纺粘法介绍课件

纺粘法介绍纺粘法介绍12

纺粘法（Spun-bondProcess），是非织造材料生产的主要方法之一，又被称为纺丝成网法或聚合物挤压成网法。纺粘法的原理是利用化纤纺丝的方法，将高聚物纺丝、牵伸、铺叠成网，最后经针刺、水刺、热轧或自身粘合等方法加固形成非织造材料。第一节概述2纺粘法（Spun-bondProcess）3

目前纺粘法占世界非织造材料总产量的30%，加工能力主要集中在西欧、美国、日本和中国。1959年，美国Dupont（杜邦）公司首先成功开发聚合物粘法非织造布。美国是目前产销量最大的国家，10家最大的非织造布生产公司中8家拥有纺粘生产能力，如Kimberly-Clark（金伯利克拉克）公司、Reemay（里梅）公司等。西欧，20世纪60年代末70年代初开始纺粘非织造布的生产，如英国的ICI公司、德国Freuden-berg（弗来登伯格）公司、瑞士Fiberweb公司。一、发展概况3目前纺粘法占世界非织造材料总产量的30%，加工41973年，日本开始生产纺粘非织造布，如旭化成、三井石油、尤尼吉卡等。1986，我国开始引进纺粘法生产技术和设备，起步较晚，但发展迅速。20世纪90年代初，纺粘生产线仅3条，年产3000t；2001年，产量14.5万吨，占世界纺粘产品总产量的10％，占全国非织造产量的24.6％；2002年底，生产线70条（目前美国50条），年产24万吨，居世界第二。41973年，日本开始生产纺粘非织造布，如旭化成、三井石油、5

我国虽是纺粘大国，但技术水平与国外还有一定的差距，设备大多是20世纪90年代初期的国际水平。尤其是在纺丝速度、成网宽度、成网均匀度及纤维细度方面的差距还很大，有待于进一步提高。5我国虽是纺粘大国，但技术水平与国外还有一定的差6优点：工艺流程短，产量高。产品机械性能好：强度大、断裂伸长大。产品适应面广：厚度范围8.5g/m2~2000g/m2，可用于服装、土建材料等。缺点成网均匀度不及干法工艺。产品变换的灵活性较差。二、纺粘法的特点6优点：二、纺粘法的特点7第二节纺粘法的工艺原理①熔融纺②溶液纺（干法、湿法）一、纺粘法的工艺类型纺粘法按纺丝原理可分为：

目前，纺粘法以熔融纺丝为主，溶液纺（干法）较少，而溶液纺（湿法）更少。7第二节纺粘法的工艺原理①熔融纺一、纺粘法的工艺类型8聚合切片熔融纺丝机械拉伸正压气流拉伸负压气流拉伸机械摆丝 静电分丝 气流分丝铺网针刺加固热轧加固水刺加固化学加固固化烘干干燥成品卷绕聚合工序纺丝工序拉伸工序成网工序加固工序成卷或包装工序二、纺粘法的工艺流程8聚合切片熔融纺丝机械拉伸正压气流拉伸负压气流拉伸机械摆丝 9

纺粘法的工艺流程为：聚合物切片纺丝切边熔融挤压切片烘燥冷却加固牵伸分丝铺网卷绕9纺粘法的工艺流程为：聚合物切片纺丝切边熔融挤压切片烘燥10纺粘法生产流程图料斗螺杆挤出机计量泵纺丝箱冷却风牵伸装置分丝至卷绕加固成网装置10纺粘法生产流程图料斗螺杆挤出机计量泵纺丝箱冷却风牵伸装置11去除水分含水切片，尤其PET熔融时会水解，使分子量下降，影响成丝质量。水在高温下汽化，易造成纺丝断头或毛丝。提高结晶度和软化点含水PET切片是无定形结构，软化点低，在螺杆的加料段易造成粘结阻料现象，影响正常生产。无定形结构切片在一定温度下会结晶，软化温度提高。（PET由透明变成不透明）三、纺粘法的工艺过程(一)切片烘干1、烘干的目的11去除水分三、纺粘法的工艺过程(一)切片烘干1、烘干的目无定形结构PET切片烘燥后具有一定结晶度的PET切片无定形结构PET切片烘燥后具有一定结晶度的PET切片1213PET切片含水形式有两种：吸附水：存于切片表面和细小缝隙中，多，易去除；氢键结合水：存于切片内部，少，难去除。干燥温度设定为？低，干燥慢；高，干燥快但软化粘连。干燥过程：第一阶段为预结晶阶段，热空气温度120~150℃；第二阶段为干燥阶段，热空气温度160~180℃。2、烘干原理13PET切片含水形式有两种：2、烘干原理14PET切片的干燥进程干燥时间(min)干燥阶段预结晶阶段1020304050607080H2O含量(%)0.300.200.100.02T=120℃T=170℃14PET切片的干燥进程干燥时间(min)干燥阶段预结晶阶段15

