聚酯纖維的紡絲成形【明旺】
將成纖聚合物熔體或濃溶液,用紡絲泵(或稱計量泵)連續定量且均勻地從噴絲頭(噴絲板)的毛細孔中擠出,成為液態細流,再在空氣、水或特定凝固浴中固化成為初生產過程的核心工序。調節紡絲工藝條件,可以改變纖維的結構和力學性能。
聚酯纖維的紡絲方法主要有兩大類:熔體紡絲法和溶液紡絲法。在溶液紡絲中,根據凝固方式不同又可分為濕法紡絲和干法紡絲。聚酯纖維生產絕大部分采用上述三種紡絲方法。此外,還有一些特殊的紡絲的方法,如乳液紡絲、懸浮紡絲、干濕法紡絲、凍膠紡絲、液晶紡絲、相分離紡絲和反應紡絲法等,用這些方法生產的纖維量很少。
1、熔體紡絲
熔體紡絲是切片在螺桿擠出機中熔融后或由連續聚合制成的熔體,送至紡絲箱中的各個紡絲部位,再經紡絲泵定量壓送至紡絲組件,過濾后從噴絲板的毛韁孔中壓出而成為細流,并在紡絲通道中冷卻成形的工藝過程。初生纖維被卷繞成一定形狀的卷裝(對于長絲)或均勻落入盛絲桶中(對于短纖維)。
由于熔體細流在空氣介質中冷卻,傳熱和絲條固化速度快,而絲條運動所受阻力很小,所以熔體紡絲的紡絲速度要比濕法紡絲高得多,目前熔體紡絲一般紡速為100~3500m/min或更高。為加速冷卻固化過程,一般在熔體細流離開噴絲板后與絲條垂直的方向進行冷卻吹風,吹風形式有側吹和環吹等,吹風窗的高度一般在1M左右。紡絲通道的長短視紡絲設備和廠房樓層的高度而定,一般為3~5m。
2、濕法紡絲
濕法紡絲是紡絲溶液經混合、過濾和脫泡等紡前準備后,送至紡絲機,通過紡絲泵計量,經燭形過濾器、鵝頸管進入噴絲頭(帽),從噴絲頭毛細孔中擠出的溶液細流進入凝固浴,溶液細流中的溶劑向凝固浴擴散,浴中的凝固劑向細流內部擴散,于是聚合物在凝固浴中析出,形成初生纖維的工藝過程。濕法紡絲中的擴散和凝固不僅是一般的物理及化學過程,對某些化學纖維如粘膠纖維同時還發生化學變化,所以,濕法紡絲的成形過程比較復雜。受溶劑和凝固劑的雙擴散、凝固浴的流體阻力等因素限制,紡絲速度比熔體紡絲低得多。圖為濕法紡絲示意圖。
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