原絲生產及質量問題的探討

摘 要：原絲的生產是錦綸6浸膠簾子布生產流程中一個很關鍵的環節。搞好紡絲的生產，對于提高原絲質量是至關重要的。文章結合我公司在實際生產中就影響原絲生產質量的幾個問題做一探討。

關鍵詞：原絲；生產；質量

1 聚合切片

穩定的切片質量則需要幾個因素來保證：（1）穩定的已內酰胺來源；（2）穩定、優化的聚合生產工藝；（3）設備運轉正常狀態良好；（4）穩定的公用工程。這幾個方面任何一項波動，都會影響切片質量的穩定。

切片粘度值（RV）是標征切片狀態的一個主要指標，RV值影響原絲生產的可紡性及原絲的強力、斷伸及干熱收縮率等各項指標，RV值的波動勢必直接影響原絲物理指標的波動，我們現在已不再把原絲作為一個中間產品，而是作為成品銷售，這就要求我們必須有一個穩定的原絲質量，這種用于表征產品質量穩定情況的CV值便代表了一個企業總的質量水平，因此，作為整條流程生產的第一道工序聚合切片必須要穩定。

切片粘度aim值選定十分重要，高RV切片容易獲得高的斷裂強力，但如果RV值過大雖然在牽伸過程中可用較小的牽伸倍率，但紡絲過程較困難，RV值過小，紡絲過程較容易，但需很大的牽伸倍率才能獲得較高的強力，原絲的斷裂伸長會較小，拉伸過程斷頭會明顯增加，毛絲增多，由于拉伸倍率的大小會直接影響纖維內大分子取問、結晶度的大小，進一步影響到原絲的物理性能，因此切片RV值的選定對原絲質量起著很關鍵的作用。

在切片某粘度范圍內，其水分含量單體含量及-NH2、-COOH含量都應該分粘度值是相對應的，而不是在任何粘度下這幾種組分含量都是一樣的。

溫度T

-NH2+-COOH-CO-NH-+H20+Q（熱量）

平衡常數K

從切片紡絲過程中發現，在RV值相同的情況下，即使擠壓機溫度設定值不變，但可紡性及原絲物理指標差異都相當大，其實這是因為在切片熔融過程中伴隨著一個可逆的動態平衡反應，由于切片內各組份含量差異較大，使反應間不同的方向進行，使從切片到干絲出現增粘度幅度的差異，比如雖然是RV=3.45的切片，干絲粘度有時可增至3.60甚至更高，有時也可降至3.35甚至更低。從上面平衡反應式中我們也可知道溫度T雖然可影響反應進行的程度及K值大小，但作為紡絲生產溫度在290℃左右一個相對較窄的范圍內K值可認為是定值，如果干絲增粘值RV過高，由于紡絲過程時間相對較短，勢必影響熔體的穩態程度及均勻性。它與真正的高RV值切片生產出的原絲質量是不同的，這種原絲各項物理指標CV值較大，如原絲斷強值CV值不穩定且較大，絲的斷伸也差異較大，同時在牽伸工藝不變的情況下張力較大，外觀成型也較差（容易出現絲筒拔不出現象），如果RV值為負值，這是我們更不愿看到的，聚合物發生了降解，原絲CV值會更大。

從上面反應中，我們還可看到如果△RV值越大，即反應向正方向進行的越劇烈，程度越大，伴隨著反應產生的熱量越多，這點也可從擠壓機出口熔體溫度的變化得到確認。如果切片粘度值越大，或增粘幅度大。那么出口熔體溫度就會明顯上升，同時紡絲可紡性會變差，斷頭率增加，反之熔體溫度會降低，有利于紡絲。我們可充分利用該工藝點來判斷目前切片的狀態，并可根據它來調整切片的最終含水率及粘度情況，當然加熱溫度可影響動態平衡反應進行的程度，但在紡絲溫度范圍內改變不了反應方向。

因此，聚合、紡絲工藝應二者相互適應、相互調整的，最終達到一個穩定的相互匹配的工藝狀況，為了保證原絲物理指標的均勻穩定，干切片在紡絲融熔過程增粘幅度應控制在0.05-0.1之間，過大或過小都會影響原絲的CV值。

2 HST部分

HST對于紡絲過程，原絲的熱穩定性等起著很關鍵的作用，HST應作為紡絲工作的重點之一。

3 紡絲生產溫度的選定

擠壓機加熱溫度的選定首先要視螺桿供量及切片粘度而定，粘度越大則加熱溫度相對要偏高，同時擠壓機螺桿受力較大，即它對切片提供的剪切力也就越大。為保證切片熔融后流動性好及熔體內部各點的均勻性，應考慮降低螺桿的擠出量（即降低紡速），反之如果切片粘度較低些，我們可適當提高螺桿的擠出量即提速。切片熔融的熱量來源有：（1）電加熱的熱量。（2）螺桿提供的剪切片。（3）切片之間的摩擦力，如果電加熱溫度過高（超過305℃），熔體接觸300℃多的筒體，雖然時間較短，但因達到裂解溫度，總會產生一些小分子，同時也可使部分高分子交鏈，影響可紡性同時影響組件的使用周期。

對于同一直徑的螺桿，它的擠出量會因生產品種（如錦綸、滌綸、丙綸等）的不同相差較大，這種差異是由聚合物的比熱及螺槽的初始深度，壓縮比及計量段的螺槽深度而定，各加熱區在螺桿套筒上的長度及加熱功率的配置與螺槽的變化（即螺桿的特性參數）是相對應的，像巴瑪格螺桿機，從進段料開始螺槽就漸變壓縮直至計量段等深，由于錦綸切片比熱中等，因此進料段加熱溫度可相應偏高，而計量段及混料頭區域溫度要相對偏低，才能保證適當的熔體溫度，而國內螺桿機進料段長度一般為4D-8D，甚至達12D，由于進投料螺槽等深無法壓縮，因而進料段溫度不能設定過高，否則很容易造成輕微環結阻料（重者可造成環結阻料），而壓縮段計量段可相應偏高些，對于一條新的螺桿機，首先要了解其特性參數等基本情況，才能為紡絲工藝提供必要的支持。

聯苯的溫度應視熔體溫度及切片→干絲增粘情況而調整，如果熔體粘度高或增粘幅度大，那么聯苯溫度要相應比熔體溫度高2℃左右，反之應比熔體溫度低2℃左右，聯苯加熱所起的作用不單純是保溫，由于熔體在管道里停留時間接近10分鐘，它對影響反應的平衡性還起著較大作用。

4 原絲的質量指標分析

紡絲可紡性主要受聚合切片的質量及紡絲工藝決定，原絲存在的主要問題：

（1）強力偏低且保持率低，捻強損失大。

（2）絲的熱空收縮偏大，即絲的熱穩定性差

導致這些問題的出現有以下3方面的原因：①聚合切片的內在質量；②HST的加入量及均勻性；③牽卷工藝不優化。從纖維的拉伸機理上講，在三道拉伸工藝中第三道拉伸對原絲性能起著較大作用，因為它主要發生大分子的取向，NyLon6和NyLon66拉伸過程第三道倍率約在1.6倍左右，而我們實際控制一般為1.3-1.4之間，拉伸比的分配及牽伸輥的溫度影響纖維內大分子間的晶點密度，可以達到牽制取問大分子回縮的效果，這樣可使絲的強力保持率高，同時原絲的熱空收縮會降低。