《紡織材料生產(chǎn)》課件-項(xiàng)目6：紡絲工段

1.紡絲工段：紡絲原理、工藝控制項(xiàng)目6聚酯長(zhǎng)絲初生絲拉伸絲變形絲未拉伸絲(常規(guī)紡絲)—UDY半預(yù)取向絲(中速紡絲)—MOY預(yù)取向絲(高速紡絲)—POY高取向絲(超高速紡絲)—HOY低速拉伸絲—DY全拉伸絲(紡絲-拉伸一步法)—FDY常規(guī)變形絲—TY拉伸變形絲—DTY空氣變形絲—ATY初生絲分類(lèi)聚酯纖維一般以紡絲速度的高低來(lái)劃分紡絲技術(shù)路線(xiàn)的類(lèi)型。常規(guī)紡絲：紡絲速度1000~1500m/min。其卷繞絲為未拉伸絲，通稱(chēng)UDY。中速紡絲：紡絲速度1500~3000m/min。其卷繞絲為中取向絲，通稱(chēng)MOY。高速紡絲：紡絲速度為3000~6000m/min。紡絲速度為4000m/min以下的卷繞絲具有較高的取向度，為預(yù)取向絲POY。在紡絲過(guò)程中引入拉伸作用，得到全拉伸絲FDY。超高速紡絲：紡絲速度為6000~8000m/min。其卷繞絲為全取向絲FOY。聚酯長(zhǎng)絲分類(lèi)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯結(jié)晶性高聚物熔點(diǎn)<分解溫度熔體紡絲法切片紡絲直接紡絲熔體的制備

熔體自噴絲孔擠出

熔體細(xì)流的拉長(zhǎng)變細(xì)同時(shí)冷卻固化

紡出絲條的上油和卷繞。一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法1.直接紡絲

(聚合后的高聚物熔體直接進(jìn)行紡絲)過(guò)濾噴絲頭拉伸分配紡絲冷卻固化上油卷繞聚酯熔體一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法

優(yōu)點(diǎn)：

生產(chǎn)成本較低，易形成生產(chǎn)規(guī)?；?，具有競(jìng)爭(zhēng)能力，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。缺點(diǎn)：1.不宜經(jīng)常改換產(chǎn)品品種；

2.紡絲和聚酯任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)，都可能造成整條生產(chǎn)線(xiàn)停車(chē)。所以對(duì)直接紡絲工藝生產(chǎn)管理嚴(yán)格，盡量避免故障停車(chē)。2.切片紡絲

一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法熔融過(guò)濾分配紡絲噴絲頭拉伸冷卻上油干燥切片卷繞

切片紡絲法是將縮聚釜生成的熔體PET進(jìn)行鑄帶、切粒、包裝，運(yùn)輸?shù)郊徑z廠(chǎng)，拆包、干燥和再熔融加工成滌綸纖維產(chǎn)品。

優(yōu)點(diǎn)：使用該法聚酯廠(chǎng)和紡絲廠(chǎng)可以分開(kāi)兩地建設(shè)，因此靈活性很大，可以按每批不同切片質(zhì)量要求，生產(chǎn)出不同種的纖維。

缺點(diǎn)：由于原料PET切片，在形成熔體前，需進(jìn)行干燥、熔融、螺桿擠壓等工藝過(guò)程，因而增加了建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)成本費(fèi)用，同時(shí)并不適用于大型化紡絲需要。小結(jié)切片紡絲工藝流程:PET切片→干燥→熔融→紡絲→后處理→成品纖維直接紡絲工藝流程:PET熔體→紡絲→后處理→成品纖維一、滌綸纖維的生產(chǎn)方法二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝熔體輸送系統(tǒng)的作用：把熔體從聚酯最終反應(yīng)釜出料泵送至紡絲組件。紡絲熔體從終縮聚反應(yīng)釜以一定的黏度和溫度由出料泵送到紡絲裝置，經(jīng)增壓泵增壓，再經(jīng)熔體過(guò)濾器除去雜質(zhì)（有的紡絲裝置不設(shè)熔體過(guò)濾器），熔體進(jìn)入紡絲箱體前，還要由熔體冷卻器和靜態(tài)混合器調(diào)節(jié)熔體輸送溫度，并保證熔體在同一截面上混合均勻，質(zhì)量均一，通過(guò)計(jì)量泵計(jì)量喂入紡絲組件。輸送工藝流程：最終反應(yīng)釜→出口泵→增壓泵→（熔體過(guò)濾器）→熔體冷卻器→帶靜態(tài)混合器的熔體分配管→計(jì)量泵→紡絲組件1.直紡熔體輸送（一）熔體紡絲前關(guān)鍵的問(wèn)題是熔體的輸送和分配。螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)聚酯熔體在熔體加熱器中被加熱到290-300℃，然后經(jīng)螺桿泵計(jì)量擠出經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后，進(jìn)入紡絲組件，經(jīng)過(guò)單螺桿泵擠出后，通過(guò)噴絲板成絲。成絲的纖維經(jīng)過(guò)甬道經(jīng)過(guò)紡絲機(jī)，通過(guò)導(dǎo)絲輥由牽引機(jī)引入到絲桶中。甬道后面設(shè)置有環(huán)吹風(fēng)系統(tǒng)，熱空氣自外界對(duì)纖維進(jìn)行冷卻。螺桿泵電源頻率可調(diào)停留時(shí)間特性黏度熔體溫度直紡熔體輸送工藝參數(shù)熔體壓力

