化纤纺丝工艺论文

纺丝成形后得到的初生纤维其结构还不稳定，物理机械性能较差，如伸长度大、强度低、尺寸不稳定等，因此还不能直接用于纺丝加工，必须经过一系列后加工。后加工随化学纤维品种、纺丝方法对产品要求的不同而不同，其中主要的工序是拉伸和热定型。什么是拉伸呢？拉伸是靠前后两个（组）辊子的速度不同来将丝抽长。拉伸的目的是使纤维的断裂强度提高，降低断裂伸长率，提高耐磨性和对各种不同形变的疲劳强度。一般熔融纺丝纤维的总拉伸倍数为3～7倍；湿法纺丝纤维可达8～12倍；生产高强度纤维时，拉伸倍数更高，甚至达数十倍。热定型的目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并进一步改善其物理机械性能。随着热定型的方式和工艺条件的改变，所得纤维的结构和性能也不同。在化学纤维生产中，无论是纺丝还是后加工都需要进行上油，上油的目的是提高纤维的平滑性和柔软性，减少摩擦和静电的产生，改善化学纤维的纺织加工性能。不同品种和规格的纤维需采用不同的专用油剂。除上述主要工序外，在湿法纺丝和用直接纺丝法生产的锦纶后处理过程中，都设有水洗工序，以除去附着在纤维上的凝固剂和溶剂及混在纤维中的单体及机械杂质等。在短纤维的生产中需进行卷曲和切断，在生产长丝时，需要进行加捻，加捻的目的是使复丝中的单纤维能紧密地抱在一起，避免在纺织加工时发生断头和紊乱现象，并使纤维的断裂强度提高。生产弹力丝时需进行变形加工。生产网络丝时，在长丝后加工设备上加装网络喷嘴，经喷射气体的作用，单丝互相缠结而呈周期性网络点，以提高其纺织加工性能，免去上浆、退浆，代替加捻和并捻，提高纺织效率，降低生产成本。随着合成纤维工业生产技术的发展，纺丝和后加工技术已从间歇式的多道工序发展为连续、高速一步法的联合工艺，如聚酯全拉伸丝可在纺丝—牵伸联合机上生产。而利用超高速纺丝（纺速5500米/分以上）生产的全取向丝则不需后加工，可直接用作纺织原料。化学纤维纺丝后加工

在工业上应用的新型纺丝方法，主要有干喷湿纺法、乳液或悬浮液纺丝法、膜裂纺丝法。 又称纤维二次成形。后处理过程中最重要的工序。纺丝后得到的卷绕丝或经集束后的大股丝束在拉伸机上进行拉伸，使大分子沿纤维轴向取向排列，同时发生结晶，以进一步提高初生纤维的结晶度，或改变晶型结构,形成一定的超分子结构,从而显著提高纤维强度。生产短纤维时，拉伸在几台速度不同的拉伸机之间进行。随纤维品种不同，拉伸方式有：一道拉伸和多道拉伸、冷拉伸和热拉伸、湿热拉伸和干热拉伸等。拉伸介质可用空气、蒸汽、水浴、油浴或其他浴液。拉伸温度、拉伸介质、拉伸速度和多级拉伸配比等工艺条件对所得纤维的结构和性能有很大影响，常需正确选择。另外，为了得到纤度和其他物理-机械性能均匀的纤维,拉伸点（丝条上细颈开始出现的位置）必须固定。否则会形成拉伸不足或未拉伸纤维，所得纤维粗细不一，染色不匀。生产长丝时，卷绕丝经存放平衡后,在拉伸-加捻机上进行拉伸。根据不同品种的要求,拉伸-加捻机有单区拉伸和双区拉伸两类。如生产涤纶、高强力锦纶，采用双区拉伸（图1），头道拉伸发生在喂入辊与上拉伸盘之间，称为常温拉伸；二道拉伸则发生在上下拉伸盘之间，称为热拉伸。上拉伸盘也称热盘，上下拉伸盘之间有加热板或缝式加热器，拉伸后丝条穿过导丝钩、钢领圈而卷绕于插在钢领板的双锥筒子上。 是合成纤维生产中特有的工序。热定形的目的：一是提高纤维的形状稳定性（用纤维在沸水中的剩余收缩率来衡量）;二是进一步改善纤维的物理-机械性能，以及固定卷曲度（对短纤维）或捻度（对长丝）；三是改善纤维的染色性能。在某些情况下，通过热定形可使纤维发生热交联（如聚乙烯醇缩甲醛纤维），或借以制取高收缩性和高蓬松性的纤维，赋予纤维及其纺织制品以波纹、褶襞或高回弹性等效果。 　热定形可在张力或无张力下进行。前者称紧张热定形（包括定张力热定形和定长热定形）；后者称松弛热定形。两者的工艺条件以及所得纤维的结构、性能均不同。此外，合成纤维长丝（特别是聚酯纤维和聚酰胺纤维）可用于制造弹力丝（见化学纤维）。弹力丝的加工方法很多，有假捻法、填塞箱法、赋形法、空气喷射法等，其中假捻法应用最广泛，它可一次完成丝条的加捻、定形和退捻（图2）。此法工艺简单，所得丝条具有三维的螺旋形卷曲，质量好。有一种新的纺丝- 后处理加工方法，是纺丝直接成条法。该法将纺丝、拉伸和热定形后的丝束，经过直接成条机（牵切机）做成条子，（可省去常规纺织加工的梳理、并条和精梳工序），然后与羊毛等天然纤维或其他化学纤维混纺成纱，适用于聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维等合成纤维品种。