扁平截面錦綸6FDY生產(chǎn)工藝

扁平截面錦綸6FDY生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)錦綸的截面為圓形，與天然纖維相比，圓形截面的錦綸6纖維吸濕性較差，易彎曲起皺，致使其在高端織造領(lǐng)域的發(fā)展受到極大限制。異形錦綸6纖維為截面非圓形的錦綸，其研究方向在于增加錦綸6纖維的比表面積，即通過異形截面的設(shè)計(jì)，使錦綸6纖維的光澤、手感、吸濕性、硬挺度和彈性等得到不同程度的提高。若是采用全消光切片紡絲，與全消光的柔和性相結(jié)合，能夠發(fā)揮出更加好的效果。其中，扁平截面纖維含有一定的剛性，毛立感優(yōu)秀，同時(shí)一擁有吸濕性好、散熱快、易于染色和抗起球等優(yōu)點(diǎn)，在織物風(fēng)格方面靠近于天然纖維材料。本文采用熔融紡絲法，以錦綸6消光切片為原料制備扁平截面錦綸6FDY，用全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀、NikonEclipse等測(cè)試扁平截面錦綸6FDY的性能與截面形狀，探索扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)土藝，使其符合后道加工規(guī)定，合用于服裝、家紡面料等領(lǐng)域。1實(shí)驗(yàn)1．1原料錦綸6消光切片(福建錦江科技有限公司)，特性粘數(shù)(2.471±0.03)dL/g，熔點(diǎn)215-225℃TiO2含量,1.5%，灰分含量0.1%端氨基含量為(47±13.0)mmol/kg，可萃取物含量0.5%，水分含量,0.06%。1.2儀器設(shè)備高速卷繞機(jī)、側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)(德國(guó)巴馬格公司)，Testo425精密型風(fēng)速儀(德國(guó)儀器國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司)，鳥斯特V型條干儀(鳥斯特(上海)貿(mào)易有限公司)，YG023B單紗強(qiáng)力機(jī)(常州紡織儀器廠)，NikonEclipseE100顯微鏡(上海浦赫光電科技有限公司)。1.3工藝流程切片熔融混合、熔體保溫輸送、計(jì)量泵精確計(jì)量、組件過濾吐絲、側(cè)吹風(fēng)冷卻、集束上油、拉伸定型、網(wǎng)絡(luò)交絡(luò)、卷裝成形、檢查、包裝入庫(kù)。1.4分析與測(cè)試?guó)B斯特條干值:鳥斯特V型條干儀，參考GB/T14346-1993化學(xué)纖維長(zhǎng)絲電子條干不勻率實(shí)驗(yàn)辦法》進(jìn)行測(cè)試。拉伸性能:YG023B單紗強(qiáng)力機(jī)，參考GB/T14344-化學(xué)纖維長(zhǎng)絲拉伸性能實(shí)驗(yàn)辦法》進(jìn)行測(cè)試。截面:NikonEclipseE100顯微鏡，放大倍數(shù)1000倍。2成果與分析2.1紡絲溫度紡絲溫度重要取決十聚合體的熔點(diǎn)和熔體黏度，在一定溫度下，聚酞胺的熔體黏度隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大;在相對(duì)分子質(zhì)量相似的狀況下，熔體黏度隨溫度的升高而減少。在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，紡絲溫度過高，使聚合物熱分解加劇，相對(duì)分子質(zhì)量減少，可能出現(xiàn)“氣泡絲”，造成大量毛絲、斷頭;紡絲溫度過低，則熔體薪度大，熔體的擠出脹大現(xiàn)象嚴(yán)重，熔體出噴絲板后絲條取向度大，影響絲條的拉伸，斷頭較多。在適宜的溫度范疇內(nèi)，隨著紡絲溫度的升高，熔體薪度呈指數(shù)級(jí)下降，熔體的流動(dòng)性能得到良好的改善，熔體出噴絲板后絲條取向度減小，絲條的拉伸效果優(yōu)良。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，紡絲溫度控制在254-256℃為宜。2.2扁平度扁平度指噴絲板微孔截面的長(zhǎng)寬比。扁平度增大，可使錦綸6纖維的異形度增大，增強(qiáng)其異形效果，使其吸濕性、光澤、抗起毛起球等能力得到明顯改善。但是，扁平度過大，會(huì)造成扁平截面錦綸6FDY紡絲難度加大及產(chǎn)品強(qiáng)伸指標(biāo)下降，造成后加工較困難。表1為不同扁平度下生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的物性指標(biāo)。