t↑→黏度降和端羧基含量↑→熔體色澤變黃、低分子揮發(fā)物↑。

黏度降↑↑→熔體中生成凝膠↑→紡絲成形↓→影響纖維的品質(zhì)指標(biāo)熔體從終縮聚釜出料口至紡絲箱體入口處的停留時(shí)間愈短愈好。大小決定了纖維的性能，粘度穩(wěn)定性影響紡絲成型。η↑→相對(duì)分子質(zhì)量↑→分子鏈↑→展開(kāi)和伸直↓→分子取向所需的力↑→可能導(dǎo)致不完全取向，原絲的牽伸性能↓η↓→纖維易斷裂，甚至不能成形→可紡性↓η均勻↓、雜質(zhì)↑→有飄絲、毛絲黏度應(yīng)適中，常規(guī)熔體直接紡絲生產(chǎn)中，無(wú)油絲的特性黏度一般控制在0.60~0.64。加強(qiáng)紡前預(yù)過(guò)濾器和紡絲組件中過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾作用，增設(shè)靜態(tài)混合器，適當(dāng)調(diào)整熔體輸送各區(qū)的溫度等。影響熔體黏度、冷卻固化效果、初生纖維的結(jié)構(gòu)及拉伸性能聚酯的相對(duì)分子質(zhì)量、熔體溫度與熔體黏度之間有一定依賴(lài)關(guān)系。一般從兩個(gè)方面考慮：熔體的降解程度和熔體的流動(dòng)性。

Td>Ts>Tm(Tf)

思考：熔體在輸送過(guò)程中經(jīng)過(guò)增壓泵和熔體過(guò)濾器后，為什么要設(shè)一個(gè)熔體冷卻器？保證紡絲箱體前熔體壓力和系統(tǒng)壓力穩(wěn)定通常在輸送管道上設(shè)有熔體增壓系統(tǒng)(增壓泵)，來(lái)克服整個(gè)輸送系統(tǒng)上的熔體壓力降。

增壓泵在管道中的位置要根據(jù)聚酯出料泵出口壓力以及出料泵到增壓泵入口壓力降而定。2.間接熔體制備間接紡絲法又叫切片紡絲法，一般包括切片輸送、預(yù)結(jié)晶、干燥、熔融擠岀等幾個(gè)工序。主要設(shè)備有篩料機(jī)、切片貯藏、切片輸送系統(tǒng)、干燥機(jī)和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)等。（1）切片輸送切片輸送是將槽車(chē)切片或袋裝切片經(jīng)過(guò)篩選、除雜，然后通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)方式送到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的切片小料斗，最終進(jìn)入干燥塔。切片輸送工藝流程如下：①袋裝切片輸送工藝流程：袋裝切片→喂料斗→振動(dòng)篩→切片中間料倉(cāng)→輸送系統(tǒng)→切片大料倉(cāng)→振動(dòng)篩→金屬檢測(cè)器→中間料倉(cāng)→脈沖發(fā)生器→切片小料斗②槽車(chē)切片輸送工藝流程槽車(chē)切片→槽車(chē)卸料鼓風(fēng)機(jī)→切片大料倉(cāng)→振動(dòng)篩→金屬檢測(cè)器→中間料倉(cāng)→脈沖發(fā)生器→切片小料斗二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（一）熔體紡絲前2.間接熔體制備（2）切片干燥

詳見(jiàn)項(xiàng)目6：聚酯纖維切片的干燥（一）熔體紡絲前二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程熔體紡絲生產(chǎn)流程熔體紡絲原理二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝1—切片料倉(cāng)2—切片干燥機(jī)3—螺桿擠出機(jī)4—箱體5—上油輪6—上導(dǎo)絲盤(pán)7—下導(dǎo)絲盤(pán)8—卷繞筒子9—摩擦輥10—卷繞機(jī)11—紡絲甬道12—冷卻吹風(fēng)（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝熔融條件卷繞條件噴絲條件冷卻固化條件（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

熔融條件

1.螺桿各區(qū)溫度的選擇

2.紡絲溫度

3.紡絲箱體溫度

噴絲條件

1.螺桿擠出壓力

2.泵供量

3.組件壓力固化條件1.風(fēng)溫、風(fēng)濕及風(fēng)速2.冷卻吹風(fēng)位置卷繞條件1.紡絲(卷繞)速度2.噴絲頭拉伸比1.熔融工藝

(1)螺桿各區(qū)溫度：1個(gè)冷卻區(qū)，5個(gè)加熱區(qū)；冷卻區(qū)溫度：50～100℃，夾套通冷卻水；進(jìn)料段前半部

作用：防止環(huán)結(jié)堵料（軟化切片粘結(jié)于螺桿）保護(hù)螺桿傳動(dòng)部分不受熱預(yù)熱段區(qū)溫度：265～285℃（熔點(diǎn)）；加熱一區(qū)和加熱二區(qū)前半部；

