第一章-聚酯纖維..ppt

1、高分子材料加工工藝及設(shè)備,朱 鵬 南通大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 2008.9,05:32,第一章聚酯纖維,1.背景 聚酯纖維是大分子鏈中各鏈結(jié)通過酯基相連的成纖高聚物紡制而成的纖維（PET）。我國將含聚對苯二甲酸乙二酯組分大于85的合成纖維稱為聚酯纖維，商品名為滌綸。 早在1894年Vorlander用丁二酰氯和乙二醇制得低分子量的聚酯；1898年Einkorn合成聚碳酸酯；早年合成的聚酯大都為脂肪族化合物，其分子量及熔點(diǎn)都較低，且易溶于水，故不能具有紡織纖維的實(shí)用價(jià)值。,05:32,第一章聚酯纖維,1.背景 1941年Whinfield和Dickson用對苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）合

2、成聚對苯二甲酸乙二酯（PET），這種聚合物可通過熔體紡絲制得性能優(yōu)良的纖維。1953年美國首先建廠生產(chǎn)聚酯纖維。 近年研制開發(fā)出了多種具有不同特性的實(shí)用性聚酯纖維。如具有高伸縮彈性的聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）纖維和聚對苯二甲酸丙二酯（PTT）纖維、具有超高強(qiáng)度、高模量的全芳香族聚酯纖維等。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,一、聚對苯二甲酸乙二酯的制備 PET工業(yè)上是以對苯二甲酸雙羥乙二酯（BHET）為原料，經(jīng)縮聚反應(yīng)脫除乙二醇（EG）來實(shí)現(xiàn)?？s聚反應(yīng)如下： 所以PET的制備首先需得到BHET，目前生產(chǎn)BHET的方法有酯交換法和直接酯化法。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,（一）BHET的

3、制備 1.酯交換法 此法是將對苯二甲酸（TPA）與甲醇反應(yīng)生成粗對苯二甲酸二甲酯（DMT），經(jīng)精制提純后，再與EG進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到純度較高的BHET。在催化劑存在下，EG與DMT進(jìn)行酯交換，生成BHET。被取代的甲氧基與EG的氫結(jié)合，生產(chǎn)甲醇，其反應(yīng)式如下：,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,（二）聚對苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn) 1. 縮聚反應(yīng)平衡 BHET的縮聚反應(yīng)是可逆平衡的逐步反應(yīng)，按下述步驟進(jìn)行： 依次，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。除了BHET分子的羥乙基和聚合體分子的羥乙基的反應(yīng)外，羥乙酯基還可以相互進(jìn)行縮聚反應(yīng)，通式如下： 在通常情況下，隨縮聚反應(yīng)的進(jìn)行和EG的不斷脫除，聚合度控制在100左右，個(gè)

4、別情況可達(dá)150180。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,2. 縮聚反應(yīng)副反應(yīng) 縮聚反應(yīng)的同時(shí)會(huì)存在副反應(yīng)，主要有： 大分子鏈端基裂解生成乙醛； 生成環(huán)狀低聚物； 大分子中的酯鍵裂解； EG間分子縮合生成乙二醇醚。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,二、聚對苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) （一）分子結(jié)構(gòu) 聚對苯二甲酸乙二酯（PET）的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下： PET為線性大分子，分子鏈的兩端各有一個(gè)羥基，中間每個(gè)單元鏈節(jié)都由苯環(huán)通過酯基與乙基相連，沒有大的支鏈。因此分子線性較好，易于沿著纖維拉伸方向取向而平行排列。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,由于分子鏈上的碳碳鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，故分子存在兩種空間構(gòu)想。無定

