任務5滌綸紡絲工藝操作-紡絲工藝參數(shù)控制

主講人：陳曉玲滌綸的熔融紡絲目錄CONTENT紡絲設備第一章紡絲工藝參數(shù)控制第二章紡絲生產(chǎn)操作第三章紡絲原理及流程第四章第三部分紡絲工藝參數(shù)控制紡絲溫度紡絲壓力冷卻條件卷繞速度3紡絲工藝參數(shù)控制課堂活動：請觀察本車間滌綸生產(chǎn)線紡絲工藝調(diào)整設備界面，試分析滌綸紡絲過程中需要控制的工藝參數(shù)有哪些？3紡絲工藝參數(shù)控制紡絲工藝參數(shù)的影響歸結起來有三個方面：一是對可紡性的影響，它直接關系到紡絲是否可以順利進行；二是對卷繞絲的均勻性和后加工性的影響，它和成品纖維質(zhì)量直接有關；三是紡絲機產(chǎn)量，這和提高設備生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率有關。熔體紡絲過程中有許多參變數(shù),這些參變數(shù)決定纖維成型的歷程和紡出纖維的結構和性能，生產(chǎn)中通過控制這些參數(shù)來制得符合性能要求的纖維。這些工藝參數(shù)主要有溫度、壓力、冷卻條件、泵供量等。（一）溫度1.螺桿擠出機各區(qū)的溫度切片熔融溫度通常選擇在熔點以上20℃左右，應低于其分解溫度。為便于溫度調(diào)節(jié)，螺桿是分區(qū)加熱的。根據(jù)螺桿的長短，加熱區(qū)可分為3~6區(qū)。一般熔融的初期溫度應結合切片的結晶度考慮，溫度略低；中段由于切片發(fā)生相變，需熱量大，溫度應高些；后段主要是使熔體進一步均化，溫度應趨近于紡絲箱內(nèi)溫度。即三段采用所謂的低-高-低的模式，但也有由高向低或由低向高的模式，主要取決于切片特性和螺桿特點。3紡絲工藝參數(shù)控制——溫度3紡絲工藝參數(shù)控制——溫度為保證熔融質(zhì)量的穩(wěn)定，各加熱區(qū)溫度波動通?？刂圃凇?1~2)℃。各區(qū)溫度如下：T1=(280±2)℃；T2=(285±2)℃；T3=(290±2)℃；T4=(288±2)℃；T5=T4-(2~5)℃。3紡絲工藝參數(shù)控制——溫度法蘭區(qū)是螺桿與彎管相連的中間部分，法蘭區(qū)本身長度較短，但散熱較大，故T6=T5-(0~2)℃。分配熔體，影響成型，熔體停留時間約1~1.5min，T8=Tm+（18～34）℃→290℃～295℃輸送熔體和保溫，較長，1.5min，粘度降。T7=Tm

+（14～20）℃→275℃～280℃（接近或低于熔體溫度）法蘭區(qū)溫度T6彎管區(qū)T7紡絲箱體T82.紡絲溫度Ts熔體流出噴絲板孔道前的溫度稱紡絲溫度，用Ts表示。特性黏度與相對分子質(zhì)量、溫度關系很大。由于高聚物的相對分子質(zhì)量很大，因此黏度很大。為了得到相應的黏度，溫度需嚴格控制，才能得到合適的初生纖維，為后加工的順利進行打好基礎。對于相對分子質(zhì)量特別大的高聚物，Ts比Tm、Tf高的幅度應更大些，但一定要小于Td,Tm＜紡絲溫度＜Td；258℃～267℃＜紡絲溫度＜300℃；3紡絲工藝參數(shù)控制——溫度Ts高，熱降解大，紡絲時易注頭，成品纖維的伸長率偏大；Ts低，剪切應力大，形成硬絲，拉伸時易毛絲、斷頭；波動大，易產(chǎn)生染色偏差。影響噴絲板表面和空氣接觸，溫度可比熔體溫度高4～10℃噴絲板范圍一般工藝控制Ts=Tm+(14~22)°C，最適：285～290℃；紡色絲因色母粒的加入，降低熔體的粘度，紡絲溫度相應的降低5-15℃，根據(jù)色母粒的加入量和色母粒的質(zhì)量情況決定。(二)熔體的均勻性熔體的均勻性對紡絲成型過程和纖維質(zhì)量有很大影響。熔體的均勻性反映在熔體各部分黏度的均勻性與熔體內(nèi)機械雜質(zhì)的多少兩個方面。1.黏度切片的結構不勻，或有凝膠粒子的存在，都會引起黏度不勻，從而使絲條結構不勻，出現(xiàn)硬頭絲，導致后拉伸不勻。2.雜質(zhì)雜質(zhì)的存在會阻塞噴絲孔，造成濾層壓力升高和使用周期縮短。熔體黏度不勻或存在膠粒會導致紡絲斷頭、線密度不勻、產(chǎn)生硬頭絲、后拉伸困難、染色性不勻等缺陷。熔體黏度不勻除由于熔體溫度不勻等因素外，主要是由于固態(tài)的結晶高聚物中已經(jīng)部分取向和包含著斂集密度不同的微纖、球晶、晶粒等，同時摻雜有較疏松的、非取向的或無定形的其他結構單元。為確保熔體均勻，應控制切片干燥的均勻性，在熔融和紡絲過程中杜絕與氧氣接觸，防止熔體氧化裂解，嚴格控制各加熱區(qū)的溫度，盡量減少溫度波動。