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(jì)量泵)連續(xù)定量且均勻地從噴絲頭(噴絲板)的毛細(xì)孔中擠出,成為液態(tài)細(xì)流,再在空氣、水或特定凝固浴中固化成為初生產(chǎn)過程的核心工序。調(diào)節(jié)紡絲工藝條件,可以改變纖維的結(jié)構(gòu)和力學(xué)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(jù)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(chǎn)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(yīng)紡絲法等,用這些方法生產(chǎn)的纖維量很少。
1、熔體紡絲
熔體紡絲是切片在螺桿擠出機(jī)中熔融后或由連續(xù)聚合制成的熔體,送至紡絲箱中的各個紡絲部位,再經(jīng)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(xì)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(xì)流在空氣介質(zhì)中冷卻,傳熱和絲條固化速度快,而絲條運(yùn)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(xì)流離開噴絲板后與絲條垂直的方向進(jìn)行冷卻吹風(fēng),吹風(fēng)形式有側(cè)吹和環(huán)吹等,吹風(fēng)窗的高度一般在1M左右。紡絲通道的長短視紡絲設(shè)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(jīng)混合、過濾和脫泡等紡前準(zhǔn)備后,送至紡絲機(jī),通過紡絲泵計(jì)量,經(jīng)燭形過濾器、鵝頸管進(jìn)入噴絲頭(帽),從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的溶液細(xì)流進(jìn)入凝固浴,溶液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴(kuò)散,浴中的凝固劑向細(xì)流內(nèi)部擴(kuò)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(kuò)散和凝固不僅是一般的物理及化學(xué)過程,對某些化學(xué)纖維如粘膠纖維同時還發(fā)生化學(xué)變化,所以,濕法紡絲的成形過程比較復(fù)雜。受溶劑和凝固劑的雙擴(kuò)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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