5、型PET為順式： 結(jié)晶PET為反式： 無定型PET為無色透明固體，密度為1.335g/cm3。完全結(jié)晶的聚合物為乳白色固體，密度為1.455g/cm3。而PET纖維為部分結(jié)晶，其密度為1.381.40 g/cm3。同時(shí)，PET分子鏈中的酯鍵在高溫和水存在下或強(qiáng)堿介質(zhì)中容易發(fā)生水解，聚合度下降，為此，PET紡絲時(shí)必須嚴(yán)格控制水份含量。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,（二）分子量及其分布 纖維用PET樹脂的分子量通常為1500022000。PET的分子量直接影響其紡絲性能及纖維物理性能。分子量低，則熔體粘度下降，紡絲易斷頭，纖維也經(jīng)不起較高倍數(shù)的拉伸，成品性能下降。 分子量分布也對PET紡絲加

6、工性能及成品纖維結(jié)構(gòu)、性能有較大影響。分子量低的組分含量較高的PET，紡絲易產(chǎn)生斷頭、毛絲和疵點(diǎn)，且經(jīng)不起拉伸。分子量分布窄的纖維，其表面均一，無明顯裂紋。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,（三）流變性質(zhì) 1.熔點(diǎn) 純PET的熔點(diǎn)為267，工業(yè)生產(chǎn)的PET熔點(diǎn)略低，一般在255264之間，這主要是由于酯化或縮聚反應(yīng)過程中副反應(yīng)生成的DEG，致使PET分子中含有醚鍵，破壞分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，降低了分子間作用力。 2.熔體粘度 熔體粘度是熔體流變性能的表征，與紡絲成型密切相關(guān)。其一般與切變速度有關(guān)。一定特性粘度的PET在不同溫度下，熔體粘度與切變速率的關(guān)系如圖13。,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原

7、料,05:32,第一節(jié) 聚酯纖維原料,三、聚酯切片的質(zhì)量指標(biāo) PET切片的質(zhì)量對紡絲、拉伸工藝和纖維質(zhì)量有重大影響。PET切片和纖維主要質(zhì)量指標(biāo)按照國標(biāo)GB/T418993。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,一、切片干燥的目的 1除去水分 濕切片中含水率為0.40.5，干燥后下降至0.01（常規(guī)紡）或0.0030.005（高速紡）。 切片中水分的不良影響：在紡絲溫度下，水的存在使PET大分子的酯鍵水解，聚合度下降，紡絲困難，成品絲質(zhì)量降低；少量水分氣化，往往造成紡絲斷頭，使生產(chǎn)難以正常進(jìn)行。 2. 提高切片含水的均勻性 3. 提高結(jié)晶度及軟化點(diǎn) 干燥初期，切片受熱結(jié)晶，結(jié)晶度提高至2530

8、，軟化點(diǎn)提高至210以上，且熔程狹窄，熔體質(zhì)量均勻。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,二、切片干燥機(jī)理 1. 切片中的水分 PET大分子缺少親水性基團(tuán)，吸濕能力差，其水分分為兩部分：一是粘附在切片表面的非結(jié)合水，另一是與PET大分子上的羰基及少量的端羥基等以氫鍵結(jié)合的結(jié)合水。 2. 切片的干燥曲線 由曲線可以看出，切片的含水率均隨干燥時(shí)間延長而逐步降低。在干燥前期為恒速干燥階段。這時(shí)除去的主要是切片中的非結(jié)合水。干燥后期為降速干燥階段，主要去除結(jié)合水。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,3. 切片干燥過程中的結(jié)晶 聚酯在170-190時(shí)結(jié)晶速率最高，超

9、過190，結(jié)晶速率反而隨溫度升高而下降。這是由于高溫下晶核生成太少的緣故。因此，在170以下短時(shí)間干燥，由于切片表面溫度高于內(nèi)部溫度，切片表面的結(jié)晶度高于內(nèi)部；在190以上短時(shí)間干燥，則內(nèi)部結(jié)晶度大于表面結(jié)晶度。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,三、切片干燥設(shè)備 聚酯切片干燥設(shè)備分為間歇式和連續(xù)式兩大類。間歇式設(shè)備主要為真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)；連續(xù)式多為多種形式組合而成的聯(lián)合干燥裝置。 （一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī) 該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，流程短，干燥質(zhì)量高，能耗低；更換切片方便，出料靈活；操作環(huán)境好，噪音低； 其缺點(diǎn)是：切片干燥周期長，單機(jī)產(chǎn)量低；切片干燥后產(chǎn)生的粉塵多；各批切片干燥質(zhì)量有差異。,05