真空转鼓干燥设备、回转圆筒干燥设备、沸腾式干燥设备、联合式干燥设备等。3、烘燥设备真空转鼓干燥设备及时排除鼓内空气和水分，可防止切片热氧化降解，干燥质量高。切片进出口检修进出口夹层内通入蒸汽或导热油真空抽吸回转接头15真空转鼓干燥设备、回转圆筒干燥设备、沸腾式16真空转鼓干燥装置16真空转鼓干燥装置1717

主要设备为螺杆挤压机。(二)熔融挤压单螺杆挤出机1717主要设备为螺杆挤压机。(二)熔融挤压单螺杆挤181.作用输送：螺杆的转动将固体和熔体向前推进熔融：套筒外的加热元件将切片熔化混合、均化：温度、组成分布均匀181.作用19

螺杆分三段：进料段、压缩段（熔融段）、计量段。

切片进入螺杆后，首先在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气并逐渐熔化，然后在螺杆计量段中进一步混和塑化，并达到一定的温度，以一定的压力输送至后道工序。19螺杆分三段：进料段、压缩段（熔融段）、计量段。202021

通常指螺杆的外径，一定程度上代表螺杆挤出机的生产能力。直径加大，挤出机产量增加，但加热和驱动能耗均增加。(1)螺杆直径DD2.螺杆的基本参数21通常指螺杆的外径，一定程度上代表螺杆挤出机的22(2)螺杆长径比L/D

L/D：工作长度（不包括鱼雷头及附件）与外径之比。

L/D↑：熔化时间增加，螺杆转速和生产能力可提高。

L/D过大，热敏性聚合物会过分降解；螺杆自重增加，悬臂度大，驱动功率大。聚丙烯纺粘法L/D≥30:1，聚酰胺和聚酯L/D≥24:1。L22(2)螺杆长径比L/DL/D：工作长度（不包括鱼雷头23

螺杆直径一定时，螺距（S）决定螺杆的螺旋角，影响螺纹的推进力。(3)螺距SS23螺杆直径一定时，螺距（S）决定螺杆的螺旋角，影响螺24对于常规三段螺杆：加料段螺槽深，H不变；压缩段螺槽容积渐小，一般为等螺距，H渐小；计量段也称均化段，螺槽浅，H不变。螺槽深，产量大；螺槽浅，产量小，但塑化作用好，挤出量稳定。(4)螺槽深度HH1H224对于常规三段螺杆：(4)螺槽深度HH1H225

指进料口处最后一个螺槽容积与计量段第一个螺槽容积之比。(5)压缩比

压缩比与物料的物理压缩比（松散的固态体积与熔融后的体积比）要相适应。ε越大，聚合物受到的挤压作用越大，通常ε在2.5-3.5。25指进料口处最后一个螺槽容积与计量段第一个螺槽容积之26

漏流量与间隙的三次方成正比，在保证螺杆与套筒不产生刮磨的条件下，应尽可能采用较小的间隙。(6)螺杆与套筒间的间隙26漏流量与间隙的三次方成正比，在保证螺杆与套筒不产生27

螺杆挤出机按螺杆的数量可分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机可节约能源并提高产品的质量。27螺杆挤出机按螺杆的数量可分为单螺杆挤出机和双螺杆28（三）纺丝

