成型工艺学第七章合成纤维的纺丝与加工.ppt

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1、第七章 合成纤维的纺丝与加工,第一节 化学纤维的基本知识 第二节 成纤高聚物的特性 第三节 聚酯短纤维的熔融纺丝与加工 第四节 聚丙烯腈纤维的湿法纺丝与加工 第五节 聚丙烯腈纤维的干法纺丝与加工,第一节 化学纤维的基本知识,一、化学纤维的分类,纤维素纤维：粘胶纤维（人造棉、毛等）人造纤维 醋酸纤维（人造丝：宛如丝绸，质地柔软）蛋白质纤维 尼龙（锦纶）：坚牢耐磨，如尼龙6、尼龙66 涤纶：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，抗皱免烫 维纶：聚乙烯醇缩醛纤维，坚牢耐穿合成纤维 丙纶：聚丙烯纤维，快干挺爽 氯纶：聚氯乙烯纤维，轻柔保暖 氨纶：聚氨酯纤维，弹性最好,化学纤维,化学纤维：由各种不同的原料，经过化学

2、处理和机械加工方法制得的纺织纤维。人造纤维：利用某些天然高分子化合物制得的化学纤维。合成纤维：利用石油、天然气、煤等为原料合成聚合物，然后经纺丝而成的化学纤维。,二、化学纤维及其纺织品的命名 1.人造纤维的短纤维一律称为“纤”，如醋酸纤维等。2.合成纤维的短纤维一律称为“纶”，如涤纶、氯纶等。3.合成和人造纤维的长丝则在其名称后加“丝”字，或将“纤”“纶”改为“丝”。,4.人造纤维按其制造方法及所用溶剂的不同，给予不同的命名；（1）黏胶纤维：由于生产过程，必须制成粘胶状的溶液。（2）富强纤维：是粘胶纤维的改良品种，性能比较高，伸度小。（3）醋酸纤维：生产中要用醋酸或醋酸酐。5.合成纤维：依照其

3、原料构成的物质而命名，如氯纶、丙纶等,三 合成纤维的一些基本概念 1.纤维：是一种比较柔软的细而长的物质。纺织纤维长径比一般大于1000，直径为几微米至几十微米，长为25mm.,2.异形截面纤维 为改善纤维的手感、回弹性、起球性和光泽等性能，制得各种不同截形状的纤维或中空纤维等。3.长丝：长度以千米记的光滑而且有光泽的丝。,4.短纤维：长度为几厘米至十几厘米的短段。5.丝束：由几万直至百万根单丝汇成一束，用来切断成短纤维。6.变形纱：指所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱等。7.弹力丝：伸缩性、蓬松性好，厚度、轻度、不透明度、覆盖度和外观特征等接近毛织品。,第二节 成纤高聚物的特性,一.

4、成纤高聚物的性能要求 1.机械强度高、弹性模量大；2.伸长率适当；3.耐热性、耐老化性优良；4.溶液纺丝时，有适当溶剂、粘度适当；5.熔点和软化点应比允许的使用温度高；6.染色性、对水及化学物质的稳定性好。,二.成纤高聚物的结构特征 1.成纤高聚物应是线形高分子，支链尽量少、无交联，没大侧基；2.分子链上应有极性基团（氢键）（不是必要条件，如聚丙烯等）；3.分子量高，分子量分布应窄；4.化学和空间结构规整；5.非结晶成纤高聚物的玻璃化转变温度应高于使用温度，6.最好能结晶；7.具有一定的亲水基团等。,三.成纤高聚物的温度特性及热稳定性 1.成纤高聚物的温度特性（1）纤维的使用温度范围：.一般纤

5、维的使用温度使用范围：-5050；.国防及特殊用途的纤维：100以上。,（2）成纤高聚物的温度特性（主要与其玻璃化温度、粘流温度和熔化温度等有关，见表7-1）（3）影响温度特性的主要因素.大分子的极性增大，熔化温度提高。如聚酰胺等。.大分子链中引入刚性苯基，熔化温度明显提高。如聚酯等。,表7-1,（4）主要成型加工温度范围.成纤高聚物的加工一般在高于玻璃化温度条件下进行；.纺丝过程一般在粘流态进行；.纺丝成型过程在粘流态向高弹态转化的过程；.纤维的取向过程和松弛热处理一般在TgTm之间进行。,2.成纤高聚物的热稳定性（1）无氧高温情况.发生大分子链断裂，分子量降低；.脱去小分子物质，然后进一步

