超细旦涤纶FDY熔体直纺工艺探讨.doc

分类号_ 密级_ UDC _ 学号_ 毕业设计（论文）论文题目超细旦涤纶FDY直接纺丝工艺探讨Thesis TopicThe Production Process of Superfine Polyester FDY is Discussed by Directly Spinning学生姓名所在院系专业班级导师姓名职称2011年6月10日编号： 毕业设计（论文）答辩许可证学院 系 专业 学生所编写的毕业设计(论文) 41 页，字数 24759 ，符合毕业设计(论文)大纲的要求。经审查：该生已学完教学计划规定的全部课程，成绩合格，毕业设计电子文档最后一稿已交，准予参加毕业设计（论文）答辩。相 关 材 料材 料 名 称数量文献综述1份论文正文和实习报告1套外文文献翻译1份论文缩写1份毕业设计（论文）电子版（最后一稿磁盘文件）1套指 导 教 师： （签名）教研室主任： （签名）系 主 任： （签名）院 长： （签名）毕 业 设 计（论文）任 务 书毕业设计（论文）题目：超细旦涤纶FDY直接纺丝工艺探讨毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：1. 文献综述及资料 查阅有关超细旦涤纶FDY直接纺丝的文献资料，了解国内外超细旦涤纶FDY的常见生产方法，对直接纺丝方法进行了设备改进和优化生产工艺，最终确定论文的思路、目的和意义，制定具体的研究方案，完成文献综述报告，要求字数不少于2000字。2. 论文正文 在指导老师的指导下，根据制定的文献综述报告与实验方案，对所选超细旦涤纶FDY长丝进行严格的实验和性能测试，分析结果，整理数据完成论文。3. 实习报告 认真参加实习了解本行业发展的最新概况，根据实习日记及实习现场收集到的有关资料完成实习报告，要求字数3000字左右。4. 外文文献翻译 熟练阅读相关外文文献，准确翻译完成译文一篇。主要设备及原料 试验器材：酯化釜、缩聚釜 纺丝组件、卷绕头整流器 SCY型声速纤维取向测量仪 密度梯度管测定仪 YG(B) 021DX 台式电子单纱强力机 原 料： PTA、EG、催化剂 毕业设计（论文）主要内容： 1 查阅相关资料，总结本课题研究内容的国内外发展现状。2. 通过简单对比，了解超细旦涤纶FDY直接生产法的优越之处。3. 结合实验，分析加装整流器和优化的生产工艺对超细旦涤纶FDY生产的影响。4. 总结本课题研究成果，分析各方面不足，完成课题研究。学生应交出的毕业设计（论文）文件：1. 文献综述2. 论文正文部分和实习报告3. 外文文献及翻译4. 论文缩写5. 有关文件的电子版主要参考文献（资料）：1张大省，李燕立，梁志梅，等水解剥离法制超细纤维J合成纤维工业，199922(5)：582王锐，张大省，朱志国以高组成比组分构成共混纤维分散相的控制J纺织学报，200223(5)：96993张大省，王锐超细纤维发展及其生产技术J北京服装学院学报，2004；24(2)4杨舜超细纤维简介J针织工业，2002；(4).5王妮超细纤维的生产与应用J棉纺织技术，2001；29(7)6西鹏，高晶，李文刚等高技术纤维M北京：化学工业出版社，2004：4027李海超细纤维的发展概况J国外纺织技术，1999(9).8Chang T K，John CInfluence of Polymer Characteristics and Meltspinning Conditions on the Production of Fine Denier Poly (Ethylene Terephthalate)Fibers(Part 1)：Rheologieal Characterization of PET Polymer Melt FibersJJ A P S，1992，46：55659刘永胜.涤纶直纺熔体F DY的 生产工艺J合成纤维工 业，2002，25( 1 )：4345 10李允成，徐心华涤纶长丝生产M第2版北京：中国纺织出版社，19957282 11董纪震，孙桐，古大治.