涤纶纤维的生产过程ppt课件.ppt

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1、第二章 涤纶纤维的生产过程,1,第一节 涤纶长丝的生产简述,一、涤纶纤维生产发展的历史早在本世纪二十年代，就有人用脂肪和二羧酸缩聚，制得脂肪族聚酯，之后，改用对苯二甲酸和二乙醇缩聚，得到成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二酯，经熔体纺丝和后加工之后，制得了性能良好的纤维，由于这种成纤高聚物的分子结构中含有酯基 ，故称之聚酯纤维，现今所谓“聚酯纤维”原指对苯二甲酸乙二酯含量在85以上的纤维，我国的商品名称为“涤纶”,2,涤纶于1953年开始工业化生产，是大品种合成纤维中发展较晚的一种纤维，但由于涤纶纤维优良性能，加上随着石油化学工业的迅速发展，为涤纶生产提供了更加丰富而廉价的原料以及原料合成、连续缩聚、纺

2、丝和后加工技术的进步，为涤纶生产的发展开辟了广阔的前景，涤纶已成为合成纤维中发展速度最快，产量最高的一种重要品种。,3,以涤纶仿真丝为例，讲述涤纶品种的开发历史与现状。第一阶段6268年 开发三角形断面的涤纶长丝第二阶段 6973年 阳离子可染涤纶，三异形长丝第三阶段 7478年 应用收缩率不同的混合长丝，制成多角形断面以及超细长丝第四阶段 79 单丝更加细纤化，断面形状多样化，并进一步发展不同纤度混纤法等等,4,二、涤纶长丝的生产步骤：切片干燥熔融纺丝后加工成品纺丝：常规纺丝（未拉伸丝）UDY纺丝 中速纺丝（未取向丝）MDY高速纺丝（预取向丝）POY超高速纺丝（高取向丝）HOY 与FDY后加

3、工：拉伸：FDY，POY变形：假捻变形，空气变形等,5,dty的加工,dty的主要质量指标,oy和udy结构和稳定性比较,涤纶高速纺丝,6,三、涤纶长丝的生产工艺路线（一）常规纺丝工艺（UDYDYTY）（二）中速纺丝（三）高速纺丝工艺：POYDTY POYDY（四）超高速纺丝（全牵伸工艺）FDY（五）高取向生产工艺,7,四、涤纶长丝的生产特点五、涤纶长丝的品质指标（补充） 1、条干不匀率2、沸水吸收率3、染色均匀性,8,第二节 聚酯切片及其干燥,一、切片的聚合二、长丝对切片质量的要求1、特性粘度分子量的简单指数 =KMa K-系数（以邻氯苯酚或苯酚四氯乙烷测定时，K取常数1.27*10-4）

4、M-重均分子量 a-常数（通常为0.86）2、熔点：指高分子链能自由运动的温度，一般为260 左右,9,端羧基含量 端羧基含量高，说明分子量分布宽。可纺性差。二氧化钛含量 切片中加入二氧化钛的目的是为了给切片消光，加入量为0.3%0.5%，就能起到消光作用。铁质 含铁量高会使纤维发黄，要求小于3ppm。,10,三、切片的干燥1、干燥的目的：除去水分，提高切片的结晶度和软化点切片中有水分的后果：熔融时易水解，纺丝时易形成起泡，造成断头和毛丝。提高结晶度和软化点，防止切片在螺杆挤压机里软化粘结。,11,切片干燥,12,2、工艺条件1）预结晶的温度和时间根据设备条件而定，采用沸腾床预结晶，预结晶温度

5、可高至160180，时间815min，采用搅拌式充填预结晶器，温度为120140，时间11.5h2）干燥温度干燥风温不宜超过190，切片温度不宜超过1653）干燥时间与干燥温度、干空气含湿量有关，一般在4h以上4）空气露点露点的定义：空气中的水蒸汽达到饱和时的温度。空气的含湿量愈低，则露点也愈低。干燥空气露点一般须小于-10,13,、新型干燥设备四、切片的输送方式采用管道气流输送法，有连续式和脉冲式两种方式,14,第三节 常规纺丝,常规纺丝是指纺丝速度低于1800m/min以下的纺丝技术，一般纺丝速度在1200m/min左右，拉伸与变形分两步进行，工艺流程长，生产效率低。但常规纺丝的设备投资少