6、交联；如聚氯乙烯脱出氯化氢、醋酸纤维脱出醋酸或醋酸酐。,.在热作用下，有些大分子链会产生分子内的环化反应生成环状大分子。.杂链高聚物 A.可能产生大分子链段的交换反应，分子量分布更均匀；B.高温下，可能发生水解、酸解、醇解、胺解等；C.更高温度下，可能产生更深裂解，产生低分子挥发物。,（2）在氧气作用下，产生热氧化降解：.分子量降低；.产生含氧化合物，如醛、酮、醚、酸、酯等。会影响高聚物的成型加工性能和使用性能等。,四.成纤高聚物的结晶性能 1.成纤高聚物多为结晶性的 原因：纺丝成型和拉伸取向后，结晶度高，分子结构较稳定，耐热性高，纤维形状稳定；分子链间相互作用力较大，所以取向结晶后纤维强度高

7、，模量高，同时具有较好的耐磨性及其它综合性能。无定型高聚物模量和强度较低，变形较大，耐热性差，尤其玻璃化转变温度低于4060时无使用价值；当玻璃化转变温度超过6080时，才有使用价值。,2影响结晶行为的主要因素（1）高分子链化学结构和空间结构的规整性（2）高分子链的活动性（柔曲性）（3）高聚物的热力学性质和结晶过程的动力学因素(结晶温度：TgTm).低温时，分子链的活动性很小，结晶作用需要时间很长；.温度太高时，分子链活动性太强，难以实现有序排列。,3结晶对纤维拉伸行为的影响 结晶度高，纤维的拉伸性能可能降低；如聚丙烯的拉伸行为。,五分子链的结构对成纤高聚物性能的影响 1分子主链（1）碳链高聚

8、物中可能有双键和环化基团；（2）杂链高聚物中可能有-S-、-O-、-N-、-Si-等键及环化基团等。这些不同的键和基团的存在，改变了分子链间的作用力和链的内旋转能力，使链的柔曲性发生变化，使分子链的构象和结晶能力发生变化，最终影响了纤维的结构和性能。比如，尼龙纤维分子链上的亚甲基的影响等。,2取代基 对分子中的电荷密度的分配有影响，分子极性发生变化。以上的影响，必然引起相变温度、力学性能和电学性能等的变化。,3分子量的影响 如表7-11-2所表示。,表7-2,4分子量分布 不应含有分子量过低和过高的级分。低分子量级分过多，分布宽，纤维强度降低；高分子量级分过多，高聚物液体或熔体黏度急剧增大，出

9、现凝胶型的颗粒而难于拉伸取向。,六成纤高聚物的其它性能 1吸附性能（1）原因：分子链上的羟基和酰胺基等引起的。（2）含有极性基团的比例越大，对水蒸气的吸附能力越大。力学性能降低越多。如纤维素吸附能力最强，吸水后分子间的作用力明显消弱。,2电性能（1）电阻高，纺纱中因摩擦产生电荷，给纺纱带来困难。（2）介电性 即承受高压电的能力，取决于分子结构和基团的性能，也与纤维中的杂质有关。,3防腐蚀性能（对酸、碱、盐及氧化剂等作用的稳定性）可引起纤维大分子降解、断裂、强度降低等。如滤布用的防腐纤维为过氯乙烯纤维；聚丙烯腈纤维不耐强酸，易水解生成酰胺基；纤维素不耐碱。,4染色性能 主要取决于分子链上的极性基

10、团，如聚酯、聚酰胺、纤维素纤维、聚乙烯醇等有极性基团，所以容易染色。但聚丙烯腈不易染色，通过共聚可以解决。,第三节 聚酯短纤维的熔融纺丝与加工,一.熔融纺丝 二.熔融纺丝的主要优点 三.熔融纺丝的工艺过程及工艺条件 四.聚酯短纤维的后处理,第三节 聚酯短纤维的熔融纺丝与加工 一 熔融纺丝 纤维切片在螺杆式纺丝机中熔融塑化为熔体后，在压力下熔体通过喷丝头小孔而形成液体细流，经冷却、卷绕等处理而成为初生纤维的纺丝方法称为熔融纺丝。,二主要优点 1设备结构简单，可分段加热。2树脂熔融均匀，加热熔融高聚物时间短。3生产效率高。4.纤维细度可达0.2520特。,三熔融纺丝工艺流程和工艺条件 1纺丝工艺过