合成纤维生产工艺学 (上册) M北京纺织工业出版社1999l1 12 郭大生，王文科聚酯纤维科学与工程M北京：中国纺织出版社,2001 13李允成，徐心华涤纶长丝生产M第二版北京：中国纺织出版社，1994146148 14丁新颖，钱利斌聚酯切片中D E G含量对其熔融结晶温度的影响J广东化纤,2000，(3)：46 15高翔浅析涤纶长丝喷丝板结构改进J合成纤维工业，2004，27(2)：5354 16康江卫，魏志和涤纶长丝生产喷丝板的选择J合成技术及应用，1997，12(3)：5254.17HF马克等化学纤维结构及纺丝原理M北京：北京工业出版社，1980214. 18RJSamuelsStructured Polymer PorpeiesMNew York：Wiley，1974.19李允成.FDY细旦异形丝条干不匀率值测定及影响因素初探J合成纤维工业，19943. 20刘凤歧等高分子物理M.北京：高等教育出版社，1995 21吴大诚等合成纤维熔体纺丝M北京纺织工业出版杜1980309497.22上海化工学院化学工程(上册) M北京：化学工业出版社1980. 23高雨生、张瑞志、李穗探，等化纤设备M北京：纺织工业出版社，1987 24董纪震、何勤功、濮德林合成纤维生产工艺学(中册) M北京：纺织工业出版社，198125陈稀，黄象安化学纤维实验教程M北京：纺织工业出版社1988，11626赵华山，姜胶东，吴大诚高分子物理学M北京：纺织工业出版社，198218827张宗扬涤纶生产分析检验M纺织工业出版杜，1980：114 28莫志深等x衍射在高聚物方面的应用J合成纤维，1981，2：5629郑立康 Barmag公司涤纶微细旦纤维生产设备和工艺简介J合成纤维工业19996：5657 30孙满英，朱大复细旦丝纺丝设备及技术探讨J纺织设备1999，5：37-4131宋子龙一步法生产涤纶FDY工艺探讨J合成纤维工业，1997，20(8)434532贝申泷 徐炽 景酯纤维手册M北京：纺织工业出版社 199233王荣光， 夏波拉，等涤纶长丝设备的使用与维护M中国纺织出版社199734王颖莉， 曲小奇，王海红涤纶FDY条干不匀率影响因素的探讨J聚酯工业1999，12(1)：45-47专业班级 学生姓名 要求设计（论文）工作起至日期： 2011年3月 29 日2011年6月 8 日 指导教师签字 日 期 教研室主任审查签字 日 期 系主任批准签字 日 期 超细旦涤纶FDY直接纺丝工艺探讨摘 要：目前，超细纤维的生产技术有：直接纺丝法、复合纺丝法和共混纺丝法。直接纺丝法，就是将聚合所得的聚酯熔体直接用来纺制超细纤维，用直接纺丝方法获得的单组分超细纤维，无需复杂的后道加工，但现有的常规FDY生产设备很难稳定的生产0.55dpf以下的超细纤维。本文在传统纺丝的基础上加装了整流器并且优化了纺丝工艺，生产出了55.6dtex/144fFDY。关键词：超细纤维；全拉伸丝；直接纺丝；整流器；优化工艺 The Production Process of Superfine Polyester FDY is Discussed by Directly SpinningAbstracts: At present, there are 3 ways to produce superfine fiber: directly spinning method, method of composite spinning and blended spinning method. Directly spinning method is that utilizing the polyester melt spin the superfine fiber directly .Using the methods to obtain single-component superfine fiber, there