切片置于料斗，螺杆挤压熔化后进入纺丝泵，然后从喷丝板挤出冷却成丝。如要生产有色产品或功能性产品（如抗静电、阻燃等）可在料斗中同时添加合适的母粒。28（三）纺丝切片置于料斗，螺杆挤压熔化后进入纺丝29

精确计量聚合物，连续输送熔体，确保熔体能从喷丝头挤出。计量泵为外齿轮啮合齿轮泵。齿轮脱开处为进料区，熔体在齿轮的带动下沿“8”字型孔的内壁转一周输出，即齿轮啮合处为出料区。重要纺丝部件（1）计量泵29精确计量聚合物，连续输送熔体，确保熔体能从喷30

由过滤板、分配板和喷丝板等组成。除去熔体中的杂质并把熔体均匀分散到喷丝孔的每个小孔中去形成熔体细流。过滤板：过滤杂质，防止堵塞喷丝孔。（2）纺丝头组件30由过滤板、分配板和喷丝板等组成。除去熔体中的杂31

喷丝板：钢板上打数个孔，是核心部件。有圆形和矩形板（整体式或组合式）两大类，矩形板应用较多。矩形喷丝板圆形喷丝板31喷丝板：钢板上打数个孔，是核心部件。有圆形和矩形板（整32纺粘法用喷丝板纺丝用喷丝板32纺粘法用喷丝板纺丝用喷丝板33

①

喷丝板的喷丝孔结构喷丝孔主要由导孔和微孔组成。导孔：引导熔体连续平稳地进入微孔，避免在入口处产生死角和出现漩涡状的熔体。微孔：孔径根据熔体流量、粘度和丝的细度等确定。（所谓的纺丝孔直径就是指该孔直径）(a)圆柱形(b)圆锥形(c)双曲线形(d)二级圆柱形(e)平底形喷丝板喷丝孔的结构33①喷丝板的喷丝孔结构(a)圆柱形(b)圆34②喷丝孔的孔数

根据聚合物种类和长丝线密度确定。骤冷困难的如PP，喷丝孔应少些；长丝线密度大，孔少。纺粘法的平均喷丝孔数须大于1000孔/m(产品宽度)。孔数增加，有利于成网均匀和产量提高。34②喷丝孔的孔数根据聚合物种类和长丝线密度确定35

熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变形和稳定的流变过程。入流区孔流区出流区挤出胀大35熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变36

熔体从直径较大的空间挤入较小的孔隙，流动速度急剧增大，动能增加，并贮存一定的弹性变形能，称为“入口效应”。存储的形变超过一定限度时，将影响熔体的稳定流动。入口导角越小，熔体的流动越稳定。1.入流

36熔体从直径较大的空间挤入较小的孔隙，流动速度急剧增37靠近孔壁流速小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。径向速度梯度使高弹形变增加，孔径小速度梯度大。2.微孔流动

微孔大一些纺丝比较稳定。纺PP时微孔直径一般0.3~0.5mm，纺PET时一般0.3mm以下。

熔体流动特点：37靠近孔壁流速小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。2.微38

熔体从微孔挤出后产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹形变的迅速恢复。膨胀严重时熔体破裂。

增大微孔的长径比（L/d在1.5～10）、升高纺丝温度，可减小膨化现象。3.出流入流区孔流区出流区

挤出胀大38熔体从微孔挤出后产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹39

熔体膨化胀大的程度可用膨化比B来表示：

式中：d2－熔体细流膨化区最大直径

d1－喷丝孔直径入流区孔流区出流区挤出膨化胀大d2d139熔体膨化胀大的程度可用膨化比B来表示：入流40

变形区也称冷却区。熔体离开出口区时，具有流动性，受拉变形；空气冷却作用，熔体粘度增加，细流逐渐固化成纤。冷却条件对纤维的细度、伸长及均匀性有决定性的影响。冷却装置有侧向吹风和环吹风，气流层应为层流不能呈湍流(紊流)。4.变形与稳定入流区孔流区出流区