11、程 切片熔融塑化 计量泵 纺丝箱体 喷丝头组件 恒温恒湿丝室 冷却套筒 给油给湿 牵引辊 收丝筒 后处理,图7-1 熔融纺丝示意图,1喷丝头2喷丝板3甬道4通道下部5上油盘6纺丝盘7卷绕装置,2纺丝工艺条件（1）纺丝温度：一般为290300，箱体温度为285290。.纺丝温度过高时，导致热降解，熔体黏度下降，造成气泡丝。.纺丝温度过低时，熔体粘度增高，熔体输送困难，组件内压力升高而出现漏浆现象。.纺丝温度过高或过低，均会出现异常丝。,（2）纺丝压力.低压纺丝：0.50.9MPa.需要升高纺丝温度，改善熔体流变性能，易引起热降解。.高压纺丝：15MPa以上。组件内滤层厚而密，熔体在高压下强制通过

12、滤层会产生大的压力降，使熔体温度升高。高压纺丝可降低纺丝箱体的温度。（10MPa34）,（3）丝条的 冷却固化条件.冷却温度：一般为302。A.温度过高，冷却速度下降，冷却时间延长，断头增多。原因：丝经不起拉伸。B.温度过低，冷却速度增大，冷却时间缩短，“空心”增多。原因：外层急冷变硬，内层冷却收缩，中心出现空心。.冷却风的湿度：一般为7080%。.吹风速度：一般为0.30.4m/s。纺丝速度提高或孔数增多，吹风速度应增大,（4）纺丝速度.纺丝速度1000m/min时，后拉伸倍数约4倍。.纺丝速度1700m/min时，后拉伸倍数约3.5倍 拉伸倍数则取决于纺丝速度。.拉伸比达到100左右。.大

13、分子受拉伸而取向，但取向度不大。原因：大部分取向为可逆的，即可以解取向。.拉伸倍数太大时，过程不易控制。,（5）给油给湿处理.目的:提高丝束的集束性、抗静电性和平滑性，以满足纺丝、拉伸和后加工的要求。.油剂的组成：润滑剂、抗静电剂、集束剂、乳化剂和调整剂等。.含油率一般为：0.3%0.4%.（6）卷绕车间的温湿度.温度：冬天为20，夏天为2527。.湿度：60%70%。,四聚酯短纤维的后处理 1工艺流程 集束 拉伸 热定型 加捻 卷曲 变形加工 切断 打包,2 工艺条件（1）集束：将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。.集束前的准备：需在恒温恒湿下存放一段时间。主要作用：A.

14、使内应力减小或消除。B.予取向度降低致平衡值。C.使油剂扩散均匀，改善纤维的拉伸性能。.一般在30 1（股）752（股）,（2）拉伸：两次拉伸，以三台七辊机进行。.拉伸温度：A.第一次拉伸温度：一般在7090。（Tg以上）a.温度升高，丝条屈服应力和拉伸应力减小，有利拉伸。b.温度太高，会发生流动形变。,B.二次拉伸温度：一般在150（棉型）180（毛型）a.取向度提高，结晶度提高，Tg 提高，温度应提高。b.拉伸温度太低，会加大拉伸应力，使纤维断头增多。,.拉伸速度 A.V1一般为3045m/min,V3一般为140180m/min,毛型则低些。B.拉伸速度提高使拉伸应力增大。通过提高拉伸温

15、度降低拉伸应力，提高拉伸速度。C.拉伸速度超过一定值时，拉伸应力有降低的趋势。原因：拉伸过程发热，使拉伸纤维的实际温度升高，从而应力减小。,.拉伸倍数及其分配 A.总拉伸倍数：4.04.4倍，第一次拉伸倍数为其85%左右为好。B.拉伸倍数小于自然拉伸倍数时，纤维中细径没有扩展到整个纤维，未拉伸丝较多，没有使用价值。C.拉伸倍数达到最大拉伸倍数时，纤维就要断裂。,.拉伸点控制 A.拉伸点：拉伸过程中出现细径的位置叫做控制点（控制区）。原因：由于各单根纤维的细径往往在23cm的区域内展开。,B.拉伸点（区）的距离越短越好。C.拉伸点的控制：a.通过加热，使纤维内部形成稳定的温度梯度，当实际温度达到