6、，技术容易掌握，易变品种，因此目前在涤纶长丝生产中仍占有相当重要的地位。,15,一、纺丝（一）纺丝工艺流程常规纺丝工艺流程如下：干燥切片熔融挤出混合计量过滤纺丝冷却成形上油卷绕 UDY1、熔融挤出：切片熔融，并产生一定压力2、混合：强化熔体的均匀性3、计量：保证丝条纤度均匀4、过滤：除去杂质，改善熔体的流变性能5、纺丝：形成熔体细流6、冷却成形：熔体细流被冷却介质冷却，凝固成丝条，并逐步细化。7、上油：润滑，增加纤维抱合力，抗静电8、卷绕：卷绕速度即为纺丝速度，卷绕形成为后纺工序服务。,16,（二）纺丝工艺参数的选择1、熔体温度（Tm）由螺杆和箱体温度来控制调节，一般控制在285290（特性粘

7、度为0.640.66）2、螺杆挤出压力 6.57.5MPa3、泵供量计量泵单位时间内传送熔体的重量 Q=DRV/10000K 式中：Q-泵供量（g/min） D-成品丝纤度（dtex） R-拉伸倍数 V-纺丝速度（m/min） K-纤维收缩系数（1.05-1.10）,17,泵供量由泵的转数来调整：N=Q/rnc式中：N-计量泵转速（r/min） Q-泵供量（g/min） r-熔体密度（g/立方厘米） n-计量泵效率（一般为98%） c-计量泵容量（立方厘米/r） 一般计量泵允许的转速为15-40 r/min4、组件压力组件由喷丝板、熔体分配板、熔体过滤材料及其组装套件组成，一般压力为9.824

8、.5MPa,18,5、冷却风的温、湿度和风速风温：20-30湿度：70风速：根据品种定，随纤度增加而提高。通常为0.3-0.5m/min风速分布：有直线型，弧型和S型三种。6、卷绕速度影响卷绕丝预取向度的主要因素，卷绕速度越高，预取向度愈高。常规纺丝卷绕速度一般为900-1200m/min7、油轮转速和油剂浓度 卷绕丝的上油量决定了成品复丝的含油量。油剂浓度越高，油轮转速越快，上油量越高。,19,（三）Vc406 A型纺丝机的结构和使用特征主要用于涤纶长丝的生产，由螺杆挤出机、箱体、计量泵、纺丝组件，纺丝吹风窗，侧吹风稳压室，甬道和卷绕机等组成作业：1、切片干燥目的是什么？2、简述Vc406

9、A型纺丝机常规纺丝工艺流程。,20,二、拉伸加捻（一）拉伸的目的 UDY的特点： 强度低，伸度高，尺寸稳定性差，性质极不稳定，没有直接使用价值。拉伸的目的： 通过拉伸和热定形，可使纤维的大分子取向和结晶，从而具备一定的物理机械性能，以满足织造和服用的需要。,21,（二）拉伸原理和工艺参数的选择 1、卷绕丝的平衡时间和条件 刚落筒的卷绕丝不能马上拉伸加捻，必须在一定的温湿度条件下，放置一定的时间，使其内应力减小或消失，结构相对稳定以后再进行拉伸，这个过程称为平衡。平衡 时间：812h，湿度：75,22,2、拉伸倍数 拉伸倍数会直接一向成品丝的强、伸度和纤度等。拉伸倍数高，成品丝条强度高，伸度低，