are no need of latter processes. However, existing conventional production equipment is difficult to produce the superfine fiber of 0.55dpf steadily. Based on conventional production, the paper add the rectifier and optimizate the process of spinning which make it come true to produce the fiber of 55.6dtex/144fFDY。Keywords: Superfine Fibers；Full Draw Yarn（FDY）；Directly Spinning；Rectifier；Optimization of Process目 录中文摘要英文摘要目录文献综述1一、超细纤维的发展历史1二、超细纤维的发展现状及市场前景1三、超细纤维的生产技术1（一）直接纺丝法2（二）复合纺丝法2（三）共混纺丝法2四、超细纤维的性能和用途2（一）高档时装面料2（二）仿麂皮及人造皮革织物3（三）超高密度防水透气织物3（四）高性能清洁布3五、研究思路和方法3（一）研究思路3（二）研究方法3六、进度计划3七、参考文献4论文正文5一、FDY生产工艺流程5二、加装设备：整流器6（一）整流器对侧吹风的影响6（二）整流器对初生涤纶纤维取向度的影响7（三）整流器对初生涤纶纤维结晶度的影响7（四）整流器对FDY力学性能的影响8三、生产工艺的优化9（一）聚酯熔体质量的控制9（二）熔体输送温度的控制9（三）熔体输送压力的控制10（四）纺丝箱体温度的控制10（五）纺丝组件10（六）侧吹风条件的选择11（七）集束位置和上油方式的选择12（八）预网络12（九）第一热辊速度及温度的控制12（十）第二热辊速度及温度的控制12（十一）拉伸倍数的选择13（十二）卷绕工艺的控制13（十三）纸管要选择合适13四、结论13五、参考文献14实习报告15一、实习概况15二、产品策略15（一）产品在定价时要权衡企业的产品战略属性和上市后的市场地位15（二）根据产品的品质特质和市场需求，测算产品的需求曲线15（三）综合运用成本导向和目标利润法15三、三期工程15（一）工艺设备16（二）工艺主流程16（三）工艺说明16外文文献翻译20一、英文原文20二、翻译中文22论文缩写24致谢30- IV -文献综述学 院： 系 别： 专业班级： 姓 名： 指导教师：超细纤维是近年来发展迅速的一种差别化纤维，被称为新一代的合成纤维，它是一种高品质的纺织原料，是化学纤维向高技术、高仿真化方向发展的新合纤的典型代表。国际上关于细旦的标准尚未统一，我国一般把细度低于055dtex的纤维称为超细纤维。一、超细纤维的发展历史纤维的超细化是人类长期以来的追求，在早期使用的天然纤维中细度最小的丝代表着雍容华贵，受到人们的青睐。但纤维真正意义上的细旦化始于复合纺丝技术的成功开发。继上个世纪40年代纺制出双组分粘胶纤维后，美国杜邦公司先后纺制出聚丙烯腈和聚酰胺复合纤维。60年代以来日本的东丽、钟纺等公司开发出多层结构化的特殊纺丝法和剥离法，成功研制出不同规格的超细纤维，这为超细纤维的发展奠定了技术的基础。80年代以后进入以超细纤维的应用为目的的商品开发时代，超细纤维的特性、功能和潜力得到发掘和探索，仿麂皮织物、人造皮革、超高密度织物、高性能擦拭布等新产品被不断投入市场。二、超细纤维的发展现状及市场前景超细纤维自问世以来一直受到消费者的青睐和行业的关注，专家预测在未来的十几年，超细纤维的市场前景仍十分看好。美国的杜邦公司近年来推出PA66超细纤维Tactle，该纤维具有异型截面，织物质量轻盈，手感柔软， 是良好的防水透湿面料。日本东丽公司率先推出高科技擦眼镜布。最近几年超细纤维制品发展到厨房、浴室、汽车等各种用品的擦拭用途。