16、在响应拉伸应力能发生屈服变形时，出现细径。b.加热拉伸时屈服应力明显降低，纤维生热减小，加之热传导，实际温升明显减低，近似等温拉伸，拉伸均匀性大大改善。,（3）卷曲.作用 改善纤维的纺织性能，提高短纤维与棉、毛之间的混纺抱合力。.聚酯短纤维的卷曲数（卷曲度）棉型：57个/cm 毛型：35个/cm,.卷曲方法 A.化学方法 B.机械方法 填塞箱式卷曲机由上下卷曲轮、卷曲刀、卷曲箱和加压机构等组成，丝束经导辊被上下卷曲轮夹住送入卷曲箱中，上卷曲轮采用压缩空气加压，并通过重锤来调节丝束在卷曲箱中所受的压力，使丝束在卷曲箱中受挤压而卷曲。,（4）热定型.目的：消除纤维在拉伸时产生的内应力，使大分子发生

17、一定程度的松弛，提高纤维的结晶度，改善纤维的弹性，降低纤维的热收缩率，使其尺寸稳定。,.热定型机 A.链板式热定型机 B.圆网式热定型机 C.热辊式热定型机：主要适用于高强低伸型短纤维。在一定张力下进行紧张热定型，然后进行卷曲、松弛热定型等。,.热定型的条件 A.干燥温度为110115。B.松弛热定型温度为120 130。C.紧张热定型温度为170左右。,（5）切断和打包.棉型短纤维：35 38mm,偏差不大于6%，最长纤维量不大于2%。.中长纤维：5176mm.粗梳毛纺的毛型短纤维：6476mm.精梳毛纺的毛型短纤维：89114mm.可根据用户要求切成51114mm的短纤维。,第五节 聚丙烯

18、腈纤维的湿法成型加工,一.湿法纺丝二.常用溶剂三.工艺流程四.工艺条件的控制,一、湿法纺丝 将适当浓度的纺丝浓溶液由喷丝头喷出黏液细流，进入凝固浴；黏液细流中的溶剂向凝固浴中扩散，同时凝固剂则向粘液细流中渗透，因而黏液细流凝固形成初生纤维，这种方法称为湿法纺丝。二、常用的溶剂：二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、硫氰酸钠的水溶液等。,三工艺流程 1准备：纺丝溶液的配制 脱单体 脱气泡 过滤 2纺丝：（1）用计量泵定量地将纺丝溶液压入烛形过滤器过滤。（2）将溶液经鹅颈管有喷丝头喷出黏液细流（孔径为0.08mm,26孔）。（3）粘液细流经凝固浴凝固成丝。,3后处理：预热浴拉伸 蒸汽加热拉伸 水洗 上油 干燥

19、热定型 卷曲切断,图7-2 湿法纺丝示意图,1，7纺丝头2凝固浴3拉伸盘4卷绕装置5管子6喇叭槽,平式纺丝法,沉淀池纺丝法,立式纺丝法,喇叭漏斗法,四工艺条件的控制 1纺丝工艺条件（1）纺丝液浓度：PAN含量为1214%,NaSCN含量为44%，余为水。.浓度提高，初生纤维密度增大，结构均一性提高，机械强度提高，生产效率提高。.浓度太高时，机械性能变化不明显，而黏度明显提高，流动性不良。.浓度太低时，无法形成具有一定强度的冻胶体，因而不能形成纤维。,纤维性能与纺丝液浓度的关系浓度/%12.87 12.33 11.76纤度 3.63 3.50 3.35干强/克/旦 3.33 3.40 2.73干

