聚酯熔融熔体直纺工艺技术流程介绍

聚酯熔融熔体直纺工艺技术流程介绍聚酯的熔融纺丝成形过程是聚合物熔体在一定压力下定量喷出喷丝孔、冷却固化及受力形变的过程。聚合物熔体在高于其熔点２０℃左右的温度下喷出喷丝孔后，马上和周围介质接触，由于辐射热及周围介质的导热，开始冷却。随后，聚合物细流的温度逐渐下降，粘度增大，特别是在熔点附近，粘度随温度的变化特别敏感。聚合物细流随其离喷丝板的距离增大而变细，经一定距离后细流不再变细，此点一般称为固化点。固化后聚合物细流不再呈流动状态，称为丝条。固化点的位置和聚合物的玻璃化温度、熔体温度、粘度、冷却速度、卷绕速度等有关。纺丝过程中纤维的结构变化主要发生在固化点之前，因此严格控制固化点位置不变是保证丝条的关键。1、工艺流程简介聚酯熔体→熔体冷却器→增压泵→静态混合器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→丝束冷却成形→卷绕上油→卷绕落桶→往复横动（1）熔体纺丝熔体直接纺丝主要包括：①、熔体分配计量；②、纺丝丝条挤出；③、丝条冷却成形。（2）纺丝组件纺丝组件是纺丝的心脏部件，它直接关系到喷丝状况和产品质量。主要零部件有头套、供给板、分流板、喷丝板、底座圈等，其它易损零部件则有五层过滤网、板前过滤网、紧固螺栓、铝垫圈、盘形垫片、保护板等。组件头套是组件中最大的部件，主要完成初步分配、过滤等任务；供给板主要起熔体初步分配作用，分流板最终完成熔体的供给、分配、混合均匀的作用，两者必须结合使用，给喷丝板提供熔体。五层过滤网是组件中主要起过滤作用的装置，从上到下金属网规格一般为：200目、350目、200目、50目和20目，上面的200目滤网可阻挡过滤砂的挤压，防止承担过滤作用的350目滤网被击穿。下面三层200目、50目和20目滤网均起加强、支撑作用。板前过滤网为二层圆环形过滤网，上面的200目滤网起过滤作用，过滤供给板、分流板上带有的杂质，下面的20目滤网起加强、支撑作用。常用的喷丝板有棉型板和中空板，此外还有中长板和毛型板。喷丝孔的形状与纺丝状况有直接影响，工艺上要求喷丝孔孔壁、喷丝板面光洁、无损伤，喷丝孔的形位尺寸要精确，特别是喷丝微孔的形状、锥角形状和微孔的长径比。（3）环吹装置纺丝细流喷出喷丝孔后在冷却空气中冷却成形，冷却风的状况对纺丝的稳定性、产品的质量极为重要。冷却风装置主要有侧吹风和环吹风两种形式，其中环吹风又有密闭式和敞开式两种。敞开式环吹装置是从环吹固定风道来的一定温湿度的冷却空气，通过环吹装置风道进入环吹筒将风均匀地分配，由二层无纺布滤去空气中的杂质后，均匀地吹到丝束上。其特点主要有：冷却效果好；环吹小车可整体移动，操作方便，修板方便；冷却风阻力小，能耗低；风速均匀，丝束稳定；受环境（温湿度、灰尘、环境风等）影响大。由于丝束快速牵引，使吹到丝束上的冷却风随丝束带走。所以环吹筒一般下端风速大于上端风速。但同一高度四周的风速尽量要均匀，以保证丝束稳定。敞开式环吹装置由小车、环吹筒、活动风管组成。其中环吹筒是环吹装置的主要部件，它包括外筒、外金属多孔筒和无纺布、内金属多孔筒和金属网及无纺布、上盖、密封垫片、保温垫等。