10、:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,1. 轉(zhuǎn)鼓部分 轉(zhuǎn)鼓是全機(jī)的主體，兩端有碟形封頭，且傾斜裝置的圓筒形容器，傾角為25o。目的是保證切片在干燥過程中能較好地翻轉(zhuǎn)，以使傳熱均勻，防止切片粘結(jié)和卸料方便。,干燥機(jī)主要由有轉(zhuǎn)鼓部分、抽真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)三部分組成。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,2. 抽真空系統(tǒng) 常用真空泵為機(jī)械真空泵和蒸汽噴射泵。其中蒸汽噴射泵具有工作穩(wěn)定可靠，設(shè)備簡單等特點(diǎn)。一般三級蒸汽噴射泵蒸汽壓力為9.8105Pa，可使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的余壓降到0.033104Pa；四級蒸汽噴射泵蒸汽壓力為15.7105Pa，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)余壓可降到0.0053104Pa。 3. 加熱系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)因熱載

11、體不同而異。熱載體可采用聯(lián)苯混合物、38號汽缸油、甘油、飽和蒸汽和過飽和蒸汽等。國內(nèi)采用飽和蒸汽作為熱載體，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、不需要其它附屬裝置。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥質(zhì)量高，可在較低溫下干燥切片，適合易氧化或熱敏性的高聚物。 但由于其干燥時(shí)間長、生產(chǎn)能力低、不能連續(xù)化生產(chǎn)等，故一般用于小批量、多品種及一些特種纖維的生產(chǎn)。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,（二）BM聯(lián)合干燥設(shè)備 組合式干燥設(shè)備主要包括預(yù)結(jié)晶器、充填干燥器及熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。切片首先經(jīng)過預(yù)結(jié)晶器除去大部分水，并具有一定的預(yù)結(jié)晶度，軟化點(diǎn)提高。然后進(jìn)入充填干燥器，在干燥器內(nèi)保證足夠且均勻

12、的停留時(shí)間，充分去除切片水分。本節(jié)主要介紹德國BM公司的聯(lián)合干燥設(shè)備。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,1. BM干燥設(shè)備工藝流程 德國BM公司切片干燥工藝流程采用預(yù)結(jié)晶裝置和連續(xù)式充填干燥器相結(jié)合，配以附有氯化鋰除濕器和廢氣余熱利用裝置的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,2. 預(yù)結(jié)晶器 BM干燥設(shè)備采用間歇式預(yù)結(jié)晶器，整體為一不銹鋼制圓錐形容器，底部有一隔板閥，利用旋渦式熱氣流吹拂和加熱切片。氣流將一定量的切片從底部輸入時(shí)，流速達(dá)20m/s。隨著容器上部直徑增大，氣流速度下降到2m/s，切片浮力減小，又靠重力降落。下落至錐形底部遇到高速熱氣流，有重復(fù)上升，呈劇烈沸騰狀，

13、不僅加強(qiáng)傳質(zhì)傳熱，而且防止了切片的粘結(jié)。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,3. 充填干燥器 BM公司充填干燥器為不銹鋼方形容器，由四節(jié)干燥倉組成。熱風(fēng)從底層干燥倉進(jìn)入，從頂部干燥倉的出風(fēng)口出去。各節(jié)干燥倉的內(nèi)部縱向交錯(cuò)排列著人字形風(fēng)管，兩側(cè)是風(fēng)道。,05:32,第二節(jié) 聚酯切片的干燥,風(fēng)管周圍充滿了緩慢下落的切片，熱風(fēng)由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入右風(fēng)道，同時(shí)進(jìn)入第1、3、5層進(jìn)風(fēng)管，隨后從人字形風(fēng)管底部矩形開口處溢出后上升穿透緩慢下行的切片層，由2、4、6層風(fēng)管底部開口處進(jìn)入風(fēng)管而轉(zhuǎn)入左風(fēng)道。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,一、概述 由于PET的熔點(diǎn)Tm低于熱分解溫度Td，因此常采用熔體紡絲法。熔體