作用：預(yù)熱切片，使物料進(jìn)入壓縮段時(shí)能升高到聚合物熔點(diǎn)以上，又要求切片不能過(guò)早熔化。溫度↑→切片在到達(dá)壓縮段前過(guò)早熔化→原來(lái)固體顆粒間的空隙消失→熔體體積＜原固體堆砌體積→熔體在等深螺桿內(nèi)無(wú)法壓緊壓實(shí)→熔體向前推動(dòng)力↓→后面來(lái)的未熔化的切片粘結(jié)在熔體上造成環(huán)結(jié)

溫度↓→切片進(jìn)入壓縮段后不能順利熔融→切片在壓縮段內(nèi)堵塞（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝1.熔融工藝

(1)螺桿各區(qū)溫度：1個(gè)冷卻區(qū)，5個(gè)加熱區(qū)；熔融區(qū)溫度：熔點(diǎn)+（25～35℃）→290～295℃；加熱二區(qū)后半部和加熱三區(qū)（加熱三區(qū)溫度最高）；

作用：熔融物料，產(chǎn)生機(jī)頭熔體壓力（螺桿螺槽由深變淺→螺槽容積↓→擠壓作用）排除切片夾帶空氣及微量水蒸氣（從進(jìn)料口）均化區(qū)溫度：熔融區(qū)溫度-（2～5℃）→288～292℃；加熱四區(qū)和加熱五區(qū)；作用：熔化、混合、均化，保持壓縮區(qū)已建立的熔體壓力；穩(wěn)定均勻輸送熔體備注：要提高紡絲熔體溫度用提高均化區(qū)溫度最有效（此區(qū)熔體強(qiáng)制傳熱）

(2)熔體輸送法蘭區(qū)溫度：＜均化區(qū)溫度；280～292℃；作用：連結(jié)螺桿與彎管影響：法蘭本身較短→熔體停留時(shí)間短→對(duì)紡絲熔體溫度影響小→保證熔體在此不凍結(jié)

彎管區(qū)溫度：結(jié)近或低于熔體溫度；熔點(diǎn)+（14～20）℃；275～280℃

作用：輸送熔體影響：溫度↑→彎管本身較長(zhǎng)→熔體停留時(shí)間長(zhǎng)→聚合物熱降解↑→熔體流動(dòng)↑→紡絲有利紡絲箱體溫度：熔點(diǎn)+（18～34）℃；290～295℃；作用：通過(guò)熔體分配管輸送和分配紡絲熔體到各個(gè)紡絲部位；保溫和補(bǔ)充加熱影響：溫度↑→紡絲成形↑→熱降解↑→熔體噴出噴絲孔時(shí)易粘附噴絲板→紡絲組件更換率↑

溫度↓→熱降解↓→紡絲熔體溫度↓→熔體在噴絲孔中剪切應(yīng)力↑→熔體破裂→絲條斷面不勻（甚至不能紡絲）→拉伸時(shí)產(chǎn)生毛絲、斷頭（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝(3)紡絲溫度（紡絲熔體溫度）：范圍：聚合物熔點(diǎn)＜紡絲溫度＜聚合物分解點(diǎn)；258～265℃＜紡絲溫度＜300℃；最適：285～290℃影響：同紡絲箱體溫度（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝2.噴絲條件：

螺桿擠出壓力：定義：螺桿擠出機(jī)出口的熔體壓力；由壓力傳感器測(cè)量顯示和控制作用：克服熔體在管道和混合器等設(shè)備內(nèi)的阻力，保證計(jì)量泵入口有一定的熔體壓力范圍：65*105～75*105Pa

泵供量：定義：計(jì)量泵單位時(shí)間內(nèi)輸送熔體的重量工藝要求：熔體壓力穩(wěn)定（螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定）→熔體擠出量穩(wěn)定（泵供量穩(wěn)定）→纖維纖度穩(wěn)定（纖維條干穩(wěn)定）

組件壓力（紡絲熔體壓力）：定義：噴絲頭組件中的熔體壓力作用：克服熔體通過(guò)過(guò)濾層和噴絲孔絲受到的阻力范圍：98*105～245*105Pa（高壓紡絲）工藝要求：初始?jí)毫Γ盒陆M件紡絲穩(wěn)定30min后的壓力；98*105～147*105Pa

升壓速度：應(yīng)小于6%（否則組件使用壽命縮短）3.絲條冷卻固化條件：

(1)冷卻吹風(fēng)方式：直吹風(fēng)：傳熱差，冷卻效果差，不用

橫吹風(fēng)：?jiǎn)蚊鎮(zhèn)却碉L(fēng)（滌綸長(zhǎng)絲）、雙面?zhèn)却碉L(fēng)、環(huán)形吹風(fēng)（滌綸短纖）

(2)工藝控制：風(fēng)溫：范圍：20～30℃，組件調(diào)換率、卷繞絲雙折射率、卷繞絲條干不勻率最低影響：風(fēng)溫↑→熔體絲條冷卻不充分→并絲、粘結(jié)絲↑→卷繞絲條干不勻率↑

風(fēng)溫↓→熔體在噴絲孔處快速冷卻→拉伸應(yīng)力↑→初生纖維預(yù)取向度↑，徑向雙折射率差

異大→紡絲性↓→能耗大風(fēng)濕：范圍：65～80%；風(fēng)濕對(duì)卷繞絲雙折射率和紡絲穩(wěn)定性影響大影響：冷卻風(fēng)帶濕度→卷繞絲在紡絲甬道中的帶電↓→飄絲↓→空氣比熱和熱焓↑→紡絲甬

