PA6/PET皮芯型高強絲的生產實踐

譚平乃

隨著社會的進步和人們生活水平的提高，消費者對紡織產品的功能性和附加值要求越來越高。為適應這種市場需求，江蘇鑫博高分子材料股份有限公司利用北京中麗制機工程技術有限公司生產的紡絲設備研制了PA6/PET皮芯型高強絲。傳統PA6纖維具有強度高，耐疲勞、耐沖擊性好，與橡膠粘合能力強的優點，但其分子鏈的柔性大，模量較低。為了提高產品的模量，本項目將大分子剛性較大的PET與PA6復合紡絲，以PA6作皮、PET作芯，生產出PA6/PET皮芯型高強絲，該產品不僅與橡膠粘合牢固，模量較高，且產品的生產成本低，具有較好的經濟效益。

1 紡絲設備

1.1 設備參數（表 1）

1.2 設備設計要求

1.2.1 熔體管路及紡絲箱（圖 1）

PA6/PET復合絲紡絲箱采用三箱結構 —— PA6紡絲箱、PET紡絲箱和紡絲組件箱，三箱溫度可單獨設定；為了保證熔體輸送過程中黏度和溫度均勻，熔體管道各級管路的剪切速率均為10 s-1左右。

1.2.2 PA6/PET復合絲牽伸卷繞設備（圖 2）

牽伸設備采用喂入冷輥+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 生產工藝

2.1 原料

PA6切片生產廠家：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切片生產廠家：聯新（ 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 生產流程

PA6切片干燥→PA6擠壓機→PA6箱體

PET切片干燥→PET擠壓機→PET箱體 →主箱體→復合紡絲組件→緩冷器→單體抽吸→側吹風→油嘴上油→預網絡器→GR0→GR1→GR2→GR3→ GR4→網絡器→卷繞機。

2.4 主要工藝參數（表 2）

3 結果與討論

3.1 復合比

PA6/PET復合紡絲中，當兩組分質量比為50/50時，生產較穩定；當增加PA6組分比例時，纖維強力有所增加，但纖維的斷絲率也會上升；增加PET組分比例時，纖維的強力有所降低，但由于PET較PA6便宜，因此生產成本會相應下降。

3.2 牽伸比

隨牽伸比的增加，纖維的整體取向、各組分結晶度均有所增加，復合纖維的強度增加，GR0與GR1的速度差對纖維起張緊作用；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之間進行第二步拉伸，目的是使大分子進一步取向，由于經過第一次拉伸后纖維的整體取向、各組分結晶度均有所增加，熱輥溫度需進一步提高，以減小拉伸應力，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合纖維大分子結晶，GR3溫度通常為215 ℃左右。PA6/PET復合纖維經過兩級拉伸，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力，GR4對纖維起定形作用，溫度通?？刂圃?90 ℃左右。

3.3 卷繞張力

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

3.4 紡絲溫度

對于同種聚合物，表觀黏度越大，流動性能越差。紡絲溫度的設定原則是盡量保證兩種組分從同一噴絲孔內擠出時有相同的流動狀態，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溫度差異較大，但兩種組分進入同一個復合組件時發生熱交換，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，當PET與PA6兩種組分擠出黏度不同時，在噴絲板處接觸過程中，會因局部快速傳熱和相互擠壓而出現彎頭角，引起粘板、注頭等現象。彎頭角的大小與兩種組分的黏度差異有關，黏度差異越大彎頭角越嚴重。在紡絲生產中可以通過調整雙螺桿溫度來改變兩種組分的黏度，使其達到黏度相近。

4 結論

用PA6/PET復合纖維設備成功紡制了167 dtex/24 f雙組分纖維，原絲的強力高、模量大，與橡膠的親和力好，生產成本低，設備運行可靠，工藝軟件合理，可以生產出高品質的PA6/PET皮芯型高強絲。

參考文獻

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