挤出胀大d2d1变形与稳定40变形区也称冷却区。4.变形与稳定入流区孔流区41(四)拉伸1、目的使大分子沿纤维轴向排列，即提高取向度，从而提高纤维的拉伸性能、耐磨性。达到所需的细度。41(四)拉伸1、目的42拉伸工艺指标性能初生丝拉伸丝高速纺丝非织造Recofil气流拉伸丝双折射率△n×10-35~1230~3520~2517~19强度(cN/dtex)0.89~1.344.0~4.91.6~2.671.07~1.87断裂伸长(%)>20020~60110~200>120不同拉伸工艺制取的聚丙烯纤维42拉伸工艺初生丝拉伸丝高速纺丝非织造Recofil气流拉43

主要有：（1）机械牵伸－－由拉伸辊的速度差进行拉伸。合成纤维生产中常使用。易于对纤维控制，拉伸程度也易于保证，但需防止丝条粘连。（2）气流牵伸－－利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。2、牵伸装置机械牵伸43主要有：2、牵伸装置机械牵伸44典型的纺丝成网和拉伸系统(a)机械拉伸纺丝成网 (c)圆形喷丝板狭缝拉伸纺丝成网(b)喷嘴式拉伸纺丝成网 (d)矩形喷丝板狭缝拉伸纺丝成网

44典型的纺丝成网和拉伸系统(a)机械拉伸纺丝成网 (c45

纺粘法多数采用气流拉伸或气流拉伸与机械拉伸相结合。气流牵伸分正压牵伸和负压牵伸。正压牵伸：气流从上方喷吹形成拉伸气流，形式上有喷嘴牵伸和窄缝牵伸，气流速度达3000~4000m/min或更高。负压牵伸：风机在拉伸管道下方抽吸形成拉伸气流。

45纺粘法多数采用气流拉伸或气流拉伸与机械拉伸相46窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气典型的正压拉伸工艺46窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气典型的正压拉伸工47窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气喷嘴式气流牵伸装置典型的正压拉伸工艺拉伸空气长丝喷嘴空压腔整流板环形狭缝拉伸管47窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气喷嘴式气流牵伸装48典型的抽吸式负压拉伸工艺48典型的抽吸式负压拉伸工艺491.气流分丝法：(五)分丝

牵伸后的丝运动速度达千米级，短时间内铺置成网，为防止成网时纤维间互相粘连或缠结，丝束需分散开（改变丝的平行状态）。目前，常用形式有：利用空气动力学效应，气流在一定形状的管道中扩散，形成紊流达到分丝目的。491.气流分丝法：(五)分丝牵伸后的丝运动502.静电分丝法：牵伸时丝束经过高压静电场或摩擦带电，丝因带同种电荷相互排斥，达到分丝的目的。高压静电分丝502.静电分丝法：牵伸时丝束经过高压静电场或摩511-喷丝板2-长丝3-压缩空气4-气流拉伸5-偏转板6-成网帘7-吸风

丝束牵伸后与挡板、摆丝辊、振动板等撞击，变成无规则运动，达到分丝目的。3.机械分丝法：511-喷丝板丝束牵伸后与挡板、摆丝辊、振动板等52

(六)铺网1、目的将拉伸后的长丝均匀铺放到成网帘上。2、长丝的控制方式（1）气流控制借助拉伸气流在拉伸通道出口处形成的紊流，使长丝像面纱一样落到凝网帘上。Reicofil（莱科菲尔）利用交替喷射的侧吹气流使丝条往复摆动铺网。（杜邦公司的狭缝式纺粘设备）

52(六)铺网1、目的（1）气流控制53

德国Reicofil（莱科菲尔）设备l-熔体2-喷丝板3-长丝4-风管5-冷风6-导流板7-室温空气8-风道板9-纤网10-成网机侧吹气流铺网（杜邦公司）

53德国Reicofil（莱科菲尔）设备l-熔54

（2）机械控制利用罗拉、转子或拉伸分丝管道作左右往复运动进行铺网。1-气流分丝器出口2-摆丝辊3-丝束4-成网帘5-吸风6-纤网一种摆丝成网机构54（2）机械控制1-气流分丝器出口一种摆丝成55(七)吸网

