PA6/PET皮芯型高強(qiáng)絲的生產(chǎn)實(shí)踐

譚平乃

隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)紡織產(chǎn)品的功能性和附加值要求越來越高。為適應(yīng)這種市場(chǎng)需求，江蘇鑫博高分子材料股份有限公司利用北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的紡絲設(shè)備研制了PA6/PET皮芯型高強(qiáng)絲。傳統(tǒng)PA6纖維具有強(qiáng)度高，耐疲勞、耐沖擊性好，與橡膠粘合能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其分子鏈的柔性大，模量較低。為了提高產(chǎn)品的模量，本項(xiàng)目將大分子剛性較大的PET與PA6復(fù)合紡絲，以PA6作皮、PET作芯，生產(chǎn)出PA6/PET皮芯型高強(qiáng)絲，該產(chǎn)品不僅與橡膠粘合牢固，模量較高，且產(chǎn)品的生產(chǎn)成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 紡絲設(shè)備

1.1 設(shè)備參數(shù)（表 1）

1.2 設(shè)備設(shè)計(jì)要求

1.2.1 熔體管路及紡絲箱（圖 1）

PA6/PET復(fù)合絲紡絲箱采用三箱結(jié)構(gòu) —— PA6紡絲箱、PET紡絲箱和紡絲組件箱，三箱溫度可單獨(dú)設(shè)定；為了保證熔體輸送過程中黏度和溫度均勻，熔體管道各級(jí)管路的剪切速率均為10 s-1左右。

1.2.2 PA6/PET復(fù)合絲牽伸卷繞設(shè)備（圖 2）

牽伸設(shè)備采用喂入冷輥+4 組熱輥的形式，GR0表面鍍鏡面鉻；SR0表面鍍毛面鉻，Ra=1.5 ～ 1.8；4 組輥表面鍍陶瓷，Ra=2.0 ～ 2.5。

2 生產(chǎn)工藝

2.1 原料

PA6切片生產(chǎn)廠家：巴陵石化公司，切片特性黏度（3.5±0.05）dL/g（96% H2SO4）；萃取物含量≤0.6%；含水量≤0.05%。PET切片生產(chǎn)廠家：聯(lián)新（ 開平 ）高性能纖維有限公司，切片特性黏度1.2 dL/g。

2.2 紡絲油劑

松本（Matsumoto）6551（原油型）。

2.3 生產(chǎn)流程

PA6切片干燥→PA6擠壓機(jī)→PA6箱體

PET切片干燥→PET擠壓機(jī)→PET箱體 →主箱體→復(fù)合紡絲組件→緩冷器→單體抽吸→側(cè)吹風(fēng)→油嘴上油→預(yù)網(wǎng)絡(luò)器→GR0→GR1→GR2→GR3→ GR4→網(wǎng)絡(luò)器→卷繞機(jī)。

2.4 主要工藝參數(shù)（表 2）

3 結(jié)果與討論

3.1 復(fù)合比

PA6/PET復(fù)合紡絲中，當(dāng)兩組分質(zhì)量比為50/50時(shí)，生產(chǎn)較穩(wěn)定；當(dāng)增加PA6組分比例時(shí)，纖維強(qiáng)力有所增加，但纖維的斷絲率也會(huì)上升；增加PET組分比例時(shí)，纖維的強(qiáng)力有所降低，但由于PET較PA6便宜，因此生產(chǎn)成本會(huì)相應(yīng)下降。

3.2 牽伸比

隨牽伸比的增加，纖維的整體取向、各組分結(jié)晶度均有所增加，復(fù)合纖維的強(qiáng)度增加，GR0與GR1的速度差對(duì)纖維起張緊作用；GR1的作用是將絲條加熱到玻璃化溫度，其溫度通常為88 ℃左右；GR2與GR1之間進(jìn)行第一步拉伸，目的是使大分子鏈沿著拉伸方向定向排列，通常拉伸比為2.5 ～ 3.5倍；GR3與GR2之間進(jìn)行第二步拉伸，目的是使大分子進(jìn)一步取向，由于經(jīng)過第一次拉伸后纖維的整體取向、各組分結(jié)晶度均有所增加，熱輥溫度需進(jìn)一步提高，以減小拉伸應(yīng)力，GR2的溫度通常為125 ～ 135 ℃，GR3與GR2拉伸比為1.2 ～ 1.4倍；GR3的作用是使高度取向的復(fù)合纖維大分子結(jié)晶，GR3溫度通常為215 ℃左右。PA6/PET復(fù)合纖維經(jīng)過兩級(jí)拉伸，拉伸溫度逐步提高，纖維可獲得較大的拉伸比，有利于提高纖維的強(qiáng)力，GR4對(duì)纖維起定形作用，溫度通常控制在190 ℃左右。

3.3 卷繞張力

卷繞力張力過大，會(huì)造成紙管變形，絲餅無法從卷繞機(jī)中退出；張力過小，絲條在熱輥上游動(dòng)，容易產(chǎn)生并絲斷頭，通常卷繞張力控制在0.2 ～ 0.3 cN/dtex之間。

3.4 紡絲溫度

對(duì)于同種聚合物，表觀黏度越大，流動(dòng)性能越差。紡絲溫度的設(shè)定原則是盡量保證兩種組分從同一噴絲孔內(nèi)擠出時(shí)有相同的流動(dòng)狀態(tài)，PET采用高溫熔融、低溫紡絲；PA6采用低溫熔融、高溫紡絲，盡管兩種組分在箱體內(nèi)溫度差異較大，但兩種組分進(jìn)入同一個(gè)復(fù)合組件時(shí)發(fā)生熱交換，PET組分的溫度降低，PA6組分的溫度升高，溫度差亦有逐漸縮小的趨勢(shì)，當(dāng)PET與PA6兩種組分?jǐn)D出黏度不同時(shí)，在噴絲板處接觸過程中，會(huì)因局部快速傳熱和相互擠壓而出現(xiàn)彎頭角，引起粘板、注頭等現(xiàn)象。彎頭角的大小與兩種組分的黏度差異有關(guān)，黏度差異越大彎頭角越嚴(yán)重。在紡絲生產(chǎn)中可以通過調(diào)整雙螺桿溫度來改變兩種組分的黏度，使其達(dá)到黏度相近。

4 結(jié)論

用PA6/PET復(fù)合纖維設(shè)備成功紡制了167 dtex/24 f雙組分纖維，原絲的強(qiáng)力高、模量大，與橡膠的親和力好，生產(chǎn)成本低，設(shè)備運(yùn)行可靠，工藝軟件合理，可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的PA6/PET皮芯型高強(qiáng)絲。

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