内外二层无纺布是主要起过滤冷却风作用的材料，金属多孔筒为无纺布起加强作用，内筒中的金属网起整流和保护作用。（4）计量泵熔体纺丝计量都采用齿轮计量泵，它是纺丝过程中关键性的机件。计量泵流量的准确性和均匀性直接影响到纤维的质量，正确的使用、处理和维修计量泵对提高纺丝质量是至关重要的。（5）组件清洗三甘醇（TEG）清洗：将沾有熔体的工件放在温度为260～265℃的TEG中，TEG将工件上的熔体溶解掉，从而达到清洗的目的。与其它清洗方法相比，三甘醇（TEG）清洗有以下特点：①、对熔体清洗效果好，工艺条件温和，不伤工件；②、操作条件较好，污染小，对人体基本无害；③、TEG蒸汽易燃易爆，有一定的危险性；④、清洗时间较长，如包括升温、降温，约需一天；⑤、对于无法溶解的物质，要采取其它方法清理。碱洗：在喷丝板和其它部件上经常沾有少量铝屑，这些铝屑在密封沟槽里，无法清理出来，故采用碱溶液清洗。使用时间较长的喷丝板上经常沾有一层白色的升华物，这些升华物主要成份是聚合度极低的小分子和环状齐聚物、有机硅等。当熔体挤出喷丝孔后，这些物质很容易逸出熔体，扩散在空气中，沾在喷丝板面和环吹筒上。TEG对这些物质的溶解性很差，但这些物质均有酯键，故在碱性条件下可发生部分水解断裂生成有机盐和醇。聚酯熔体与这些升华物一样，在强碱的条件下，也可发生部分水解，只是效果不太明显。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2RCOOR?+NaOH=RCOONa+R?OHR、R?——烷基符号真空炉清洗：将沾有熔体的工件放在温度为500℃左右的真空清洗炉中，熔体在高温条件下裂解成CO2、灰分和水，以达到清洗的目的。真空炉自动清洗程序一般为：①、升温阶段：室温～300℃，1小时；②、熔融阶段：300℃，2小时；③、c）裂解阶段：300～500℃，5小时（含氧化阶段3小时）；④、氧化阶段：500℃，3小时；⑤、自然冷却阶段。与其它清洗方法相比，真空炉清洗有以下特点：①、对熔体清洗效果好；②、自动控制，操作简单，污染小；③、清洗时间较短；④、清洗温度高，工艺控制较严。超声波清洗：经过三甘醇、碱清洗后的喷丝板，微孔中还含有许多无法清洗的小粒子、杂质，须采用超声波进行清洗。超声波清洗在不断流动的纯水（脱盐水）中进行。被洗物和发射超声波的发射头放在水中，一定频率的超声波通过发射头垂直发射至被洗物。水在超声波作用下，出现空化作用，而空化作用大部分发生在杂质附近。在空穴崩溃时，产生极高的压力，使杂质剥离被洗物，达到清洗的目的。空化作用是指在超声波作用下使液体出现真空空穴，继而崩溃从而造成局部高压、高温和放电的现象。（6）冷却风的意义和好处①、有利于提高设备的生产能力。冷却吹风能够加速聚合物细流的冷却速度，提高纺丝速度；加速了聚合物细流周围的空气对流，使喷丝板中心和外侧的聚合物细流冷却均匀，为采用多孔纺丝创造条件；冷却吹风后的卷绕丝质量均匀性有所提高，拉伸性好，牵伸时断头率大为降低，因此牵伸速度可以提高。②、有利于新品种技术的发展。③、有利于提高纤维质量。（7）冷却吹风条件影响冷却吹风的参数有：风湿、风温、风速、风量及冷却区位置。