将高速下落的长丝均匀吸附在网帘上，防止长丝和一部分气流撞击到网帘后反弹，破坏纤网的均匀度。55(七)吸网将高速下落的长丝均匀吸附在网帘上561.针刺加固：3.复合加固：厚型产品采用，主要用于土工布如PA66纤网采用盐酸水溶液处理产生自身粘合，已较少应用。2.自身粘合：对纤网先后采用多种加固方法。(八)加固561.针刺加固：3.复合加固：厚型产品采用，主要用于土574.热轧粘合：聚丙烯等薄型产品采用。利用一对热的钢辊（一根花辊，一根光辊）对纤网进行加热加压，导致纤网中部分纤维熔融而产生粘结成为非织造布。

574.热轧粘合：聚丙烯等薄型产品采用。利用一对热的58粘合点处纤维融化将周围纤维粘合，未粘合处保持纤维原有的形态和性能。因此，产品为点纹状，有很好的柔软性、透气性和弹性。58粘合点处纤维融化将周围纤维粘合，未粘合处保持纤维原59国产FN3000D型纺粘PP热轧非织造布生产线59国产FN3000D型纺粘PP热轧非织造布生产线60纺丝速度提高：双组份技术趋于成熟。微细旦技术，纺丝细度可达0.5~0.7d。纺粘/熔喷复合材料比例迅速增长。四、纺粘法工艺技术的进展纺PET较多采用为5000m/min左右纺PP为2500~3000m/min左右60纺丝速度提高：四、纺粘法工艺技术的进展纺PET较多采用为纺粘法介绍纺粘法介绍6162

纺粘法（Spun-bondProcess），是非织造材料生产的主要方法之一，又被称为纺丝成网法或聚合物挤压成网法。纺粘法的原理是利用化纤纺丝的方法，将高聚物纺丝、牵伸、铺叠成网，最后经针刺、水刺、热轧或自身粘合等方法加固形成非织造材料。第一节概述2纺粘法（Spun-bondProcess）63

目前纺粘法占世界非织造材料总产量的30%，加工能力主要集中在西欧、美国、日本和中国。1959年，美国Dupont（杜邦）公司首先成功开发聚合物粘法非织造布。美国是目前产销量最大的国家，10家最大的非织造布生产公司中8家拥有纺粘生产能力，如Kimberly-Clark（金伯利克拉克）公司、Reemay（里梅）公司等。西欧，20世纪60年代末70年代初开始纺粘非织造布的生产，如英国的ICI公司、德国Freuden-berg（弗来登伯格）公司、瑞士Fiberweb公司。一、发展概况3目前纺粘法占世界非织造材料总产量的30%，加工641973年，日本开始生产纺粘非织造布，如旭化成、三井石油、尤尼吉卡等。1986，我国开始引进纺粘法生产技术和设备，起步较晚，但发展迅速。20世纪90年代初，纺粘生产线仅3条，年产3000t；2001年，产量14.5万吨，占世界纺粘产品总产量的10％，占全国非织造产量的24.6％；2002年底，生产线70条（目前美国50条），年产24万吨，居世界第二。41973年，日本开始生产纺粘非织造布，如旭化成、三井石油、65

我国虽是纺粘大国，但技术水平与国外还有一定的差距，设备大多是20世纪90年代初期的国际水平。尤其是在纺丝速度、成网宽度、成网均匀度及纤维细度方面的差距还很大，有待于进一步提高。5我国虽是纺粘大国，但技术水平与国外还有一定的差66优点：工艺流程短，产量高。产品机械性能好：强度大、断裂伸长大。产品适应面广：厚度范围8.5g/m2~2000g/m2，可用于服装、土建材料等。缺点成网均匀度不及干法工艺。产品变换的灵活性较差。二、纺粘法的特点6优点：二、纺粘法的特点67第二节纺粘法的工艺原理①熔融纺②溶液纺（干法、湿法）一、纺粘法的工艺类型纺粘法按纺丝原理可分为：

