1.65,D/Y比为0.5-2.3,适宜的拉伸速率和拉伸温度,PTT低弹丝生产稳定。     

抗起球腈纶纺丝工艺的优化

采用纺丝工艺调整法生产抗起球腈纶。结果表明:在抗起球腈纶生产工艺基础上,选择孔径相对较小的喷丝板,提高负拉伸比,有利于纤维成形;干燥机丝束堆积密度下调3%,湿球温度上调至77～80℃,采用加压过热蒸汽为热定型介质,热定型温度110～115℃,生产的抗起球腈纶抗起球级数达4.0～4.5。     

熔体直纺205 dtex/192f细旦扁平涤纶的开发

介绍了熔体直纺生产205 dtex/192f细旦扁平涤纶预取向丝(POY)的工艺路线,并讨论了纺丝温度、冷却成形、上油位置及方式、卷绕工艺、喷丝板选型等对生产细旦扁平涤纶POY的影响.结果表明:选择较高的纺丝温度,严格控制环吹风条件,适当提高集束点位置,优化上油均匀性,降低纺丝速度,适当提高卷绕张力,降低成型角,可制得质量较好的细旦扁平涤纶POY.     

微细旦PA6 HOY的开发

介绍了在常规PA6 HOY生产设备上直接纺制微细旦PA6 HOY的生产工艺,分析了纺丝工艺条件、喷丝板设计、卷绕工艺等的影响。结果表明,当纺丝温度262～264℃,喷丝孔长径比2．5∶1,侧吹风温度18℃,油剂质量分数为8%,卷绕速度4 500 m/min时,可生产出单丝线密度约1．0 dtex的微细旦PA6 HOY。     

正十字形涤纶短纤维纺丝工艺探讨

讨论了影响正十字形涤纶短纤维充满度及纤维质绩的工艺因素采用喷丝板正十字形孔长宽比为7:1和合理的排列方式,冷却吹风距离70 mm,风速1.2 m/s,风温20℃.纺丝温度275-280℃,纺丝速度900-1 000m/min,拉伸温度55℃,紧张热定型温度120-150℃,松弛热定犁温度70-90℃,生产的2 22 dtex 正十字形涤纶短纤维质量优良,充满度为55%     

三叶形大有光涤纶短纤维生产工艺

采用叶片长宽比为 5 1的三叶形特殊设计的喷丝板 ,选择合理的纺丝工艺条件和冷却条件 ,生产出的三叶形涤纶短纤维异形度大于 62 % ,各项物理指标优良