20、伸/%33.4 30.4 29.3,（2）凝固浴.凝固浴浓度：9 14%硫氰酸钠的水溶液 A.浓度太低时：a.双扩散速度提高，表层凝固过于激烈，皮层厚度增加，导致拉伸性能变坏。b.皮层影响原液和凝固浴间的双扩散，内凝固变慢。c.皮芯层结构差异变大，收缩不均，内应力不均，产生孔洞，结构疏松，光泽下降。d.初生纤维经拉伸时，易拉断，产生毛丝，手感变硬，色泽变白，强度和伸度都很差。,B.浓度太高时：扩散速度太慢，造成凝固难和不易生头，初生纤维过分溶胀导致出浴处发生坠荡现象，易断裂，并丝等。C.“双扩散”过程 一方面，初生纤维中的硫氰酸钠向凝固浴中扩散；另一方面，凝固浴中的硫氰酸钠向黏液细流中扩散，由

21、于黏液细流中的硫氰酸钠的浓度远大于凝固浴中的硫氰酸钠的浓度，所以总的结果是黏液细流中的硫氰酸钠浓度降低，聚丙烯晴在细流中失去了溶解性能，大分子逐渐相互凝聚靠拢，并将部分水分子挤出体系之外，从而有液态转变为固态，即形成了初生纤维。,.凝固浴温度：一般为1012。A.凝固温度降低，扩散速度减慢，凝固过程均匀，初生纤维结构紧密，纤维网络骨架较细，而且网络结点的密集度较大，微纤间连接点密度高，纤维的结构加强，强度和勾强提高。B.凝固浴温度升高，纤维的强度和延伸度下降，尤其是强度更为敏感.,C.凝固浴温度太高时，凝固过快，纤维的截面由圆形变为不规则的肾形。并有空洞出现，纤维严重失透，泛白，形成皮芯结构，

22、内外层差别增大，内应力增大，强度降低。,D.凝固浴温度太低时，凝固速度慢，芯层 凝固不充分，易产生毛丝等。凝固浴温度对纤维的性能的影响 温度/2 10 18 25 强度/克/旦 3.0 2.6 1.5 1.1.凝固浴的循环量 A.作用：a.减小凝固浴的浓度差。b.减小凝固浴的温度差。,.凝固浴的循环量 A.作用：a.减小凝固浴的浓度差。b.减小凝固浴的温度差。B.循环量的确定 Q=W/e,C.循环量对凝固过程及性能的影响 a.循环量太小时，浓度和温度的差别大，可能使部分凝固不良。易造成断头，波浪形色差和丝束饶辊等。b.循环量太大时，会造成丝条周围形成流体力学状态不稳定，产生毛丝等。,.凝固浴的

23、长度:0.8 1.0米。a.太长时，凝固充分，质量提高；阻力大，过头，对拉伸不利，质量低。b.太短时，凝固不充分，一拉断，出现毛丝和断丝等现象。.初生纤维的卷绕速度 A.卷绕速度（510米/分）,2.后处理工艺条件（1）拉伸工艺条件.预热浴拉伸 A.原因：因初生纤维是一种高度溶胀的冻胶体，强度很低，不适宜进行直接高倍拉伸。经预热浴拉伸后，溶胀度降低，纤维结构单元间的作用力增大，为进一步进行高倍拉伸创造了条件。,B.主要作用 a.使高分子取向，强度提高。b.进一步脱液，体积收缩，丝条直径减小，结构更紧密。,C.予热拉伸比：一般为1.52.5 D.予热浴中硫氰酸钠的浓度为：3 4%a.如过低时，纺

24、丝易断头，毛丝多。b.如过高时，强力降低，毛丝和断头增多。,E.予热浴温度：55 65 a.如果温度太低，冻胶体初生纤维的脱液过少，其溶胀度太大，网络结构太弱，经不起高倍拉伸，使后拉伸的最大拉伸比降低，纤维的取向度低。b.如果温度太高，则冻胶体初生纤维脱液过度，网络结构太强，初生纤维的可塑性降低，导致最大拉伸比降低，并使毛丝增多。,.蒸汽加热拉伸 A.拉伸比：一般为4.5 6.5,总拉伸比一般为7 10。如毛型短纤维为 8（1.55.3）B.拉伸温度：95 100。,.拉伸比对性能的影响 A.随拉伸总倍数的增大，纤维的取向度提高，强度提高，延伸度降低。一般总拉伸倍数在10以上，才能得到要求的强

