喷丝板结构对熔融纺丝挤出过程聚合物熔体流动特性的影响

熔体在喷丝板微孔内流动时的稳定性和流场分布的均匀性是后续决定纤维成型质量的关键，这对熔体挤出前后的速度差、流道内的剪切速率分布和口模段内径向速度均匀性提出了要求。利用计算流体力学技术对涤纶工业熔融纺丝中的聚合物微孔挤出过程进行了数值模拟，得到了聚酯熔体在微孔内流动过程的速度、压力和剪切速率分布，讨论了熔体挤出前后的速度差和剪切速率分布对熔体流动稳定性的影响。提出了评价口模段内熔体径向速度分布的流动非均匀系数，指出不同长径比和收敛角分别通过改变流动充分发展段长度和口模段入口处径向速度分量来影响流动非均匀性。研究发现非均匀系数随长径比的增大而减小，随收敛角的增大先减后增。综合分析结果表明，长径比为3、收敛角为74°的喷丝板最佳。