10、纤度小，一般控制在3.5到4.2之间。 3、拉伸温度： 高于玻璃化温度Tg 1020，一般8090 4、拉伸速度：一般在800m/min以上 5、定型 目的：通过热定型，可以消除内应力，使拉伸 性能稳定，同时还可使丝条进一步结晶，强化其物理性能。 可用热板定型，温度：180,23,（三）Vc44S A型拉伸加捻机的结构和使用特征 1、原丝架 2、拉伸机构 3、成型（加捻）机构,24,三、拉伸丝的假捻变形 假捻变形也称弹力丝，是以长丝为原料，利用纤维的热塑性，经过变形和热定型而制得的高度卷曲蓬松的新型纱线。 1、假捻变形工艺流程 假捻变形法可以分为加捻、热定型、冷却、解捻，（二次定型）等步骤。2

11、、假捻变形原理 1）假捻：先加捻，后解捻的过程 2）变形：假捻变形的加捻阶段，丝束在加热器中利用分子的热运动消除因加捻而产生的扭曲应力，使加捻变形不可恢复，然后冷却到玻璃化温度以下，把加捻的形变固定下来，虽再解捻，但每根单丝仍保留原来的卷曲形态，这样就可以得到蓬松的弹力丝。,25,第四节 高速纺丝,高速纺丝指纺丝速度在3000m/min以上的纺丝方法，纺丝所得的POY丝，比单轨纺的UDY丝取向度高，而与一般拉伸丝相比，取向度低。高速纺丝的优点： 1.纺丝卷绕速度高，单机生产能力高 2.预取向丝的存放稳定性好 3.筒子硬度高，质量大，便于运输。 4.可实现拉伸假捻一步法工艺，简化后加工流程。,2

12、6,一、POY生产的工艺过程1、熔融挤出2、预过滤3、熔体分配管道4、静态混合5、纺丝组件6、冷却成形7、集束上油8、POY的卷绕,27,二、预取向丝的变形一般采用拉伸假捻法，即将拉伸和假捻变形加工相结合，在同一台机器一次完成，生产出来的弹力丝称为拉伸变形丝DTY。拉伸假捻法有内拉伸变形和外拉伸变形两种方法。 外拉伸变形，拉伸和变形在两个区域内相继完成。 内拉伸变形法，拉伸与变形同时进行。 一般采用内拉伸变形法居多。,28,三、纺丝拉伸一步法FDY 1、低速纺丝，高速卷绕 第一拉伸加热辊速度（纺丝速度）约为1000m/min，在两个加热辊间拉伸，第二拉伸加热辊速度3600m/min，然后在速度

13、稍低于第二拉伸加热辊的卷绕头上卷绕。 2、高速纺丝，超高速卷绕 第一拉伸加热辊速度（纺丝速度）约为3600m/min，在两个加热辊间拉伸，第二拉伸加热辊速度约5500m/min，然后在速度稍低于第二拉伸加热辊的卷绕头上卷绕。四、拉伸，整经一步法,29,第五节 网络丝和空气变形丝,一、网络丝1、定义： 网络丝是指丝条在网络喷嘴中，经喷射气流作用，单丝互相缠结在一起而呈周期性网络点的长丝。2、特点：长丝经过网络后，可增加原丝间的抱合力，可在织造厂省掉并丝、加捻、上浆等工序。如果网络点达到一定密度，可直接织造，免去上浆工序，还可改善起毛起球以及合纤的极光效应。,30,网络生成原理 当合纤长丝在网络器

14、的丝道中通过时，受到与丝条垂直的喷射气流横向撞击，产生与丝平行的涡流。长丝首先开松，随后在网络嘴丝道里通过，中间的单丝得到加速，两边的单丝则进入边缘较弱的气流回流里，丝条发生交络，缠结，产生沿丝条轴线方向的缠结点。,31,网络度,网络度的定义 网络间距的大小和单位长度内的网络结点数称为网络度。决定网络度的因素 网络度主要取决于喷射气流对合纤长丝产生的高频率振动波浪的频率，丝条行走的张力、速度等。网络丝加工对象 DTY，TY，POY，FDY等。,32,二、空气变形丝,1、特点 利用压缩空气喷射处理长丝，使其具有蓬松形及类似短纤纱的某些特征，简称ATY丝。2、空气变形的原理 空气变形主要通过空气变