14、紡絲的基本過程包括： 熔體的制備; 熔體自噴絲孔擠出; 熔體細(xì)流的拉長變細(xì)同時(shí)冷卻固化; 以及紡出絲條的上油和卷繞。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,聚酯纖維一般以紡絲速來劃分紡絲技術(shù)路線類型： （1）常規(guī)紡絲：紡絲速度10001500m/min，其卷繞絲為未拉伸絲，通稱為UDY（undraw yarn）； （2）中速紡絲：紡絲速度1500300m/min，其卷繞絲具有中等取向度，為中取向絲，通稱為MOY（medium oriented yarn）； （3）高速紡絲；紡絲速度30006000m/min。紡絲速度4000m/min以下的卷繞絲具有較高的取向度，為預(yù)取向絲，通稱為POY（pre

15、-oriented yarn）。 （4）超高速紡絲：紡絲速度為60008000m/min。卷繞絲具有高取向和中等結(jié)晶結(jié)構(gòu)，為全取向絲，通稱為FOY（fully oriented yarn）。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,二、紡絲熔體的制備 聚酯切片的熔融紡絲廣泛采用單螺桿擠出機(jī)。在纖維成形中，螺桿有輸送、熔融、攪拌和計(jì)量等作用，其工作部分分為三段，即進(jìn)料段、壓縮段及計(jì)量段。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,整個(gè)擠出過程中，螺桿主要完成三個(gè)操作： 切片的供給、 切片的熔融和熔體的計(jì)量擠出， 同時(shí)使物料起道混勻和塑化作用。 按照物料的狀態(tài)，可將螺桿擠出機(jī)分成三個(gè)區(qū)域：固體區(qū)、熔化區(qū)及熔

16、體區(qū)。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,螺桿擠出機(jī)的特征主要集中在螺桿結(jié)構(gòu)，其包括直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與套筒的間隙。 1. 螺桿直徑：指螺桿外徑。直徑增大，產(chǎn)量上升，但同時(shí)會(huì)引起傳熱變差、功率消耗大等問題。 2. 長徑比：指螺桿工作長度與外徑之比。螺桿的加熱面積和物料停留時(shí)間都與螺桿長度成正比。長徑比大，有利于物料的混合塑化、提高熔體壓力和減少逆流和漏流損失。目前一般采用L/D在2027的螺桿，也有L/D在2833，但螺桿太長，熱穩(wěn)定性差的高聚物易分解。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,3. 壓縮比： 指加料段一個(gè)螺距的螺槽容積與計(jì)量段一個(gè)螺槽容積的比值，

17、一般去壓縮比為34。其主要取決于物料熔融前后密度的變化，其計(jì)算公式如下： 式中：D螺桿外徑（mm）； h1加料段槽深（mm）； h3計(jì)量段槽深（mm）。 4. 螺距 螺距t決定于螺旋角，。為便于制造螺桿，螺距取與螺桿直徑相等，為此螺旋角固定為。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,三、紡絲機(jī)的基本結(jié)構(gòu) （一）紡絲箱頭及紡絲頭組件 熔體自螺桿擠出后，經(jīng)熔體管路分配至各紡絲位的計(jì)量泵和紡絲頭組件。紡絲箱內(nèi)部包括熔體分配管、計(jì)量泵和保溫座等。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,（二）計(jì)量泵 計(jì)量泵的作用是精確計(jì)量、連續(xù)輸送成纖高聚物熔體或溶液，其屬于高溫齒輪泵類