25、度、延伸度、手感和光泽。B.拉伸总倍数太高时，断丝现象严重。,（2）水洗.目的：除去由凝固浴或拉伸出来的丝束中含有的溶剂。.危害：A.手感粗硬，色泽灰暗。B.纤维发粘，不易输分。C.干燥热定型时，纤维变黄。D.如有0.1%硫氰酸钠，会使染料沉淀，纤维中出现斑点。,.水洗温度：一般为50100%。A.温度提高，溶胀加剧，有利于丝条中溶剂分子向水中扩散，同时也有利于水向丝条中渗透，以达到水洗的目的。B.但温度太高时，热量消耗大，溶剂埙失大，恶化周围环境。,（3）上油.目的：为了提高纤维的平滑性和抗静电性，从而提高可纺性。.原因：A.水洗后的纤维摩擦系数太大，手感发涩。B.静电严重，切断时易附在沟轮

26、上，易产生塞、绕和粘现象。,.上油率：毛型腈纶为0.20.3%棉型腈纶为0.40.5%.油浴比：单位时间通过纤维的干重与循环油量之比。A.一般为1：1540 B.油浴比大，有利于上油。,（4）干燥致密化.原因：由于在凝固浴成型中溶剂和沉淀剂之间的相互扩散，使纤维中存在为数众多，大小不等的空洞及裂隙结构。因此造成纤维的透光率低（失透或泛白），染色均匀性及物理机械性能差。所以必须除去其中的水分，使微孔闭合，而空洞及裂隙变小或部分消失，使其结构致密，均匀，以制得具有实用价值的高质量腈纶。,.主要作用：A.除去内应力和纤维内存在的缺陷。B.提高尺寸稳定性。C.提高纤维的可纺性。D.提高纤维的物理机械性

27、能。E.提高染色均匀性。,.纤维性能的变化 A.透光率：前为20%以下，后为93%以上。B.白度降低。原因是由于内部空洞减小，引起的光散射降低。C.染色性能：对上色率影响不大，均染性明显提高。D.物理机械性能提高。,.干燥致密化的工艺控制 A.温度：应高于初级溶胀纤维的Tg。具体可分区控制：分别为130160，120145，100130和90110。如温度太高，则纤维易变黄，质量降低；表层易形成硬皮层，内层水分扩散困难，速度减慢；结构产生差异，影响染色均匀性。B.时间：一般少于15分钟。如时间过长，会使纤维着色，且降低生产效率。,（5）热定型.热定型的目的（作用）：A.改善纤维的超分子结构。B

28、.提高纤维的机械性能（强度、延伸度、钩伸等）。C.改善纤维染色性和纺织工艺性能。D.减小沸水收缩率。E.消除部分内应力。,C.介质的相对湿度 介质湿度越低，纤维的干燥进行越快。介质湿度过低时，有与介质温度过高相同的弊病。D.张力 a.紧张态：干强较高，但延伸度和钩强低，沸水收缩率较高。b.少有张力：有一定程度的收缩。c.松弛态：自由收缩。,热定型对纤维性能的影响 热定型对腈纶性质的影响 纤维性能 未蒸汽热定型 蒸汽热定型 线密度/dtex 2.34 2.80 强度/dN.tex-1 3.50 3.52 延伸度/%31.1 41.4 钩强/dN.tex-1 1.12 1.79 钩伸/%15.1

29、31.4 沸水收缩率%8 2,.热定型的工艺控制 A.介质的种类：热板、空气、水浴、饱和蒸汽和过热蒸汽。最佳介质：加压饱和蒸汽热定型效果最好。原因：a.加压饱和蒸汽为纤维中大分子的运动提供了充足的热能。b.加压饱和蒸汽中的水分起到增塑剂的作用，使纤维溶胀，Tg下降，有利于定性效果的提高。,B.定型温度：a.适当提高温度，有利于纤维超分子结构的舒解、重建和加强，取向度下降，钩强和钩伸上升，而干强少有下降，沸水收缩率降低，纤度增大。,b.温度过高时，纤维发黄和并丝，物理机械性能变差。C.定型时间：一般为20分钟。,D.纤维张力 a.如果干燥致密化和热定型都在紧张状态下进行，干强和初始的模量较高；钩