钟纺公司开发出一种阳离子可染的聚酯超细纤维，此种纤维所织成的布适合毛衣及外衣，男女装皆适宜。韩国银星公司着手于超细纤维织物的洁净用品，其性能优于棉产品，质轻保暖，吸水能力是棉的三倍。我国的化纤企业早在1995年研发出单丝线密度053dtex超细旦涤纶DTY，填补了当时国内化纤产品的一项空白。目前部分化纤企业的超细纤维生产技术已经非常成熟，能生产出多种规格的超细旦涤纶长丝产品，满足了下游纺织企业生产仿真丝绸和桃皮绒等高档衣料的需要。东华大学在非典期间研究出一种超细纤维无纺布，用其制作的口罩、防护服、防护帽等制品，阻挡“非典”冠状病毒等01至03微米颗粒的有效率达95。山东同大海岛新材料有限公司是生产超细纤维企业中的佼佼者，它生产的海岛超细纤维面料在品质上可与日本、韩国同类产品媲美。虽然我国超细纤维的研究已经取得很大进展，但是面对市场日趋成熟的考验，我们仍需提前应对，尽快解决完善生产中设备、技术、原料、印染、后整理等问题，有所创新，才能立于不败之地。三、超细纤维的生产技术超细纤维的主要生产方法有直接纺丝、复合纺丝、共混纺丝三种方法。（一）直接纺丝法直接纺丝法是通过优化纺丝工艺对传统纺丝方法的改进。在熔体纺丝时要适当降低聚合物粘度，提高熔体纯净度或切片的清洁度，降低喷丝板下方的环境温度使冷却加速并提高冷却吹风的均匀程度。利用直接纺丝无需化学或机械处理即可直接获得单一组分的超细纤维，生产成本低，产品质量稳定，它还可与不耐溶剂或碱的其它纤维(如羊毛、蚕丝等)复合使用，这一点是双组分复合纤维无法比拟的，但对纺丝组件和工艺条件要求很高，纺丝时易发生断头或毛丝。适于作高密度织物。因此，作为超细纤维的生产方法之一，直接纺丝法仍会继续保持和发展。（二）复合纺丝法复合纺丝法又可分为机械(或化学)剥离法及溶解(或水解)剥离法，前者所得为裂离型超细纤维，后者即目前市场广为应用的海岛型超细纤维，二者最大的区别在于前者剥离后，两种组分都保留在纤维中，而后者剥离后纤维中只保留岛组分。1、复合纺丝一机械(或化学)剥离法该方法是将两种亲和性有差异的聚合物通过复合纺丝制备成橘瓣型、米字型、中空型等复合纤维，然后利用两组分的相容性和界面粘结性较差的特点采用机械或化学剥离得到超细纤维。该方法的关键是如何提高两组分的分割数，以达到超细化的要求。2、复合纺丝一溶解(或水解)剥离法海岛型复合纤维是70年代初开发的一种新型纤维，从纤维的横截面看是一种微细而分散的岛组分被另一种海组分包围着，海组分与岛组分在纤维轴向上是连续、均匀的，将所得复合纤维采用合适的溶剂溶解或水解除去其中的海成分即可得到只保留岛成分的超细纤维。早期的海岛型复合纤维采用PET或PA作为岛组分，海组分大多采用PS或PE，然后用苯、甲苯等有机溶剂除去海组分，但这样带来了环境污染、易燃易爆等问题，限制了它的发展。90年代以来人们致力于水溶性聚酯(COPET)的研究，用其作为海组分，在热水或热碱液中即可水解，避免了使用有机溶剂，减少了环境污染。（三）共混纺丝法该方法是利用非相容高聚物体系共混纺丝，由于两组分组成比与熔体的粘度比有一定的关系，可使一种组分形成分散相，另一种组分形成连续相，分散相以微纤状分散在基体相中，即所谓“不定岛”式海岛型共混纤维，将其中海组分溶解或水解掉即可得到超极细纤维。四、超细纤维的性能和用途超细纤维直径很小，因此其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软；超细纤维的比表面积很大，因此纤维织物的覆盖性、蓬松性和保暖性有明显提高，而且比表面积大使纤维与灰尘或油污接触的次数更多，因此具有极强的清洁功能；如果将超细纤维制成超高密织物，纤维间的空隙介于水滴直径和水蒸汽微滴直径之间，那么超细织物将具有防水透汽效果；由于超细纤维在微纤维之间具有许多微细的孔隙，形成毛细管构造，具有虹吸效应，加工成毛巾类织物，具有高吸水性。鉴于以上独特优良的性能，超细纤维被广泛应用在高档时装面料、高性能擦拭布、仿桃皮绒织物、仿麂皮、气体过滤材料等领域。