18、型。,計(jì)量泵由一對相等齒數(shù)的齒輪、三塊泵板、兩根軸和一副聯(lián)軸器構(gòu)成。當(dāng)齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在吸入孔造成負(fù)壓，流體被吸入泵內(nèi)并添滿兩個(gè)齒輪的齒谷，熔體在齒輪的帶動(dòng)下緊貼著孔內(nèi)壁回轉(zhuǎn)一周后送至出口。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,（三）噴絲板 噴絲板的主要作用是將高聚物熔體或溶液通過微孔轉(zhuǎn)變成具有特定截面的細(xì)流，經(jīng)風(fēng)冷卻或凝固浴固化而形成細(xì)條。噴絲孔的幾何形狀是直接影響熔體的流動(dòng)特性，從而影響纖維成型。噴絲孔通常由導(dǎo)孔和毛細(xì)孔構(gòu)成。 熔體從較大的空間擠入很小的微孔時(shí)流動(dòng)速度急劇增大，為控制熔體流動(dòng)的切變速度和獲得較大的壓力差來源，圓錐形和雙曲面形導(dǎo)孔較好。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,（

19、四）絲條冷卻裝置 絲條冷卻吹風(fēng)形式有兩種：側(cè)吹風(fēng)和環(huán)形吹風(fēng)，而環(huán)吹風(fēng)又分為外環(huán)吹風(fēng)和內(nèi)環(huán)吹風(fēng)。,采用側(cè)吹風(fēng)時(shí)，空氣直接吹在纖維還未完全凝固的區(qū)域，并與纖維成垂直方向，故傳熱系數(shù)高、冷卻效果好。但往往不夠均勻，尤其是單纖維根數(shù)較多時(shí)，不同位置冷卻條件差異大。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,在采用9001000孔甚至更多紡絲孔的噴絲板生產(chǎn)短纖維時(shí)，環(huán)形吹風(fēng)是一種簡單有效的方法。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,（五）卷繞裝置 為避免產(chǎn)生靜電，進(jìn)行正常卷繞前，必須先給濕和上油。因此，一般卷繞機(jī)由上油機(jī)構(gòu)、導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)和卷繞機(jī)構(gòu)三部分組成。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,05:32,第三節(jié)

20、 聚酯纖維的紡絲,四、聚酯纖維的紡絲工藝 （一）短纖維紡絲工藝 紡絲時(shí)螺桿各區(qū)溫度控制在290300，紡絲箱體溫度控制在285260。高壓紡絲壓力在15MPa以上，其有利于降低紡絲箱體溫度，避免熱降解。環(huán)形吹風(fēng)溫度一般為30左右。紡絲速度一般在2000m/min以下，拉伸倍數(shù)為3.54。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,（二）長纖維紡絲工藝 與短纖維生產(chǎn)相比，其工藝特點(diǎn)要求： 1）原材料含水率低為不大于0.008，而紡短纖維時(shí)切片含水率為0.02； 2）為保證紡絲的連續(xù)性和均一性，要求熔體溫度波動(dòng)不超過1，側(cè)風(fēng)風(fēng)速差異小于0.1m/s； 3）卷繞速度高為

21、10006000m/min。,05:32,第三節(jié) 聚酯纖維的紡絲,05:32,第四節(jié) 聚酯纖維的高速紡絲,由于高速紡絲生產(chǎn)能力比常規(guī)紡絲高615倍，同時(shí)產(chǎn)品纖維具有取向度高、結(jié)晶度不高、纖維柔軟、易染色等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，近年多采用高速紡絲。其工藝與常規(guī)紡絲類似。 作業(yè)：1.針對POY、FDY及FOY不同工藝，從工藝上（切片質(zhì)量、紡絲溫度、壓力、冷卻吹風(fēng)條件、卷繞速度等）和產(chǎn)品性能（強(qiáng)度、模量、雙折射率、熱收縮等）上比較三者區(qū)別。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,纖維的后加工是指對紡絲成型的初生纖維（卷繞絲）進(jìn)行加工，改善纖維結(jié)構(gòu)，其包括拉伸、熱定形、加捻、變形加工和成品包裝等工序。 纖