30、强和干伸较低，沸水收缩率高。b.如果都处于松弛状态时，则钩强和干伸大幅提高，但干强和初始模量下降较多。c.两者结合时，介于两者之间。钩强和干伸明显增加，初始模量下降不大。d.紧张热定型不利于充分消除内应力。,（6）卷曲.目的：增加自身及其与面、毛混纺时的抱合力，改善纺织加工性能，提高纤维的柔软性、弹性和保暖性等。.卷曲数：A.棉纺的短纤维卷曲数最高.B.精梳毛纺及膨体纱的短纤维一般为要求中等卷曲数（3.55个/cm）.,.温度：一般为7577。A.如丝束温度过低，不能达到要求的卷曲度。B.如丝束温度过高，纤维强度降低，变黄变脆，发粘并丝等。（7）切断：和熔融纺丝相象，不再赘述。,一.湿法纺丝

31、二.常用溶剂 三.工艺过程 四.干法纺丝的工艺控制,第五节 聚丙烯腈纤维 的干法 纺丝和加工,图7-3 干法纺丝示意图,1卷丝盘，2喷丝头，3通道,一干法纺丝：将适当浓度（2530%）的纺丝浓溶液由喷丝头喷出粘液细流，然后进入热空气套筒中，使粘液细流中溶剂遇热蒸发，蒸汽被热空气带走，而高聚物则随之凝固而成初生纤维，这种纺丝方法称为干法纺丝。二常用的溶剂：二甲基甲酰胺等。,三工艺过程 1准备（1）配溶液：A.先冷溶胀，加热至80100溶解，氮气保护，防止变色。B.浓度为2530%。,C.湿法：分子量为58万；干法分子量为3.54万。D.浓度增大，能耗降低，纺丝速度提高，物理机械性能提高，变圆，光

32、泽较好，断裂强度提高，延伸度降低。（2）过滤（3）脱气泡（4）预热：110120。（5）加稳定剂（草酸或甲醛的衍生物等）,2纺丝（1）纺丝原液由计量泵送到加热器加热到130140。（2）由喷丝头喷出黏液细流进入纺丝甬道。.400的热氮气从甬道顶部通入，与喷丝板喷出的原液细流并流而下，丝束中的溶剂不断蒸发而成型。.含有DMF的热氮气从甬道中下部排出进入冷凝器。.DMF在冷凝器中被冷凝并送往回收工段，而氮气重新被加热后循环使用。,（3）丝束出甬道后，用冷水喷淋降温，经导辊集束后装入盛丝桶。（4）如纺长丝，则经两对导盘进行拉伸，拉伸倍数为2 4，经拉伸后的丝条以100300m/min.3.后处理 盛

33、丝筒 水洗拉伸机 上油 卷曲 干燥致密化 热定型 切断 打包,四干法纺丝的工艺控制 1高聚物的分子量：一般为34万。（1）分子量太高时，原液黏度太高，过滤和消泡困难，可纺性降低。（2）分子量太低时，会使物理机械性能降低。,2原液浓度：一般为25%33%。（1）浓度大，溶剂单耗减小，热空气循环量减少，避免初生纤维相互粘结，提高纺丝速度，纤维的截面变圆，光泽较好，断裂强度增加。（2）浓度大，纤维的延伸度降低。,3纺丝温度和甬道中的介质温度（1）纺丝原液温度：一般为130140。（2）甬道中介质温度：一般为165180。（3）热氮气进口温度为400，出口温度为130。热空气进口温度为230260。,（4）纺丝温度降低，纤维的断裂强度和热水收缩率上升。（5）温度降低，延伸度和拉伸倍数增加，然后出现降低现象。,4纺丝速度：一般为100400米/分钟。（1）影响纺丝速度的因素.纺丝甬道中溶剂的蒸发速度增大，纺丝速度增大。.原液细流中需要释出溶剂量小，纺丝速度增大。,（2）纺丝速度对纤维性能的影响 纺丝速度提高，喷丝头的拉伸比增大，取向度提高，断裂延伸和最大拉伸比减小，纤维的线密度降低。纺丝速度的提高，断裂强度和热水收缩率增大。5喷丝头拉伸：一般为1015倍。6甬道中溶剂蒸汽的浓度：一般为3545克/米3。,7水洗拉伸（1）水洗拉伸温度：一般为9098。（2）拉伸倍数：一般为26倍。,