（8）卷绕落桶卷绕落桶是将纺丝冷却成形的丝束给湿上油，集束落桶的过程，一般把卷绕落桶分为：丝束给湿上油、导丝集束、牵引落桶和往复横动四个部分。卷绕毛丝产生原因分析：①、喷丝孔挤出不畅形成注头丝和细丝断丝。②、熔体中凝聚粒子或凝胶粒子使原丝产生缺陷形成断丝。③、原丝中的小浆块断丝。④、原丝上油不足或不匀，使丝束摩擦阻力变大形成断丝。⑤、各卷绕罗拉不光滑产生断丝。卷绕缠辊原因分析：①、毛丝多。②、卷绕上油系统脱油。③、卷绕张力过小或过大。④、牵引辊和喂入轮的速度不匹配。⑤、电气故障。⑥、喂入轮丝道更换不及时。⑦、各卷绕罗拉表面不光滑。给湿上油的作用：①、增加了单纤维之间的抱合力，即增加了集束性，防止丝束松散。②、增加了丝束的平滑性，减少了纤维与金属间和纤维于纤维间的摩擦，改善了丝束与卷绕机各金属辊的摩擦性能，防止纤维损伤、断头和发生缠辊。③、消除或减少了纤维的静电作用，避免纤维相互排斥而松散。对卷绕油剂的要求：能有效的改善纤维的抗静电性和平滑性，在使用方面还要求卷绕油剂有较好的性能稳定性，对金属无腐蚀，不使纤维着色，无臭无毒等。（9）往复横动同时在横向和纵向两个方向以一定的速度运动的装置。盛丝桶放在往复装置上，把从喂入轮落下的丝束均匀有规律地铺入装在盛丝桶中。满桶时能自动换桶，满桶由丝桶搬运车送入下道工序。2、前纺各组成部分的作用和要求组成部分主要作用要求熔体分配将熔体均匀分配给各纺丝位熔体到达各纺丝位的距离应相等，熔体停留时间相等，管径和管线的选择应有利于缩短熔体在分配过程中的停留时间，并尽可能减少拐折，使各位之间管路阻力差异减到最小，熔体受热均匀应保证计量泵将熔体定量供给喷丝板供量稳定、准确、均匀，无熔体渗漏，耐高温，耐高压。纺丝组件过滤熔体，升压并分配到喷丝板能进一步除去熔体中可能夹带的机械杂质及凝胶粒子，防止堵塞喷丝孔，延长喷丝板使用周期；使聚合物熔体能充分的混合，防止熔体发生粘度差异；能把熔体均匀的分配到喷丝板的每一小孔中去，没有死角；熔体达到规定的压力，不渗漏熔体喷丝板使熔体呈圆形或异形断面的细流孔径大小均匀，分布有利于熔体细流的均匀冷却，孔内表面加工精度高，承受压力不变形冷却成形使熔体均匀固化成丝条冷却充分而均匀，风速适当，冷却风高度洁净。上油增加单丝间并合，减少表面静电效应，提高后加工性上油均匀，上油量恒定，对丝无损伤卷绕丝条转向并成丝束卷绕速度稳定牵引牵引卷绕来的丝束并喂入喂入轮牵引速度稳定喂入轮将丝束喂入盛丝桶喂入均匀，不缠辊往复贮存和平衡后供集束和后加工用丝束铺得均匀，长度一定。集束时丝束曳出，性能好，不乱丝3、纺丝主要工艺参数及其影响（1）影响纺丝可纺性的因素熔体清洁熔体粘度原料分子量原料分子量纺丝压力纺丝压力纺丝温度机械杂质含量纺丝温度可纺性孔径卷绕速度吐出量长径比吐出量孔的形状形变速率（2）影响卷绕丝均匀性和后加工性的因素，它和成品纤维质量直接有关。冷却均匀性吹风不匀风温、风量、风速变动吹风不匀风温、风量、风速变动纺丝温度波动纺丝温度波动卷绕丝均匀性吐出量波动组件压力喷丝孔排列方式卷速波动使用时间纤度波动组件结构出喷头熔体温度冷却速率吹风方式纺丝温度风温、风湿度吹风方式风量、风速纺丝压力风量、风速吹风位置孔径