（一）高档时装面料用超细纤维制作的仿真丝织物，既具有真丝织物轻柔舒适、华贵典雅的优点，又克服了真丝织物易皱、粘身、牢度差等缺点，满足了人们对衣料多样化及高档化的要求。（二）仿麂皮及人造皮革织物用超细纤维做成针织布、机织布或非织造布后，经磨绒或拉毛，再浸渍聚氨酯溶液，并经染色和整理，可制作仿麂皮或人造皮革织物。织物轻薄柔软、有光滑的表面纹理，防水透气，强力好且不变形。（三）超高密度防水透气织物用超细纤维制作的超高密织物，虽然密度很高，但质地轻盈、悬垂性好、手感柔软而丰满，虽不经涂层和防水处理，却同样具有很高的耐水性，轻便易折叠携带。（四）高性能清洁布超细纤维织物由于具有较高的比表面积和无数的微细毛孔，因而具有很强的清洁能力，除污快而彻底，在精密机械、光学仪器、微电子及家庭等方面具有广阔的用途。五研究思路和方法（一）研究思路查阅相关资料对超细旦涤纶FDY纺丝工艺进行掌握，同时运用所学知识对其进行分析，从而得到结论。（二）研究方法通过查阅资料并与导师交流从而找出合理的方法并通过实验比较选择优化后的生产工艺。六进度计划 阶段 起止日期 内 容 要求细则 1 (第56周) （两周） 根据课题题目收集资料，熟悉工艺流程，完成文献综述 认真查阅国内外专业杂志期刊等，熟悉相关产品工艺路线及产品风格要求，完成文献综述 2 （第7周） (一周) 制定具体实验方案 根据所学理论及查阅资料情况，在教师指导下完成 3 （第814周） （七周）开始试验，做好相关记录与分析 在教师指导下开始实验及性能测试 4 （第1518周） （四周） 提交论文提纲及草稿，修改与补充并完善，准备答辩 论文先交导师审阅，合格签字后，连同优盘一并交系里拷贝论文，并由系主任在论文上签字之后，才有资格参加答辩。最后，再将论文交回导师，共同商议答辩对策 5 （第19周） （一周） 参加答辩 参加学校规定时间的毕业答辩七、参考文献：1张大省，李燕立，梁志梅，等水解剥离法制超细纤维J合成纤维工业，199922(5)：58 2王锐，张大省，朱志国以高组成比组分构成共混纤维分散相的控制J纺织学报，200223(5)：9699 3张大省，王锐超细纤维发展及其生产技术J北京服装学院学报，2004；24(2)4杨舜超细纤维简介J针织工业，2002；(4).5王妮超细纤维的生产与应用J棉纺织技术，2001；29(7)6西鹏，高晶，李文刚等高技术纤维M北京：化学工业出版社，2004：4027李海超细纤维的发展概况J国外纺织技术，1999(9).8Chang T K，John CInfluence of Polymer Characteristics and Meltspinning Conditions on the Production of Fine Denier Poly (Ethylene Terephthalate)Fibers(Part 1)：Rheologieal Characterization of PET Polymer Melt FibersJJ A P S，1992，46：5565 第 4 页 太原理工大学毕业设计（论文）论文正文超细旦涤纶FDY直接纺丝工艺探讨FDY（全拉伸丝）的生产，实质上是把常规纺丝和拉伸两个单独工序合并在一台纺丝拉伸机或纺丝拉伸卷绕联合机上连续进行。因此，FDY的生产实现了纺丝和拉伸的连续化和自动化，提高了生产效率和纤维质量，降低了成本。本文在原有熔体直纺生产FDY的基础上通过加装整流器和优化纺丝工艺来生产0.55dpf以下超细涤纶FDY，并对其结构性能进行表征。一、生产工艺流程聚酯熔体增压泵熔体热交换器静态混合器纺丝箱侧吹风（加整流器）集束上油预网络第一热辊GR1第二热辊GR2网络卷绕FDY成品为了将聚合所得的聚酯熔体进入纺丝箱体具有一定的压力，能够顺利纺丝，将终缩聚输送泵输送的熔体通过增压泵进行加压，并且在熔体管道中通过加装热交换器，使得熔体到达纺丝箱体时的温度与纺丝箱体本身的温度相同；同时在熔体输送过程中为了避免管道内壁和管道中心熔体的差异，在熔体管道中加了静态混合器，使管道中的各部位熔体尽量均匀一致，符合条件的聚酯熔体通过喷丝板的挤压和侧吹风的冷却固化后集束上油再进行预网络，使得丝束中的单丝上油均匀，同时提高丝束的抗拉强度、利于后道拉伸。