目前，纺粘法以熔融纺丝为主，溶液纺（干法）较少，而溶液纺（湿法）更少。7第二节纺粘法的工艺原理①熔融纺一、纺粘法的工艺类型68聚合切片熔融纺丝机械拉伸正压气流拉伸负压气流拉伸机械摆丝 静电分丝 气流分丝铺网针刺加固热轧加固水刺加固化学加固固化烘干干燥成品卷绕聚合工序纺丝工序拉伸工序成网工序加固工序成卷或包装工序二、纺粘法的工艺流程8聚合切片熔融纺丝机械拉伸正压气流拉伸负压气流拉伸机械摆丝 69

纺粘法的工艺流程为：聚合物切片纺丝切边熔融挤压切片烘燥冷却加固牵伸分丝铺网卷绕9纺粘法的工艺流程为：聚合物切片纺丝切边熔融挤压切片烘燥70纺粘法生产流程图料斗螺杆挤出机计量泵纺丝箱冷却风牵伸装置分丝至卷绕加固成网装置10纺粘法生产流程图料斗螺杆挤出机计量泵纺丝箱冷却风牵伸装置71去除水分含水切片，尤其PET熔融时会水解，使分子量下降，影响成丝质量。水在高温下汽化，易造成纺丝断头或毛丝。提高结晶度和软化点含水PET切片是无定形结构，软化点低，在螺杆的加料段易造成粘结阻料现象，影响正常生产。无定形结构切片在一定温度下会结晶，软化温度提高。（PET由透明变成不透明）三、纺粘法的工艺过程(一)切片烘干1、烘干的目的11去除水分三、纺粘法的工艺过程(一)切片烘干1、烘干的目无定形结构PET切片烘燥后具有一定结晶度的PET切片无定形结构PET切片烘燥后具有一定结晶度的PET切片7273PET切片含水形式有两种：吸附水：存于切片表面和细小缝隙中，多，易去除；氢键结合水：存于切片内部，少，难去除。干燥温度设定为？低，干燥慢；高，干燥快但软化粘连。干燥过程：第一阶段为预结晶阶段，热空气温度120~150℃；第二阶段为干燥阶段，热空气温度160~180℃。2、烘干原理13PET切片含水形式有两种：2、烘干原理74PET切片的干燥进程干燥时间(min)干燥阶段预结晶阶段1020304050607080H2O含量(%)0.300.200.100.02T=120℃T=170℃14PET切片的干燥进程干燥时间(min)干燥阶段预结晶阶段75

真空转鼓干燥设备、回转圆筒干燥设备、沸腾式干燥设备、联合式干燥设备等。3、烘燥设备真空转鼓干燥设备及时排除鼓内空气和水分，可防止切片热氧化降解，干燥质量高。切片进出口检修进出口夹层内通入蒸汽或导热油真空抽吸回转接头15真空转鼓干燥设备、回转圆筒干燥设备、沸腾式76真空转鼓干燥装置16真空转鼓干燥装置7777

主要设备为螺杆挤压机。(二)熔融挤压单螺杆挤出机1717主要设备为螺杆挤压机。(二)熔融挤压单螺杆挤781.作用输送：螺杆的转动将固体和熔体向前推进熔融：套筒外的加热元件将切片熔化混合、均化：温度、组成分布均匀181.作用79

螺杆分三段：进料段、压缩段（熔融段）、计量段。

切片进入螺杆后，首先在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实、排气并逐渐熔化，然后在螺杆计量段中进一步混和塑化，并达到一定的温度，以一定的压力输送至后道工序。19螺杆分三段：进料段、压缩段（熔融段）、计量段。802081

通常指螺杆的外径，一定程度上代表螺杆挤出机的生产能力。直径加大，挤出机产量增加，但加热和驱动能耗均增加。(1)螺杆直径DD2.螺杆的基本参数21通常指螺杆的外径，一定程度上代表螺杆挤出机的82(2)螺杆长径比L/D