15、形喷嘴来实现，原丝条进入喷嘴被气流吹开、吹乱，然后在加速送丝管中被加速。离开喷嘴时，丝条进行90度转折，生成大小不同弯度的弧圈。由于超喂而出现一定长度的自由丝段，在丝条发生交缠的同时形成网络。 根据对产品的不同要求，在空气变形机中加设割丝刀，使丝条表面产生类似短纤纱的绒毛效果。,33,空气变形丝的应用,可根据所用原丝的品种和类型得到各种特性的产品，可采用混纤等方法制得具有不同收缩性能、不同染色性能。不同光泽性、不同吸湿性的空气变形丝，还可控制不同的工艺条件和加工方法制得仿纱、仿毛等产品。,34,第六节 差别化长丝,定义：什么叫差别化长丝 指通过化学或物理改性，使常规纤维的形态结构、组织结构发生

16、变化，提高或改变纤维的物理、化学性能，使常规化纤具有某种特定性能和风格的化纤。主要差别化长丝介绍一、有色长丝二、异形长丝三、阳离子可染聚酯长丝（CDP）四、PBT纤维,35,五、共混纺丝和混纤丝（一）共混纺丝 将两种或两种以上的具有相容性的聚合物混在一起进行熔体纺丝的技术1、PBT和PET的共混纺丝2、聚丙稀与聚酯的共混纺丝（二）混纤丝 混纤技术是将不同高聚物或同种高聚物，不同性能的长丝在拉伸、拉伸变形、网络或空气变形过程中将它们并列，包芯或交缠混纤的过程。1、DTY和常规纺变形丝合股混纤制异染丝2、异收缩丝3、竹节纺麻丝,36,第七节 涤纶短纤维的生产,一、短纤与长丝在生产上的区别 涤纶短纤

17、的前纺生产与涤纶长丝UDY生产路线基本相似，纺丝速度一般小于2000m/min。而后加工有很大不同。 长丝后加工是将每股复丝丝条在各个锭子上单独处理，短纤维则将许多根丝条并成丝束，集中处理。 二、短纤后加工工艺流程集束拉伸热定形（紧张）卷曲定形（松弛）切断打包,37,二、工艺及设备1、初生纤维的存放和集束 存放的目的:刚成形的初生纤维，起结构不太稳定，需一段时间存放平衡使内应力减小和消失，并使卷绕时所上的油剂，得到均匀扩散，从而改善拉伸性能。一般在恒温恒湿下存放8小时以上。 什么叫集束：把若干个盛丝筒的丝条合并，集中成工艺规定粗度的大股丝束，以便进行后加工。,38,2、拉伸1）设备：导丝机，拉

18、伸机，加热机2）拉伸工艺：分两级拉伸 温度：第一级Tg以上， 7090 第二级：150180 拉伸速度：一般出丝速度为140-180m/min 拉伸倍数：纺丝速度为1000m/min时，拉伸总倍数是4倍左右。其中第一段控制在3.5-3.8之间，第二段控制在1.2倍左右。 纺丝速度增加时，总拉伸倍数应适当降低。,39,3、热定型： 消除纤维内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并且进一步改善其物理机械性能。使拉伸，卷曲效果固定，并使成品纤维符合要求。4、卷曲目的：通过卷曲，增加纤维间的抱合力方法：在热水或水蒸汽加热下，通过机械挤压获得卷曲效果。一般棉型纤维5-7个曲/厘米，毛型3-5个曲/厘米5、切断和打包短纤维切断长度由纤维品种而定：棉型纤维：38mm毛型纤维：90120mm中长纤维：5176mm打包是涤纶短纤维生产的最后一道工序，将短纤维打成一定规格和重量的包，以便运送出厂。,40,