由表1可知，扁平度為10∶1時(shí)，制得的異形錦綸6纖維的扁平度較高，且斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、條干等指標(biāo)均能滿足后續(xù)加土和使用規(guī)定。因此，選擇扁平度為10:10表1不同扁平度下扁平截而錦綸6FDY的條干及物性指標(biāo)圖1為扁平度為10:1下生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的纖維截面圖。2.3側(cè)吹風(fēng)參數(shù)熔體出噴絲孔后，以側(cè)吹風(fēng)與絲束進(jìn)行熱交換，使熔體細(xì)流凝固成纖維。側(cè)吹風(fēng)參數(shù)重要涉及:風(fēng)溫、風(fēng)濕、風(fēng)壓、風(fēng)速。與圓形截面纖維相比，扁平絲比表面積較大，易十散熱，冷卻速度較快，絲條的表層和內(nèi)層溫度梯度增大，絲條可能受到表層的拉伸應(yīng)力的局部集中，產(chǎn)生裂痕，影響后加土性能。因此，在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，應(yīng)適宜緩和冷卻條件，提高風(fēng)溫，延長(zhǎng)冷卻區(qū)，以延緩冷卻速度，使塑性區(qū)延長(zhǎng)，凝固點(diǎn)下移，減小噴絲頭拉伸張力，維持纖維扁平度，纖維異形度提高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，側(cè)吹風(fēng)的風(fēng)溫控制在22一23℃，濕度控制在80%以上，風(fēng)壓控制在500Pa，風(fēng)速應(yīng)控制在0.6一0.7m/s冷卻效果較優(yōu)，無飄絲、斷頭或絲條條干不勻。圖1扁平度10:1下扁平截而錦綸6FDY的纖維截而2.4集束點(diǎn)位置熔體經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻時(shí)一，空氣流動(dòng)對(duì)絲條產(chǎn)生振蕩，這種振蕩會(huì)引發(fā)飄絲、斷頭或絲條條干不勻，條干不勻隨振蕩幅度的增大而增大，隨絲條從噴絲板面到集束位置的距離增加而增大。與圓形截面纖維相比，扁平絲比表面積較大，易十散熱，冷卻速度快，可適宜提高集束上油位置，減少絲條與空氣間的摩擦，也減輕絲條受風(fēng)窗外環(huán)境中氣流干擾。在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，通過提高集束點(diǎn)位置減少紡絲張力，又減少絲條的抖動(dòng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，集束位置在1400-1600mm為宜。2.5拉伸倍率在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，在一定的拉伸倍率下，錦綸6FDY得到拉伸，纖維內(nèi)大分子會(huì)產(chǎn)生取向，并隨著拉伸倍率的增大，纖維大分子的取向度增大。纖維的強(qiáng)伸度與纖維的取向度親密有關(guān)。表2為不同拉伸倍率下生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的物性指標(biāo)。由表2可知，拉伸倍率增大，扁平截面錦綸6FDY的斷裂強(qiáng)度稍有下降，因素在十拉伸倍率打破纖維內(nèi)大分子構(gòu)造的平衡，大分子因承受不了強(qiáng)大的拉力而發(fā)生滑移和斷裂，使取向度下降。但是，拉伸倍率較小時(shí)一，扁平截面錦綸6FDY毛絲、圈絲較多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足后道加土規(guī)定。因此，選擇拉伸倍率為1.330表2不同拉仲倍率下扁平截而錦綸6FDY的條干及物性指標(biāo)2.6熱輥溫度在熱輥上，纖維同時(shí)一受到拉伸和熱定型作用，熱輥溫度過高，會(huì)引發(fā)絲束抖動(dòng)加劇，引發(fā)斷頭而影響生產(chǎn);熱輥溫度過低可能使纖維造成定型效果差，出現(xiàn)縮管現(xiàn)象。表3為不同熱輥溫度下生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的物性指標(biāo)。由表3可知，熱輥溫度升高，扁平截面錦綸6FDY的斷裂強(qiáng)度稍有增大，因素在十熱輥溫度重要是消除拉伸內(nèi)應(yīng)力，使成品絲構(gòu)造性能穩(wěn)定。