22、維后加工作用如下： （1）將纖維進(jìn)行補(bǔ)充拉伸，使纖維中大分子取向、規(guī)整排列，提高纖維強(qiáng)度、降低伸長率； （2）將纖維進(jìn)行熱處理，使大分子在熱作用下，消除拉伸時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低纖維的收縮率、提高纖維的結(jié)晶度； （3）對纖維進(jìn)行特殊加工，如將纖維卷曲或變形、加捻等，以提高纖維的摩擦系數(shù)、彈性、柔軟性、蓬松性。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,一、聚酯短纖維的加工 （一）工藝流程 現(xiàn)多采用高強(qiáng)低伸型短纖維后加工工藝，主要包括 集束、 拉伸、 卷曲、 熱定形 及切斷打包幾個(gè)過程。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,（二）工藝及設(shè)備 1. 初生纖維的存放

23、和集束 剛成型的初生纖維其預(yù)取向不穩(wěn)定，需經(jīng)過存放平衡，使內(nèi)應(yīng)力減少或消失，一般8小時(shí)以上，基本趨于穩(wěn)定。存放穩(wěn)定后的絲條需要進(jìn)行集束。 所謂集束是把若干個(gè)盛絲筒的絲條合并，集中成工藝規(guī)定粗度的大股絲束，以便進(jìn)行后處理。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,2. 拉伸設(shè)備及工藝 （1）拉伸設(shè)備 集束拉伸工藝常用的設(shè)備為三道七輥拉伸機(jī)。為保證絲束的加熱均勻，短纖維的拉伸一般采用濕熱拉伸工藝，因此在各道拉伸機(jī)之間常設(shè)置加熱器。 一臺(tái)牽伸機(jī)通常由五個(gè)或七個(gè)牽伸輥組成一組，直徑相同，依靠兩臺(tái)牽伸機(jī)的速度差來完成絲束的拉伸。而在牽引輥上方或下方增加壓輥可以防止絲束打滑、提高拉伸能力。同時(shí)，牽伸機(jī)之間的

24、浸漬輥可以控制拉伸點(diǎn)，防止因拉伸潛熱的作用使拉伸點(diǎn)前移，從而達(dá)到穩(wěn)定拉伸的作用。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,（2）拉伸工藝 目前，聚酯短纖維多采用間歇集束兩級拉伸工藝。在高聚物的玻璃化溫度以上，拉伸屈服應(yīng)力隨溫度升高而下降明顯。因此，第一級拉伸溫度一般控制在Tg以上，但為防止發(fā)生流動(dòng)變形不應(yīng)過高。纖維經(jīng)過第一級拉伸后，已經(jīng)有一定取向度，結(jié)晶度和Tg都有所提高，因此需要提高溫度。 而拉伸倍數(shù)應(yīng)根據(jù)卷繞絲的應(yīng)力應(yīng)變曲線確定，選擇在自然拉伸倍數(shù)和最大拉伸倍數(shù)之間。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,4. 卷曲設(shè)備及工藝 聚酯短纖維通常與棉、毛或其

25、它化學(xué)纖維混紡。 棉、毛纖維外形有天然的卷曲，而聚酯纖維表面光滑、纖維間抱合力差，不易與其它纖維抱合在一起，對紡織后加工不利。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,化學(xué)纖維的卷曲可以分為三種類型：化學(xué)卷曲、物理卷曲及機(jī)械卷曲。 化學(xué)卷曲：是在紡絲中形成卷曲的一種方法，其原理是利用特殊的紡絲成型條件造成纖維截面的不對稱性而獲得卷曲。（成本高、污染嚴(yán)重） 物理卷曲：改變分子間的作用力來處理已紡織的纖維而造成卷曲。如滌綸并列型復(fù)合纖維，由于兩種聚合物的收縮性不同，故在熱處理前后兩側(cè)內(nèi)應(yīng)力不同，形成卷曲。 機(jī)械卷曲：施加機(jī)械力使已紡制的纖維形成卷曲。填塞箱式卷曲的效果顯著，而被廣泛應(yīng)用。,05:32