3紡絲工藝參數(shù)控制——熔體均勻性(三)噴絲條件螺桿擠出壓力：螺桿擠出機出口的熔體壓力，范圍：65*105～75*105Pa過濾器壓力：螺桿擠壓機的出口壓力為過濾器的前壓，過濾器的出口壓力為過濾器的后壓，一般控制過濾器的后壓，70-100MPa。過濾器的前后壓力差控制在50-70MPa的范圍之內(nèi)，否則容易擊穿過濾器，前后壓差達到50-70MPa時，必須切換過濾器。泵供量：計量泵單位時間內(nèi)輸送熔體的重量，g/min（頻率）、流量cm3/r，與泵的轉(zhuǎn)速、熔體粘度、泵的進出口壓力有關；20kgf/cm2出現(xiàn)極值；壓力過大出現(xiàn)漏漿；螺桿擠出量應與總的泵供量相等。3紡絲工藝參數(shù)控制——泵供量3紡絲工藝參數(shù)控制——熔體壓力(四)熔體壓力熔體壓力是指紡絲組件中紡絲熔體的壓力，而不是指螺桿擠出機出口處的熔體壓力，其主要影響絲的線密度和結構。范圍：98×105～245×105Pa；高壓紡絲：30~110MPa，低壓紡絲≤10MPa聚酯短纖維組件壓力降：9-20MPa初始壓力：新組件紡絲穩(wěn)定30min后的壓力；98×105～147×105Pa升壓速度：應小于6%（否則組件使用壽命縮短）為使纖維成型良好，就應使熔體均勻穩(wěn)定地分配到每一個噴絲孔中，這個任務由紡絲組件中的耐壓板、分配板及粗濾網(wǎng)、濾砂來完成，且盡可能使組件內(nèi)儲存的空間加大，保證紡絲組件內(nèi)熔體壓力均勻，噴絲良好。(五)冷卻條件的影響1.風溫風溫和絲束冷卻速度直接有關，為保持紡絲穩(wěn)定，風溫偏差要小，最好控制在±1℃以內(nèi)。風溫的中心值可視不同紡絲機的結構和原絲質(zhì)量確定。風溫低，冷凍量大，能耗大。由于冷卻風溫會直接影響噴絲板溫度，當溫度過低時噴絲板更換率會明顯增加；而溫度過高，易引起毛絲、斷頭，并影響未拉伸絲的質(zhì)量。一般風溫在20~30℃之間選擇。風溫↑→熔體絲條冷卻不充分→并絲、粘結絲↑→卷繞絲條干不勻率↑風溫↓→熔體在噴絲孔處快速冷卻→拉伸應力↑→初生纖維預取向度↑，徑向雙折射率差異大→紡絲性↓→能耗大3紡絲工藝參數(shù)控制——冷卻條件3紡絲工藝參數(shù)控制——冷卻條件2.風濕風濕高，熱含量高，冷卻效果好，但易結露。風濕和風溫一樣，應根據(jù)不同的紡絲機結構和原絲要求確定。一般認為含濕量柱在14~18g/kg(干空氣)最佳，生產(chǎn)中風濕一般為65%~85%之間。3.風量和風速冷卻風的風量和噴絲板熔體吐出量有關，吐出量大則風量應相應增加。單絲根數(shù)多，風量也應增大些。風速應按可保證風能均勻地吹到所有絲條上來選擇。風速一般控制在0.3~0.7m/s之間。常規(guī)紡絲：紡絲速度1000~1500m/min。其卷繞絲為未拉伸絲，通稱UDY;中速紡絲：紡絲速度1500~3000m/min。其卷繞絲具有中等取向度，為中取向絲，通稱MOY；高速紡絲：紡絲速度3000~6000m/min。紡絲速度在4000m/min以下的卷繞絲具有較高的取向度，稱為預取向絲POY。若在紡絲過程中引入拉伸作用，可獲得具有高取向度和中等結晶度的卷繞絲，為全拉伸絲FDY超高速紡絲：紡絲速度6000~8000m/min。卷繞絲具有高取向和中等結晶結構，為全取向絲，通稱FOY；（六）卷繞工藝控制1.卷繞速度：卷繞線速度通稱紡絲速度。紡速↑→紡絲線上速度梯度↑、絲束與冷空氣的摩擦阻力↑→卷繞絲預取向度↑（雙折射↑）、后拉伸倍數(shù)↓（初生纖維內(nèi)應力增大，沸水收縮率增大）紡速↓→絲束張力↓→卷繞時發(fā)生跳動→紡絲穩(wěn)定性↓、并絲↑3紡絲工藝參數(shù)控制——卷繞工藝控制2.噴絲頭拉伸比第一導絲盤速度與熔體噴出速度之比。噴絲頭拉伸比↑→后拉伸倍數(shù)↓→對卷繞絲預取向度影響小3.卷繞溫濕度為確保初生纖維吸濕均勻，卷裝成型良好，卷繞車間的溫濕度要控制在一定范圍內(nèi)。一般生產(chǎn)廠卷繞車間溫度冬天控制在20℃左右，夏天控制在25~27℃,相對濕度控制在60%~75%范圍內(nèi)。若生產(chǎn)長絲，由于對卷裝成型要求更高，卷繞車間溫濕度更應嚴加控制。3紡絲工藝參數(shù)控制——卷繞溫濕度可紡性熔體清潔熔體粘度機械雜質(zhì)含量原料相對分子質(zhì)量干燥粘度降干切片含水率熔融溫度紡絲溫度紡絲壓力孔徑長徑比卷繞速度吐出量形變速率孔的形狀3紡絲工藝參數(shù)控制3紡絲工藝參數(shù)控制卷繞絲均勻性冷卻均勻性紡絲溫度變動風溫、風速、風量變動吹風不勻吐出量波動卷速波動組件壓力噴孔排列方式組件結構使用時間熔體溫度螺桿各區(qū)溫度一般宜控制在285～295℃，紡絲箱體的溫度一般控制在285~288℃左右。01噴