熱輥溫度為170℃時(shí)絲束中大分子鏈活動(dòng)較強(qiáng)，纖維結(jié)品度較高，絲條的斷裂強(qiáng)度較大。因此，選擇熱輥溫度為170℃，纏繞5.5圈。2.7網(wǎng)絡(luò)壓力網(wǎng)絡(luò)壓力升高，各單絲間的纏繞程度提高，有助于纖維的集束性能提高。但是，過高的網(wǎng)絡(luò)壓力易造成纖維被吹斷造成毛絲，減少纖維的機(jī)械性能。表4為不同網(wǎng)絡(luò)壓力下生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的物性指標(biāo)。由表4可知，在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，網(wǎng)絡(luò)壓力的增大，可提高扁平截面錦綸6FDY的網(wǎng)絡(luò)度，但是，網(wǎng)絡(luò)壓力過大，易造成絲條吹斷，引發(fā)絲束毛絲、圈絲較多，且油劑飛濺嚴(yán)重，能耗增大。因此，選擇網(wǎng)絡(luò)壓力為0.35Mpa。表3不同熱輥溫度下扁平截而錦綸6FDY的條干及物性指標(biāo)表4不同網(wǎng)絡(luò)壓力下扁平截而錦綸6FDY的物性指標(biāo)2.8紡絲速度紡絲速度的提高有助于初生纖維的分子排列和構(gòu)造較為有序并趨向穩(wěn)定，條干均勻性好，經(jīng)拉伸后纖維的機(jī)械性能良好。表5為不同紡絲速度生產(chǎn)的扁平截面錦綸6FDY的物性指標(biāo)。由表5可知，在扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程中，紡絲速度過大，易造成冷卻不均，引發(fā)絲條條干不勻，毛絲、圈絲較多。因此，選擇紡絲速度為4500m/minx表5不同紡LPL速度下扁平截而錦綸6FDY的物性指標(biāo)2.9正交實(shí)驗(yàn)根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)成果，采用正交實(shí)驗(yàn)L9(34)，擬定最優(yōu)土藝條件組合。紡絲溫度255℃，側(cè)吹風(fēng)冷卻風(fēng)速0.65m/s，集束點(diǎn)位置1600mm紡絲速度4500m/min。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃如表6所示，實(shí)驗(yàn)成果如表7、表8所示。如表7所示，噴絲板噴絲微孔扁平度8:1,拉伸倍率為1.33，熱輥溫度145℃，網(wǎng)絡(luò)壓力0.39MPa扁平截面錦綸6FDY的條干CV值最小。如表8所示，噴絲板噴絲微孔扁平度8:1,拉伸倍率為1.33熱輥溫度1700C，網(wǎng)絡(luò)壓力0.39MPa，扁平截面錦綸6FDY的斷裂強(qiáng)度最大。綜合扁平截面錦綸6FDY的紡況和物性指標(biāo)分析，因網(wǎng)絡(luò)壓力0.39MPa時(shí)一，扁平截面錦綸6FDY的生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，斷頭較多，因此，最優(yōu)土藝條件組合為:噴絲板噴絲微孔扁平度8:1,拉伸倍率為1.33，熱輥溫度170℃，網(wǎng)絡(luò)壓力0.35Mpa。表6正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.10工藝與物性指標(biāo)為了提高55.56dtex/lOF扁平截面錦綸6FDY的扁平度，且滿足呈現(xiàn)金屬光澤，改善條干均勻度，提高斷裂強(qiáng)度，以土業(yè)化生產(chǎn)的圓形截面55.56dtex/lOF錦綸6FDY為對(duì)照，表9為經(jīng)土藝優(yōu)化后生產(chǎn)的55.56dtex/lOF扁平截面錦綸6FDY與土業(yè)化生產(chǎn)圓形截面55.56dtex/lOF錦綸6FDY的土藝條件比較，表10為經(jīng)土藝優(yōu)化后生產(chǎn)的55.56dtex/lOF扁平截面錦綸6FDY與土業(yè)化生產(chǎn)圓形截面55.56dtex/lOF錦綸6FDY的物性指標(biāo)比較。由表9、表10可知，經(jīng)工藝優(yōu)化后生產(chǎn)的55.56dtex/lOF扁平截面錦綸6FDY，條干均勻，斷裂強(qiáng)度較高，條干與物性指標(biāo)與圓形截面55.56dtex/lOF錦綸6FDY相近，避免了扁平截面造成絲束冷卻不均引發(fā)條干均勻度和斷裂強(qiáng)度減少，滿足后道加工規(guī)定。3結(jié)論1）紡絲溫度254-256℃，噴絲板噴絲微孔扁平度10:1