道中冷卻風(fēng)和絲束溫度恒定（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

風(fēng)速（風(fēng)量）：范圍：0.3～0.5m/min（長(zhǎng)絲）；0.3～0.4m/min（短纖）影響：風(fēng)速↑→冷卻效果↑→凝固點(diǎn)向噴絲板方向移動(dòng)→形變區(qū)變短→熔體凝固前受到的拉伸取向↓→卷繞絲雙折射率↓→室外空氣干擾↓→卷繞絲條干不勻率↓、染色干不勻率↓→絲條晃動(dòng)↑→卷繞絲條干不勻率（并絲）→噴絲板面冷卻↑→絲束經(jīng)不起拉伸吹風(fēng)條件及卷繞絲不勻率環(huán)形吹風(fēng)側(cè)吹風(fēng)風(fēng)溫℃24～2624～262727風(fēng)速(m/s)直徑不勻率(%)雙折射不勻率(%)0.35.39.20.43.06.70.3411.715.60.4214.015.1環(huán)吹風(fēng)和側(cè)吹風(fēng)對(duì)卷繞絲不勻率的影響（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝吹出距離（緩冷區(qū)）：定義：吹風(fēng)口頂部到噴絲板面的距離目的：設(shè)置緩冷區(qū)→熔體在噴絲孔處慢速冷卻→拉伸應(yīng)力↓→初生纖維預(yù)取向度↓，徑向雙折射率差異小→紡絲性↑范圍：30～200mm影響：吹出距離↑→卷繞絲雙折射率↓→卷繞絲條干不勻率↓→斷絲率↑、組件調(diào)換率↑吹風(fēng)面高度：?jiǎn)蚊鎮(zhèn)却?0-70cm；環(huán)吹20cm4.卷繞工藝控制

(1)上油：目的：消除靜電，防止繞輥；增加絲束的平滑性，防止絲束在導(dǎo)絲輥處產(chǎn)生毛絲增加絲束抱合力，防止絲束松散方法：油輪上油范圍：似用途而定影響：油劑濃度↑、油盤(pán)轉(zhuǎn)速↑、絲束與油盤(pán)接觸長(zhǎng)度↑→上油↑

上油↑↑→絲條間的集束性↓→卷繞絲筒成型差→絲條后加工產(chǎn)生粉末↑、發(fā)煙量↑→絲條后加工打滑→成品物理機(jī)械性↓

（2）紡絲（卷繞）速度：定義：第一導(dǎo)絲盤(pán)（輥）速度范圍：900～2000m/min影響：紡速↑→紡絲線(xiàn)上速度梯度↑、絲束與冷空氣的摩擦阻力↑→卷繞絲預(yù)取向度↑（雙折射↑）、后拉伸倍數(shù)↓

紡速↓→絲束張力↓→卷繞時(shí)發(fā)生跳動(dòng)→紡絲穩(wěn)定性↓、并絲↑（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝

（3）

噴絲頭拉伸比：定義：第一導(dǎo)絲盤(pán)速度與熔體噴出速度之比影響：噴絲頭拉伸比↑→后拉伸倍數(shù)↓→對(duì)卷繞絲預(yù)取向度影響?。▏娊z頭拉伸是在熔體細(xì)流未完全固化下發(fā)生，大分子取向由于熱松弛是可逆的）

（4）卷繞車(chē)間溫濕度：范圍：20～27℃；60—75%相對(duì)濕度原因：初生纖維吸濕均勻、卷裝成型好（二）熔體紡絲過(guò)程二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝4.卷繞工藝控制（三）影響因素二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝影響可紡性因素圖熔體清潔熔體粘度孔的形狀形變速率機(jī)械雜質(zhì)含量原料分子量干燥粘度降干切片含水率熔融溫度紡絲溫度紡絲壓力卷繞速度吐出量長(zhǎng)徑比孔徑可紡性（三）影響因素二、滌綸紡絲生產(chǎn)工藝?yán)鋮s均勻性線(xiàn)密度波動(dòng)組件結(jié)構(gòu)紡絲溫度變動(dòng)風(fēng)溫、風(fēng)量、風(fēng)速變動(dòng)吹風(fēng)不勻組件壓力噴絲孔排列方式卷速波動(dòng)吐出量波動(dòng)卷繞絲均勻性影響卷繞絲均勻性的因素圖2.紡絲工段：工藝流程、操作規(guī)程項(xiàng)目6螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)聚酯熔體在熔體加熱器中被加熱到290-300℃，然后經(jīng)螺桿泵計(jì)量擠出經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后，進(jìn)入紡絲組件，經(jīng)過(guò)單螺桿泵擠出后，通過(guò)噴絲板成絲。成絲的纖維經(jīng)過(guò)甬道經(jīng)過(guò)紡絲機(jī)，通過(guò)導(dǎo)絲輥由牽引機(jī)引入到絲桶中。甬道后面設(shè)置有環(huán)吹風(fēng)系統(tǒng)，熱空氣自外界對(duì)纖維進(jìn)行冷卻。螺桿泵電源頻率可調(diào)一、紡絲工段工藝流程圖螺桿泵電源頻率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)加熱棒電源功率可調(diào)螺桿泵電源頻率可調(diào)3.紡絲工段：紡絲設(shè)備項(xiàng)目6紡絲機(jī)的基本結(jié)構(gòu)高聚物熔融裝置：螺桿擠出機(jī)。熔體輸送、分配、紡絲及保溫裝置：包括彎管、熔體分配管、計(jì)量泵、紡絲頭組件及紡絲箱體部件。絲條冷卻裝置：包括紡絲窗及冷卻套筒。絲條收集裝置：卷繞機(jī)或受絲機(jī)構(gòu)。上油裝置：包括上油部件及油浴分配循環(huán)機(jī)構(gòu)。一、螺桿擠出機(jī)PET纖維熔融紡絲廣泛采用螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行紡絲。1.作用將固體切片熔融成熔體，在一定的機(jī)頭壓力下定量輸出熔體，并將物料壓縮、排氣、混合、均化。物料的輸送切片的熔融熔體的計(jì)量、混勻、塑化螺桿擠壓機(jī)的作用一、螺桿擠出機(jī)將螺桿工作段分為①進(jìn)料段②壓縮段③計(jì)量段根據(jù)物料在擠出機(jī)中的狀態(tài)，可將螺桿擠出機(jī)分為三個(gè)區(qū)域①固體區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)②熔化區(qū)：兩相區(qū)③熔體區(qū)：?jiǎn)蜗鄥^(qū)一、螺桿擠出機(jī)2.螺桿擠出機(jī)的組成熔融裝置：螺桿和套筒加熱冷卻置：電加熱、聯(lián)苯加熱、水冷卻傳動(dòng)系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)、減速器一、螺桿擠出機(jī)一、螺桿擠出機(jī)3.螺桿擠出機(jī)的分類(lèi)4.螺桿擠出機(jī)的優(yōu)點(diǎn)01熔融快0203適用于高粘度04傳熱效率高可紡絲線(xiàn)密范圍廣一、螺桿擠出機(jī)5.螺桿的分段和分區(qū)