L/D：工作长度（不包括鱼雷头及附件）与外径之比。

L/D↑：熔化时间增加，螺杆转速和生产能力可提高。

L/D过大，热敏性聚合物会过分降解；螺杆自重增加，悬臂度大，驱动功率大。聚丙烯纺粘法L/D≥30:1，聚酰胺和聚酯L/D≥24:1。L22(2)螺杆长径比L/DL/D：工作长度（不包括鱼雷头83

螺杆直径一定时，螺距（S）决定螺杆的螺旋角，影响螺纹的推进力。(3)螺距SS23螺杆直径一定时，螺距（S）决定螺杆的螺旋角，影响螺84对于常规三段螺杆：加料段螺槽深，H不变；压缩段螺槽容积渐小，一般为等螺距，H渐小；计量段也称均化段，螺槽浅，H不变。螺槽深，产量大；螺槽浅，产量小，但塑化作用好，挤出量稳定。(4)螺槽深度HH1H224对于常规三段螺杆：(4)螺槽深度HH1H285

指进料口处最后一个螺槽容积与计量段第一个螺槽容积之比。(5)压缩比

压缩比与物料的物理压缩比（松散的固态体积与熔融后的体积比）要相适应。ε越大，聚合物受到的挤压作用越大，通常ε在2.5-3.5。25指进料口处最后一个螺槽容积与计量段第一个螺槽容积之86

漏流量与间隙的三次方成正比，在保证螺杆与套筒不产生刮磨的条件下，应尽可能采用较小的间隙。(6)螺杆与套筒间的间隙26漏流量与间隙的三次方成正比，在保证螺杆与套筒不产生87

螺杆挤出机按螺杆的数量可分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，双螺杆挤出机可节约能源并提高产品的质量。27螺杆挤出机按螺杆的数量可分为单螺杆挤出机和双螺杆88（三）纺丝

切片置于料斗，螺杆挤压熔化后进入纺丝泵，然后从喷丝板挤出冷却成丝。如要生产有色产品或功能性产品（如抗静电、阻燃等）可在料斗中同时添加合适的母粒。28（三）纺丝切片置于料斗，螺杆挤压熔化后进入纺丝89

精确计量聚合物，连续输送熔体，确保熔体能从喷丝头挤出。计量泵为外齿轮啮合齿轮泵。齿轮脱开处为进料区，熔体在齿轮的带动下沿“8”字型孔的内壁转一周输出，即齿轮啮合处为出料区。重要纺丝部件（1）计量泵29精确计量聚合物，连续输送熔体，确保熔体能从喷90

由过滤板、分配板和喷丝板等组成。除去熔体中的杂质并把熔体均匀分散到喷丝孔的每个小孔中去形成熔体细流。过滤板：过滤杂质，防止堵塞喷丝孔。（2）纺丝头组件30由过滤板、分配板和喷丝板等组成。除去熔体中的杂91

喷丝板：钢板上打数个孔，是核心部件。有圆形和矩形板（整体式或组合式）两大类，矩形板应用较多。矩形喷丝板圆形喷丝板31喷丝板：钢板上打数个孔，是核心部件。有圆形和矩形板（整92纺粘法用喷丝板纺丝用喷丝板32纺粘法用喷丝板纺丝用喷丝板93

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喷丝板的喷丝孔结构喷丝孔主要由导孔和微孔组成。导孔：引导熔体连续平稳地进入微孔，避免在入口处产生死角和出现漩涡状的熔体。微孔：孔径根据熔体流量、粘度和丝的细度等确定。（所谓的纺丝孔直径就是指该孔直径）(a)圆柱形(b)圆锥形(c)双曲线形(d)二级圆柱形(e)平底形喷丝板喷丝孔的结构33①喷丝板的喷丝孔结构(a)圆柱形(b)圆94②喷丝孔的孔数

根据聚合物种类和长丝线密度确定。骤冷困难的如PP，喷丝孔应少些；长丝线密度大，孔少。纺粘法的平均喷丝孔数须大于1000孔/m(产品宽度)。孔数增加，有利于成网均匀和产量提高。34②喷丝孔的孔数根据聚合物种类和长丝线密度确定95

熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变形和稳定的流变过程。入流区孔流区出流区挤出胀大35熔体从喷丝孔挤出，经历入流、微孔流动、出流、变96

熔体从直径较大的空间挤入较小的孔隙，流动速度急剧增大，动能增加，并贮存一定的弹性变形能，称为“入口效应”。存储的形变超过一定限度时，将影响熔体的稳定流动。入口导角越小，熔体的流动越稳定。1.入流

36熔体从直径较大的空间挤入较小的孔隙，流动速度急剧增97靠近孔壁流速小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。径向速度梯度使高弹形变增加，孔径小速度梯度大。2.微孔流动

微孔大一些纺丝比较稳定。纺PP时微孔直径一般0.3~0.5mm，纺PET时一般0.3mm以下。

熔体流动特点：37靠近孔壁流速小，孔中心速度大，存在径向速度梯度。2.微98

熔体从微孔挤出后产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹形变的迅速恢复。膨胀严重时熔体破裂。

增大微孔的长径比（L/d在1.5～10）、升高纺丝温度，可减小膨化现象。3.出流入流区孔流区出流区

挤出胀大38熔体从微孔挤出后产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹99

熔体膨化胀大的程度可用膨化比B来表示：

式中：d2－熔体细流膨化区最大直径

d1－喷丝孔直径入流区孔流区出流区挤出膨化胀大d2d139熔体膨化胀大的程度可用膨化比B来表示：入流100

变形区也称冷却区。熔体离开出口区时，具有流动性，受拉变形；空气冷却作用，熔体粘度增加，细流逐渐固化成纤。冷却条件对纤维的细度、伸长及均匀性有决定性的影响。冷却装置有侧向吹风和环吹风，气流层应为层流不能呈湍流(紊流)。4.变形与稳定入流区孔流区出流区

挤出胀大d2d1变形与稳定40变形区也称冷却区。4.变形与稳定入流区孔流区101(四)拉伸1、目的使大分子沿纤维轴向排列，即提高取向度，从而提高纤维的拉伸性能、耐磨性。达到所需的细度。41(四)拉伸1、目的102拉伸工艺指标性能初生丝拉伸丝高速纺丝非织造Recofil气流拉伸丝双折射率△n×10-35~1230~3520~2517~19强度(cN/dtex)0.89~1.344.0~4.91.6~2.671.07~1.87断裂伸长(%)>20020~60110~200>120不同拉伸工艺制取的聚丙烯纤维42拉伸工艺初生丝拉伸丝高速纺丝非织造Recofil气流拉103

主要有：（1）机械牵伸－－由拉伸辊的速度差进行拉伸。合成纤维生产中常使用。易于对纤维控制，拉伸程度也易于保证，但需防止丝条粘连。（2）气流牵伸－－利用高速气流对丝条的摩擦进行牵伸。影响因素多，对拉伸效果的控制复杂、困难。纺粘法生产中多采用这种方法。2、牵伸装置机械牵伸43主要有：2、牵伸装置机械牵伸104典型的纺丝成网和拉伸系统(a)机械拉伸纺丝成网 (c)圆形喷丝板狭缝拉伸纺丝成网(b)喷嘴式拉伸纺丝成网 (d)矩形喷丝板狭缝拉伸纺丝成网

44典型的纺丝成网和拉伸系统(a)机械拉伸纺丝成网 (c105

纺粘法多数采用气流拉伸或气流拉伸与机械拉伸相结合。气流牵伸分正压牵伸和负压牵伸。正压牵伸：气流从上方喷吹形成拉伸气流，形式上有喷嘴牵伸和窄缝牵伸，气流速度达3000~4000m/min或更高。负压牵伸：风机在拉伸管道下方抽吸形成拉伸气流。

45纺粘法多数采用气流拉伸或气流拉伸与机械拉伸相106窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气典型的正压拉伸工艺46窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气典型的正压拉伸工107窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气喷嘴式气流牵伸装置典型的正压拉伸工艺拉伸空气长丝喷嘴空压腔整流板环形狭缝拉伸管47窄缝式气流牵伸装置喷丝板冷却空气牵伸空气喷