第一热辊GR1和第二热辊GR2均为电感加热，并设有温度检测装置和保温箱，GR1、GR2线速度不一，使丝束在热态下拉伸和热定型，导丝辊的上方分别设有分丝辊，其作用是通过调整分离辊的角度使丝束分布均匀，使之在热辊上充分加热。经过拉伸的丝束经过网络处理，以增加丝束的抱合力，最终经过断丝检测器分别引入卷绕头，当卷装直径达到设定值时，在计算机指令下，另一只筒管首先自动加速，然后进行自动换筒，在卷绕过程中，若断丝，检测器发出信号，使切断器和吸丝器同时动作，将丝束切断后由吸丝器吸入废丝箱内。FDY纺丝主生产流程见图1。图1 FDY纺丝主生产流程二、加装设备：整流器整流器为平板式多层铝片或不锈钢片，下图2、图3分别为未加整流器的侧吹风窗和加整流器的侧吹风窗。 图2 未加整流器的侧吹风窗 图3 加整流器的侧吹风窗（一）整流器对侧吹风的影响图4 未加整流器侧吹风风向图5 加装整流器侧吹风风向通过图5和图4的对照，加装整流器后，改变了侧吹风方向，强制侧吹风分层垂直作用于丝束，并防止侧吹风直接吹向喷丝板面，以稳定初生纤维的力学性能。对涤纶初生纤维的冷却进行均匀化控制，有效的防止毛丝与断头现象。（二）整流器对初生涤纶纤维取向度的影响 取向度指大分子或链段沿纤维轴规则排列的程度，是聚合物取向程度的一种度量标准。结晶性聚合物经过纺丝后，要进行牵伸，以使纤维中的高分子微晶体（或高分子链）沿着纤维轴的方向有一定程度的取向，同时结晶度逐步上升、伸长降低，从而提高纤维的强度。通常，牵伸力越大，取向度也越高，纤维的强度也越大。由此可见，测定纤维取向度具有现实意义。 用SCY型声速取向测量仪，在一定条件下，随机抽取一定数量的涤纶纤维试样，通过声波在纤维材料中的传播速率的测定，来计算纤维取向度。从表1中可以看出，整流器的层数越多，初生涤纶纤维的取向度就越低，这可能是由于整流器强制侧吹风分层垂直作用于丝束，降低了沿丝方向的外力，从而降低取向程度,这样也就提高了涤纶纤维的可纺性。表1 不同层数整流器下初生涤纶的取向度样品编号取向度品种规格整流器层数（7-9层/组）板面温度10.1463半消光55.6dtex/144F未装27820.0935一组28330.0796两组28340.0726三组284备注：初生涤纶的取样条件为纤维缠绕在GR1（速度为2000m/min，常温）上（三）整流器对初生涤纶纤维结晶度的影响所谓聚合物结晶度就是聚合物结晶的程度，就是结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数。结晶聚合物的物理和机械性能在相当的程度上受结晶程度的影响。由于结晶作用使大分子链段排列规整，分子间作用力增强，因而使制品的密度、刚度、拉伸强度、硬度等性能提高，而依赖于链段运动的有关性能，如弹性、断裂伸长率、冲击强度则有所下降。因此聚合物结晶度的测量对研究聚合物的物理性能和加工条件有重要的意义。对于结晶性聚合物，其晶区的密度与非晶区的密度是不同的，一般晶区的密度大于非晶区的密度；对于一给定的聚合物，其在100%完全结晶的情况下密度最高，而100%非晶的情况下其密度最低。由于一般情况下结晶性聚合物并不是100%完全结晶的，也就是说聚合物中存在结晶区域和非晶区域，因此根据结晶聚合物的密度值可以定性或定量的计算该聚合物的结晶度。而密度梯度法是测定其密度的最简单有效方法。用MD01型密度梯度管测定仪，在25时测定初生涤纶纤维的密度值，并计算出初生涤纶纤维的结晶度。从表2中可以看出，平板式整流器的层数越多，初生涤纶纤维的结晶度就越低，这是由于平板式整流器的安装使得侧吹风的风速均匀化，因而初生纤维的结晶度降低。结晶度越低越有利于纺丝流程中后续的拉伸工序。