300D/84fPPFDY高強工業絲生產工藝探討

秦振貴

摘 要：本文探討了在DHP419型丙綸紡牽聯合機上生產300D/84f FDY高強丙綸長絲的工藝條件，生產中采用PP切片粒料，添加降溫母粒2.5%，紡絲溫度為260-270 ℃，紡絲速度為2200m/min，冷卻風溫度18-25℃，冷卻風速度0.3-0.5 m/s，拉伸倍數7.6倍，熱定型溫度130-140℃。

關鍵詞：丙綸；細旦高強絲；紡絲溫度；拉伸倍數

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.056

0 前言

高強丙綸工業絲又稱高強度丙綸長絲，由于其具有質輕、斷裂強度大（強力〉8g/d）、耐磨、低導熱性、耐酸堿、耐化學藥品、不吸濕、抗老化、靜電積蓄少等性能，是替代滌綸、錦綸、尼龍、玻纖、棉紗、芳綸的新型理想化纖材料，廣泛應用于織造各種類型的產業用紡織品。隨著我國工業技術的不斷進步，預計國內市場需求每年以5%的速度遞增，特別是產業領域前景十分看好。

1 實驗

1.1 原料

PP切片，大連西太平洋石化（MI=3.5）；分子量調節劑（降溫母粒）。

1.2 設備

DHP419型丙綸高強紡絲機；JHW A635卷繞機。

1.3 檢測儀器

YG086型縷紗測長機，XL-1A紗線強伸度儀。

1.4 丙綸FDY長絲生產工藝流程

混料—投料—螺桿擠壓機—紡絲箱體—側吹風—紡絲甬道—上油—導絲器—第一牽伸熱輥—導絲器—第二牽伸熱輥—導絲器—第三牽伸熱輥—導絲器—第四牽伸熱輥—導絲器—第五牽伸熱輥—網絡器—卷繞機—筒子絲。

2 結果與討論

2.1 紡絲溫度

紡絲溫度直接影響聚丙烯的流變性能、聚丙烯的降解程度和初生纖維的預取向度。因此紡絲溫度是熔體成型中的主要工藝參數。紡絲溫度過高，熔體粘度降低過大，紡絲時容易產生注頭絲和毛絲；同時還會因為熔體粘度過低，流動性大，而形成自重引申大于噴頭拉伸造成的并絲現象。紡絲溫度過低，熔體粘度過大，岀絲困難且不均勻，造成噴絲頭拉伸時產生熔體破裂無法牽伸，嚴重時可能出現全面斷頭和硬絲。

常采用熔融指數來表示熔體粘度的相對值.實驗表明，當聚丙烯熔融指數小于10時，就應該添加降溫母粒，添加比例在2.5%～3%之間。

2.2 側吹風

生產聚丙烯FDY采用側吹風。側吹風溫度的選擇應根據紡絲速度確定，隨著紡絲速度的提高，取向加大，這就需要較低的側吹風溫度以維系盡量較低的雙折射，保證初生纖維具有足夠的剩余拉伸倍數。對于高強工業絲，當紡絲速度超過1500m/min后.降低側吹風溫度對初生纖維結構貢獻已經不大，高取向導致晶體結構趨向完整性，初生纖維拉伸性能變差，纖維強度反而下降，所以紡絲速度在2200min時產品質量與生產效率最佳。

2.3 拉伸工藝

拉伸工藝是FDY工業絲生產的核心，直接影響FDY工業絲的質量。

2.3.1 拉伸倍數及其分配

拉伸倍數主要根據成品絲質量要求和最大拉伸比確定。紡制高強力工業絲需要采用較高的拉伸倍數。FDY工藝屬紡絲拉伸一步法，實際是中速紡絲、高速拉伸。要得到斷裂強度8g/d的PP高強絲，拉伸倍數應選擇6～8倍之間。對FDY生產工藝來講，拉伸倍數的分配是以一二級為主，三四級為輔。對聚丙烯來講一二級拉伸倍數占總拉伸倍數的比例以60～70%為宜。一二級拉伸低于60% ，會加重三四級拉伸的負荷，而由于五輥是熱定型輥，較高倍拉伸馬上定型必然造成不勻率大大提高。

2.3.2 拉伸溫度

FDY紡絲機通常由五組熱輥組成，第一、二三組熱輥用于主拉伸，第四、五組熱輥除了拉伸外還用于定型。一般第一組熱輥溫度選擇80～95℃ ；第二組熱輥溫度在110～120 C。

2.4 熱定型溫度

對FDY生產來講，纖維的沸水收縮率取決于熱定型的溫度，對丙綸高強絲而言，熱定型溫度必須大于120℃ ，一般以120～140℃ 為宜。一般第四、五組熱輥溫度選擇在125～140℃之間。

2.5 卷繞

卷繞機的正壓轉速及張力直接關系到纖維的成形，其中以張力最為主要，丙綸的物理特性有較高的收縮率及滑移性，影響著纖維的成形，其操作中根據收縮率的大小來選取張力。根據實踐良好的卷繞成形，其絲束張力控制在50～60cN。

2.6 生產工藝

分子量調節劑加入量2.5-3%。螺桿擠壓機溫度（℃）一區240，二區255.三區265四區270五區275六區265擠出頭260箱體溫度（℃）265。計量泵頻率（HZ）20.5側吹風風溫（℃）18側吹風風速（HZ）18。1-5輥的溫度為90，110，125，130，130.1-5輥的頻率為（HZ）24.9，68.4，96.5，120.3，126.3。卷繞速度2200m/min。

3 結論

（1）以聚丙烯切片粒料為原料，在國產設備DHP419型丙綸紡牽聯合機上成功地開發了各種規格品種的細旦高強長絲，各項質量指標均達到設計要求。

（2）紡制時要求切片熔融指數為20-25，分子量為18～20萬，紡絲溫度為260～270℃，降溫母粒添加量2～3%，側吹風風速為0.3～0.4m/s、風溫為18～25℃可紡性良好。

（3）細旦丙綸高強長絲采用較高的拉伸倍數6～8倍，拉伸速度1800～2200m/min，第一、二熱輥為80-110℃左右，第三、四、五組熱輥為120～140℃，其后加工性能良好，質量穩定。

（4）隨著工業的發展和技術的進步，產業用纖維用途越來越廣，市場需求也不斷增加，因此，細旦丙綸高強絲是一種很有發展前途的新穎產品。endprint