螺桿的工作部分:通常分作進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段。各段長(zhǎng)度與被加工物料的性質(zhì)有關(guān)。聚合物切片從料筒靠自重進(jìn)入螺桿的螺槽中，螺桿由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)在套筒中回轉(zhuǎn)，推動(dòng)物料在螺槽中向前移動(dòng)。一、螺桿擠出機(jī)在進(jìn)料段的物料基本上保持顆粒狀態(tài)。在這一段的起始部分需要用水冷卻，以防止物料過(guò)早地熔化發(fā)生粘結(jié),影響正常進(jìn)料,后半部為預(yù)熱區(qū)。物料吸收套筒外部電熱器所供給的熱量，開(kāi)始軟化并部分熔融。在壓縮段中,螺槽逐漸由深變淺,已預(yù)熱的物料因連續(xù)加熱而發(fā)生熔融同時(shí)被壓縮，并把夾帶的空氣向進(jìn)料段的方向排出。到計(jì)量段內(nèi)，被壓縮的熔體進(jìn)一步混合并塑化，達(dá)到一定溫度后以一定的壓力定量地輸送到箱體中進(jìn)行紡絲。物料在螺桿擠壓機(jī)內(nèi)受溫度和壓力的作用，粘度和結(jié)構(gòu)發(fā)生復(fù)雜的變化，在特別情況下還可能發(fā)生化學(xué)變化。一、螺桿擠出機(jī)5.螺桿的分段和分區(qū)二、熔體過(guò)濾器熔體過(guò)濾器廣泛應(yīng)用于聚酯和紡絲生產(chǎn)線(xiàn)中,其主要目的是除去熔體中的有機(jī)熔體、炭化粒子和金屬氧化物等固體雜質(zhì),提高產(chǎn)品質(zhì)量,為下游工序提供合格的原料,保證下游工序的正常生產(chǎn)。

熔體過(guò)濾器每條生產(chǎn)線(xiàn)配置兩臺(tái)，一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。當(dāng)過(guò)濾器使用一段時(shí)間后，雜質(zhì)在濾芯上積累，使過(guò)濾器的過(guò)濾阻力增加，表現(xiàn)在過(guò)濾器進(jìn)出口壓力差變大，當(dāng)進(jìn)出口壓力差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，要進(jìn)行切換。

靜態(tài)混合器是一種沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的高效混合設(shè)備，其基本工作機(jī)理是利用固定在管內(nèi)的混合單元體改變流體在管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，以達(dá)到不同流體之間良好分散和充分混合的目的。三、靜態(tài)混合器四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)絲條冷卻裝置：紡絲窗、冷卻筒高聚物熔融裝置：螺桿擠出機(jī)熔體輸送、保溫、分配、紡絲裝置：彎管、熔體分配管、計(jì)量泵、紡絲箱體、噴絲頭組件等絲條收集裝置：卷繞機(jī)和受絲結(jié)構(gòu)。四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1.紡絲箱體作用：對(duì)內(nèi)部的熔體分配管、計(jì)量泵和紡絲組件進(jìn)行有效的集體保溫。2．熔體輸送、分配、紡絲及保溫裝置：彎管、紡絲箱體彎管：螺桿擠出機(jī)至紡絲箱體的熔體輸送管道（一端與螺桿出口相接，另一端與紡絲機(jī)熔體分配管相接）——夾套內(nèi)聯(lián)苯－聯(lián)苯醚混合物加熱（熔體保溫）紡絲箱體：熔體分配管+聯(lián)苯加熱箱+紡絲泵及其傳動(dòng)裝置+紡絲頭組件四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)熔體管道分配：原則：確保熔體到達(dá)各紡絲位的距離相同；熔體在分配管中停留時(shí)間短；折回少；形式：分支式、輻射式紡絲箱體的加熱（聯(lián)苯加熱箱）：作用：對(duì)熔體分配管、計(jì)量泵、紡絲頭組件其保溫加熱作用；方式：聯(lián)苯—聯(lián)苯醚熱載體（聯(lián)苯/聯(lián)苯醚=26.5%/73.5%），用電熱棒加熱保溫：80～100mm保溫層，填充超細(xì)玻璃纖維或其他絕熱材料計(jì)量泵：高溫齒輪泵