26、,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,卷曲原理：可以采用受壓桿的彎曲理論來解釋。絲束像一個(gè)細(xì)桿，兩卷曲輪夾持絲束的點(diǎn)可以看作固定端A，而氣動(dòng)壓力阻止絲束走出卷曲箱，其對絲束產(chǎn)生的阻力可看成外力P作用于B端。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,絲束通過一對主動(dòng)回轉(zhuǎn)的卷曲輪，喂入卷曲箱。氣缸通過活動(dòng)板將壓力加到絲束。卷曲輪不斷將絲束加入箱內(nèi)，直至完全塞滿箱內(nèi)空間。后在推理作用下，卷曲的絲束連續(xù)不斷被推出卷曲箱。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,5. 熱定型設(shè)備及工藝 熱定型的目的是消除纖維拉伸過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，改善纖維彈性。熱定型可以在張力作用下或無力作用下

27、進(jìn)行。 對于生產(chǎn)普通型聚酯纖維，一般在鏈板式或圓網(wǎng)式熱定型機(jī)上以自由收縮狀態(tài)進(jìn)行，稱為松弛熱定型； 對于生產(chǎn)高強(qiáng)低伸型纖維時(shí)，一般先采用熱輥式定型設(shè)備，在一定張力下進(jìn)行熱定型，后再進(jìn)行松弛熱定型。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,圓網(wǎng)式烘燥機(jī) 纖維吸附在一組正反方向回轉(zhuǎn)著、交叉排列的圓網(wǎng)滾筒表面，由離心風(fēng)機(jī)把干燥空氣不斷從圓網(wǎng)外透過纖維層進(jìn)入圓網(wǎng)內(nèi)，同時(shí)一部分濕熱空氣不斷被排出。每只圓網(wǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰的方向相反，以保證纖維層兩面都得到均勻的干燥。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,6. 切斷與打包 根據(jù)纖維或織物的規(guī)格不同，一般有幾種切斷長度。 棉型短纖維：切斷長度為35mm或38

28、mm 中長纖維：切斷長度為5176mm 用于粗梳毛紡的毛型短纖維：切斷長度為6476mm 用于精梳毛紡的毛型短纖維：切斷長度為89114mm,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,二、聚酯長絲的后加工 聚酯纖維長絲規(guī)格繁多，其后工藝流程也不相同。本課程主要介紹： （1）POY為原絲的普通長絲后加工，即拉伸加捻工藝； （2）假捻變形絲制備工藝； （3）空氣變形絲的空氣變形工藝,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,1. 拉伸加捻工藝及設(shè)備 拉伸、加捻是在同一臺(tái)設(shè)備上完成，以拉伸為主并給予少量的捻度，稱為弱捻絲。后在織造前再補(bǔ)充加捻。 拉伸加捻機(jī)一般為雙面式，由四部分組成：原絲筒子架、拉伸裝置、加熱器及加捻卷繞成型系統(tǒng)。 初生纖維的卷繞筒插放在筒子架上，呈交叉排列。絲條自筒子上引出后，通過導(dǎo)絲棒進(jìn)入喂絲羅拉。在上拉伸盤上被預(yù)熱，在喂入輥和第一導(dǎo)絲盤間進(jìn)行一段拉伸，在第一和第二拉伸盤進(jìn)行二段拉伸。從第二拉伸盤引出的拉伸絲，進(jìn)卷繞系統(tǒng)上部中心處的導(dǎo)絲器和鋼領(lǐng)上鋼絲圈后，被卷繞在旋轉(zhuǎn)的筒管上。,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,05:32,第五節(jié) 聚酯纖維的后加工,2. 假捻變形絲的加工 假捻變形絲是彈力絲的一個(gè)大品種，利用纖維的熱塑性，經(jīng)過變形和熱定形而制得的高度卷曲蓬松的新型紗。 近年發(fā)展的假捻連續(xù)工藝，將拉伸和假捻變形連續(xù)進(jìn)行，簡稱DTY法，主要包括加捻、熱