表2 不同层数整流器下初生涤纶的结晶度样品编号结晶度品种规格整流器层数（7-9层/组）板面温度137.6%半消光55.6/144F未装278234.78%一组283332.9%两组283430.72%三组284（四）整流器对FDY力学性能的影响单根纤维试样以规定名义隔距长度和拉伸速度在等速伸长型强伸仪上拉伸至断裂，得出断裂强力和断裂伸长值。由断裂强力和线密度计算出断裂强度，由拉伸曲线或专门的测试装置得出定伸长负荷值。采用YG(B) 021DX 台式电子单纱强力机测定初生涤纶纤维的断裂强度和断裂伸长率。从表3可以看出，通过改变冷却条件和其它工艺的调整，在原有FDY设备上使用直接纺丝方法成功纺制0.55dpf以下超细涤纶FDY。生产的55.6dtex/144f FDY产品物理指标符合企业标准优等品的要求，产品优等率85，而且该种涤纶纤维的各种性能参数都优于未使用整流器生产的55.6dtex/72f FDY。表 3 生产工艺改进前后涤纶FDY的性能对比成品生产工艺改进前生产工艺改进后规格55.6dtex/72F55.6dtex/144F单丝线密度0.722dtex0.386dtex断裂强度4.25 CN/dtex4.32 CN/dtex断裂伸长率25.6%27%含油率0.79%0.85%超细旦涤纶FDY的生产过程中，侧吹风整流器使丝束的冷却过程均匀化，有效抑制了纺丝过程中毛丝、断头现象的出现。改变整流器的层数与间隔高度对纤维结构性能的影响，表明整流器层数越多，初生纤维的结晶度和取向度越低，可纺性越好。三、生产工艺的优化（一）聚酯熔体质量的控制熔体的质量直接影响FDY的生产状况和成品质量。集中体现为熔体的粘度、端羧基含量以及分子量分布的均匀性等。熔体直纺FDY要求熔体粘度的波动越小越好。粘度偏高，纺丝时易注头，FDY成品丝强度增大，伸长变小；粘度偏低，纺丝条件恶化，喷丝板易粘板，断丝及毛丝多，易造成FDY成品丝染色性能下降，因此粘度波动范围控制在0O03之间为最佳。熔体中端羧基含量增加，则熔体中小分子含量也增加，热稳定性差，纺丝时易造成单丝断裂，使FDY成品丝毛丝增多，断头增多，影响产品质量。从经验中知，端羧基含量控制在30molt以内为最佳。而且熔体中分子量分布越窄，对FDY纺丝越有利，可纺性越好。（二）熔体输送温度的控制熔体的输送温度直接影响熔体的流变性能、可纺性、质量及生产状况。原则上熔体输送温度在确保熔体有很好流动性的同时要尽可能低。在熔体输送过程中，主要是控制增压泵出口的熔体温度。熔体温度越高，熔体的粘度降就越大，纺丝就容易断头，满卷率下降；温度太低，熔体流动性差。同时，进人纺丝箱体的熔体温度和箱体温度应尽量接近，才有利于纺丝，减少断头，提高满卷率。由于熔体从增压泵到纺丝箱体有一个较大的压力降，熔体温度会有一个比较明显的升高。为保证熔体温度与箱体温度尽量接近，所以增压泵熔体出口温度应低于纺丝箱体的温度。从增压泵出口到箱体的温度升约3。因此，当选择箱体温度为292 为宜时，熔体输送温度控制在289最好，在每条纺丝线的增压泵后均设有熔体热交换器，每个熔体热交换器配有一套液相热媒循环系统来调节熔体温度，热交换器为静态混合器型，在对熔体温度调节的同时可对熔体进行充分混炼，使熔体得以充分混合，提高了熔体的均匀性和可纺性。（三）熔体输送压力的控制聚酯熔体经过产品分配阀，由各区增压泵送至纺丝箱体。为了保证丝条纤度均匀，就必须保证熔体在进人纺丝箱体前有一定的压力，通过增压泵来调节和保证熔体的箱体入口压力。纤维的线密度不同，箱体的入口压力也不同，线密度越粗，箱体的入口压力应相应提高。在纺制超细旦FDY时，一般箱体入口压力控制在6MPa。熔体输送压力为增压泵的出口压力。纺丝计量泵进口压力要达到一定值时才能正常工作，纺丝断头才会减少。计量泵要求进口压力一般在5MPa 上时工作最好。从增压泵到计量泵前，熔体压力降大约15MPa，因此，增压泵出口压力必须在20MPa以上时，才能保证计量泵进口压力大于5MPa 。但增压泵压力过大，熔体温度升越大，粘度降也越大。