計(jì)量泵的結(jié)構(gòu)示意1—熔體進(jìn)口；2—熔體出口；3—主動(dòng)齒輪；4—被動(dòng)齒輪5—上板；6—中板；7—下板；8—聯(lián)軸節(jié)四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)3.熔體分配管作用：將從螺桿擠出的熔體均勻穩(wěn)定輸送到紡絲組件。四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)4.計(jì)量泵作用：精確計(jì)量、連續(xù)輸送成纖高聚物的熔體并產(chǎn)生所預(yù)定的壓力，以保證紡絲熔體克服紡絲組件或噴絲頭的阻力，從噴絲板的微孔噴出，在空氣中形成初生纖維。四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)泵軸輸入口輸出口泵體5.紡絲頭

結(jié)構(gòu)：噴絲板+熔體分配板+熔體過(guò)濾材料+容納和固定上述零件的組裝套的結(jié)合件作用：（1）過(guò)濾熔體：去除熔體中可能夾帶的機(jī)械雜質(zhì)和凝膠粒子，防止堵塞噴絲毛細(xì)孔眼，延長(zhǎng)噴絲板的使用周期（2）使熔體能充分混合：防止熔體發(fā)生粘度的差異，提高可紡性（3）將高聚物熔體或溶液通過(guò)微孔均勻分配到噴絲板的每一小孔中，轉(zhuǎn)變成具有特定截面的細(xì)流，經(jīng)風(fēng)冷卻凝固固化而形成絲條（噴絲板）四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)圖紡絲頭組件結(jié)構(gòu)示意圖（1）高壓式（2）低壓式1—組件殼體；2—噴絲板；3—耐壓分配板；4—過(guò)濾材料（20、40、60目/英寸）；5—自封壓板；6—螺紋壓板；7，8—鋁填圈；9—圓形鋁密封環(huán)；10，11—薄形鋁填圈；12—熔體進(jìn)口；13—過(guò)濾網(wǎng)（400、6000、10000孔/厘米2）紡絲組件結(jié)構(gòu)：噴絲板+熔體分配板+熔體過(guò)濾材料+組裝套的結(jié)合件噴絲板6.絲條冷卻裝置：紡絲窗及紡絲甬道

紡絲窗作用：使絲條在冷卻過(guò)程中只受定向、定量和定質(zhì)的空氣流冷卻，冷卻速度均勻一致，纖維凝固位置固定（不受周?chē)鷼饬饔绊懀?。緩冷室：下部設(shè)前后兩塊插板，使其與冷卻紡絲筒隔開(kāi)，上部有閉鎖器，使噴絲板下形成緩冷區(qū)；長(zhǎng)30～200mm；防止冷卻風(fēng)吹冷噴絲板面、降低卷繞絲雙折射、提高拉伸性。四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)紡絲甬道01作用

02形狀03尺寸鋁制的圓筒形或矩形筒子保護(hù)纖維，使纖維繼續(xù)冷卻圓形管子：直徑280mm矩形管子：周邊：255*305mm,長(zhǎng)度：3.2-7米6.絲條冷卻裝置：紡絲窗及紡絲甬道四、紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)4.紡絲工段：絲條冷卻和卷繞項(xiàng)目61.絲條的冷卻過(guò)程熔體從噴絲板的小孔中噴出以后，在外力的作用下被拉細(xì)同，同時(shí)在冷卻風(fēng)的作用下被冷卻固化，最終形成初生纖維。膨化區(qū)：形變區(qū)：穩(wěn)定區(qū)：一、絲條冷卻熔體紡絲示意圖

1—螺桿擠出機(jī)2—噴絲板3—吹風(fēng)窗4—紡絲甬道5—給油盤(pán)6—導(dǎo)絲盤(pán)7—卷繞裝置1—入口區(qū)2—孔流區(qū)3—膨化區(qū)4—形變區(qū)5—穩(wěn)定區(qū)

熔體細(xì)流及固化成形示意圖

入口區(qū)（喇叭口）：

入口效應(yīng)：熔體→大空間進(jìn)入小空間→流速↑→能量損失→這部分能量損失使柔順的高分子分子鏈以高彈形變的方式作為彈性能貯存孔流區(qū)（噴絲孔的毛細(xì)孔）：流速呈拋物線(xiàn)分布：孔壁處速度小，孔中心速度高，徑向速度梯度入口效應(yīng)產(chǎn)生的高彈形變有所消失（消失非常?。┡蚧瘏^(qū)（離開(kāi)噴絲孔后）：直徑最大處：離噴絲板不超過(guò)10mm出口膨化：剪切速率↓、剪切應(yīng)力↓→熔體在進(jìn)入孔口時(shí)所儲(chǔ)存的彈性能，以及在孔流區(qū)貯存的并來(lái)不及在孔道中松弛的那部分彈性能將在熔體流出孔口處發(fā)生回彈和應(yīng)力松弛→細(xì)流膨化脹大。一、絲條冷卻2.絲條冷卻固化條件絲條的冷卻成型是一個(gè)單純的物理過(guò)程（傳熱和受力變形）。一、絲條冷卻冷卻固化條件決定纖維結(jié)構(gòu)與性能冷卻吹風(fēng)提高聚酯熔體細(xì)流的冷卻速度和均勻性吹風(fēng)方式側(cè)吹風(fēng)環(huán)吹風(fēng)2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻側(cè)吹風(fēng)側(cè)吹風(fēng)裝置組成風(fēng)道、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、框式過(guò)濾器、蜂巢板整流、紡絲倉(cāng)、上油裝置、紡絲甬道高度：0.2～1.2m特點(diǎn)：空氣直接吹在纖維未完全凝固的區(qū)域，并與纖維垂直，傳熱系數(shù)高，冷卻效果好；但不均勻——長(zhǎng)絲（0.8m）LOREMIPSUMDOLOR風(fēng)溫：20+1度風(fēng)濕：60+3%

風(fēng)速：0.3-0.7m/s側(cè)吹風(fēng)工藝

紡絲窗作用：使絲條在冷卻過(guò)程中只受定向、定量和定質(zhì)的空氣流冷卻，冷卻速度均勻一致，纖維凝固位置固定（不受周?chē)鷼饬饔绊懀┚徖涫?/p>

下部設(shè)前后兩塊插板，使其與冷卻紡絲筒隔開(kāi)，上部有閉鎖器，使噴絲板下形成緩冷區(qū)；長(zhǎng)30～200mm；防止冷卻風(fēng)吹冷噴絲板面、降低卷繞絲雙折射、提高拉伸性。

2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻環(huán)吹風(fēng)環(huán)吹風(fēng)用風(fēng)機(jī)把一定溫濕度的空氣均勻地從紡絲窗四周通過(guò)過(guò)濾層和導(dǎo)流材料吹向絲條風(fēng)速：0.5m/s空氣從絲束周?chē)迪蚪z束，克服凝固的絲條偏離垂直位置產(chǎn)生的彎曲，甚至互相粘結(jié)——短纖維（0.2m）01作用

02形狀03尺寸鋁制的圓筒形或矩形筒子保護(hù)纖維，使纖維繼續(xù)冷卻圓形管子：直徑280mm矩形管子：周邊：255*305mm,長(zhǎng)度：3.2-7米2.絲條冷卻固化條件一、絲條冷卻紡絲甬道3.冷卻吹風(fēng)工藝條件一、絲條冷卻風(fēng)溫與風(fēng)濕與纖纖高聚物的玻璃化溫度、紡絲速度、產(chǎn)品線(xiàn)密度、吹風(fēng)方式等有關(guān)風(fēng)速及其分布均勻直形分布、弧形分布、Ｓ形分布冷卻吹風(fēng)位置吹風(fēng)離噴絲板15cm左右風(fēng)量注意“野風(fēng)”（工藝控制以外風(fēng)的統(tǒng)稱(chēng)）的影響二、絲條卷裝1.上油（給油）

為改善初生絲或其成品纖維在后加工及其在后續(xù)紡織加工中的加工性能（如集束性、平滑性、抗靜電性、開(kāi)松性等），在制得初生絲之后或在初生絲的后加過(guò)程中，對(duì)加工中纖維施以上油劑加工工序的總稱(chēng)。

對(duì)長(zhǎng)絲的初生絲，一般可用油嘴或油輥上油；短纖維的初生絲，以取油輥上油為主；在短纖維的后加工過(guò)程中，后紡油劑的上油，以取浸軋式和噴淋式居多。ABDC潤(rùn)滑性好由于在高速下進(jìn)行牽伸，加之卷繞速度很快，所以要求FDY油劑對(duì)纖維的潤(rùn)濕速度要快，使油劑在牽紡過(guò)程中能迅速均勻地分布，滲入每根纖維之間，以保證紡絲的順利進(jìn)行優(yōu)良的熱穩(wěn)定性與POY工藝不同的是，在FDY工藝中絲束要經(jīng)過(guò)兩組熱牽伸輥，所以要求該油劑有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，如果油劑的熱穩(wěn)定性不好，或者受熱后揮發(fā)過(guò)多，勢(shì)必造成在第二組牽伸輥上結(jié)焦，或成絲上油率不足，而且易造成卷繞時(shí)的毛絲和斷頭。耐纖維對(duì)牽伸輥的動(dòng)摩擦為了保證在高速牽紡過(guò)程中具有恒定的牽伸條件和固定的牽伸點(diǎn)，則要求纖維與牽伸輥表面之間有適宜的動(dòng)摩擦，使之既能滿(mǎn)足牽伸點(diǎn)固定的需要，又能滿(mǎn)足不因摩擦而損傷纖維的要求。對(duì)油膜強(qiáng)度的要求高因?yàn)榻z在導(dǎo)輥上的運(yùn)動(dòng)行程大大長(zhǎng)于在POY工藝中的行程，所以對(duì)油膜強(qiáng)度要求高。以求對(duì)纖維表面有良好的保護(hù)，避免受磨損。化纖油劑特點(diǎn)二、絲條卷裝1.上油（給油）二、絲條卷裝2.絲條收集裝置絲條收集裝置：短纖維（盛絲桶大卷裝）、長(zhǎng)絲（筒管卷繞）

短纖維卷繞機(jī)結(jié)構(gòu)示意1—紡絲甬道；2—廢絲吸絲器；3—壓絲器；4—上油輪；5—盛油盤(pán)；6—漿塊剔除器；7—導(dǎo)絲輪；8—紡絲油劑總上油器；9—集束導(dǎo)絲器；10—牽引輥；11—導(dǎo)絲輥；12—壓絲器；13—喂人輪；14—導(dǎo)絲筒；15—盛絲桶；16—盛絲桶傳動(dòng)履帶；17—廢絲真空吸引槽短纖維絲條收集裝置（短纖維卷繞機(jī)）二、絲條卷裝2.絲條收集裝置

長(zhǎng)纖維收集裝置（長(zhǎng)纖維卷繞機(jī)）圖普通長(zhǎng)絲卷繞機(jī)示意圖1—絲束；2—下紡絲筒；3—上導(dǎo)絲盤(pán)；4—上油盤(pán)；5—下導(dǎo)絲盤(pán)；6—吸絲口；7—位復(fù)導(dǎo)絲器；8—摩擦輥；9—絲筒；10—導(dǎo)絲棒；11—面板5.短纖工段：聚酯纖維切片的干燥項(xiàng)目7聚對(duì)苯二甲酸乙二酯結(jié)晶性高聚物熔點(diǎn)<分解溫度熔體紡絲法切片紡絲直接紡絲熔體的制備

熔體自噴絲孔擠出

熔體細(xì)流的拉長(zhǎng)變細(xì)同時(shí)冷卻固化

紡出絲條的上油和卷繞。為什么要用切片？切片紡絲：

工藝穩(wěn)定、靈活，易于控制直接紡絲：

連續(xù)生產(chǎn)、效率高、能耗低聚酯切片在熔融紡絲之前必須進(jìn)行干燥。PET的分子鏈節(jié)是通過(guò)酯基相互連接起來(lái)的，在高溫和水分的存在下，酯基易發(fā)生水解，使聚合度降低，影響紡絲質(zhì)量。即使微量的水分在紡絲時(shí)也會(huì)汽化形成氣泡絲，造成紡絲斷頭或毛絲，甚至使紡絲無(wú)法進(jìn)行。因此紡絲時(shí)必須對(duì)切片含水量嚴(yán)格控制。一

、干燥原因切片含水特征一

、干燥原因2.提高切片微量含水均勻性在纖維紡制時(shí)保證纖維質(zhì)量均勻3.提高切片結(jié)晶度及軟化點(diǎn)干燥后的切片由于產(chǎn)生結(jié)晶，切片也變得堅(jiān)硬，且熔程狹窄，熔體質(zhì)量均勻，軟化點(diǎn)得到提高，可以防止切片進(jìn)入螺桿擠壓機(jī)后會(huì)很快軟化粘合，造成環(huán)結(jié)阻料。1.除去切片含水濕切片含水0.4％～0.5％，干切片<0.01％。切片含水不良影響：紡絲溫度下，PET酯鍵水解水分汽化造成紡絲斷頭。二

、切片干燥作用間歇式干燥設(shè)備：連續(xù)式干燥設(shè)備真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)回轉(zhuǎn)圓筒-充填干燥機(jī)吉瑪公司預(yù)結(jié)晶-干燥設(shè)備BM式干燥設(shè)備KF式干燥設(shè)備三、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(lèi)。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(jiǎn)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；可在較低溫下干燥切片，適合易氧化或熱敏性的高聚物。其缺點(diǎn)是：切片干燥后產(chǎn)生的粉塵多，各批切片干燥質(zhì)量有差異。切片干燥周期長(zhǎng)，單機(jī)產(chǎn)量低，故一般用于小批量、多品種及一些特種纖維的生產(chǎn)。三、切片干燥設(shè)備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(guò)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。三、切片干燥設(shè)備（一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)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(jiǎn)單等特點(diǎn)。一般三級(jí)蒸汽噴射泵蒸汽壓力為9.8×105Pa，可使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的余壓降到0.033×104Pa；四級(jí)蒸汽噴射泵蒸汽壓力為15.7×105Pa，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)余壓可降到0.0053×104Pa。3.加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)因熱載體不同而異。熱載體可采用聯(lián)苯混合物、38號(hào)汽缸油、甘油、飽和蒸汽和過(guò)飽和蒸汽等。國(guó)內(nèi)采用飽和蒸汽作為熱載體，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要其它附屬裝置。

三、切片干燥設(shè)備（一）真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)

（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(guò)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)保證足夠且均勻的停留時(shí)間，充分去除切片水分。本節(jié)主要介紹德國(guó)BM公司的聯(lián)合干燥設(shè)備。三、切片干燥設(shè)備1.BM干燥設(shè)備工藝流程德國(guó)BM公司切片干燥工藝流程采用預(yù)結(jié)晶裝置和連續(xù)