同时，增压泵的负载也限制了泵的出口压力不能过大，压力过大泵容易过载跳闸，造成纺丝停车。因此，一般把增压泵出口压力控制在21MPa左右最好。（四）纺丝箱体温度的控制合理的纺丝箱体温度(纺丝温度)是FDY纺丝生产的关键。纺丝温度过高会加剧熔体降解，易产生毛丝断裂、断头率增加，飘丝多，粘板严重。若温度太低，会因熔体的流动粘度太高而使熔体在喷丝板孔中剪切应力增大，造成熔体破裂，可纺性差。纺超细旦纤维时要求熔体粘度偏差小、流变性能好。适当提高纺丝温度可以降低熔体的表观粘度、提高熔体的流变性，使丝束冷却缓慢，降低纺丝张力。一般纺制超细旦纤维时箱体温度比普通品种丝高，单丝纤度越小温度越高。另一方面，纺制55.6dtex/144F多孔纤维时，喷丝板的孔数增加，每孔的熔体吐出量下降，因此要求熔体有较好的流动性能。较高的纺丝温度可以降低熔体的绝对黏度，改善熔体的流变性能，降低熔体的弹性效应及出口胀大效应，提高熔体的均匀性，延缓熔体细流的冷却时间，保持较高的板面温度，减少纺程上的速度梯度和纺丝张力，有利于熔体在喷丝板上的均匀分配和改善可纺性。然而，丝条总线密度的降低，会使熔体泵供量下降，从而延长了熔体在螺杆挤出机和熔体管道中的停留时间，纺丝温度高会加剧熔体降解，易产生毛丝断裂、断头率增加，飘丝多，黏板严重。为了防止过大的PET特性黏度降，应该采取较低的纺丝温度。为了解决这一矛盾，在生产过程中，采用了低温度输送熔体，高温度纺丝。纺丝温度控制在292，纺丝生产即可正常进行。（五）纺丝组件纺丝组件为下装杯型、内部多层混流式超细旦丝专用组件。在组件壳体内加装熔体分配杯，可减少熔体的流动空间，从而最大限度地减少熔体在组件内的停留时间。该组件为下装式杯形结构，喷丝板面直径85 mm，主要由组件壳体、喷丝板、分配式砂杯、混流板、混流体、带螺纹接头、过流盖、锁环以及各种过滤网、密封圈、密封垫等组成，如图6所示。图6 组件结构图1、组件装砂纺丝组件装砂情况直接影响到纺丝工况的好坏。在正常生产中，当熔体挤出时，速率高则彭化效应显著， 而采用较高的组件压力可使熔体在组件内的温度瞬间提高，改善熔体流变性能，提高纺丝效果。纺超细旦丝55.6dtex144 f FDY时纺丝箱的过滤效果要求更好，稍微大些的凝聚粒子和杂质就会造成断头，因此必须适当提高细砂比例，提高组件压力。一般来说，线密度及单丝线密度越细，要求组件的初始压力也越高，这是因为组件压力每提高0.4MPa，熔体温度大约上升1左右，熔体流动性增加，可纺性变好。而组件的起始压力又与所纺成品丝的质量有着直接的关系；如果组件起始压力过高，纺丝过程中组件压力快速升高，组件的使用寿命很短，则生产成本增加；如果组件起始压力过低，纺丝过程中毛丝、断头就会增多，可纺性降低。一般纺细旦丝组件的初始压力控制在1416MPa。组件的初始压力靠过滤砂配比来控制，不同的过滤砂配比产生不同的组件初始压力。2、喷丝板喷丝板是熔体连续纺丝成形的关键部件，是保证生产稳定和产品质量的重要因素。孔径太大会照成剪切速率太小，熔体在喷丝板面上形成漫流；太小会造成熔体破裂。长径比越大越有利于熔体松弛过程的完成对提高可纺性是有利的，但太大的长径比使喷丝板的制造成本大大提高。生产中采用喷丝板长径比为4：1，喷丝孔密度不超过3 fcm2。（六）侧吹风条件的选择冷却成型是熔体直纺FDY丝的重要条件之一。它包括风温、风速和风湿三大要素，可直接影响FDY成品丝的条干均匀度和染色均匀度，应严格控制并使其均匀稳定。要进行定期定时的监测调整，以确保每条线的每个部位冷却条件稳定，达到生产工艺的要求。冷却风温度一般控制在27，风温过高则易引起毛丝及断头，拉伸困难，而风温过低则喷丝板温度下降，组件使用周期缩短；风速的选择应根据生产的品种和单丝纤度而定，如成品FDY丝纤度小或单丝纤度小，则风速应适量小些，纺55.6dtex144 f FDY纤维时正常宜控制风速为0.4 mins，波动应小于0O1mins；侧吹风具有一定的湿度，防止丝束在纺丝甬道中与干空气摩擦产生静电,减少丝束抖动，一般湿度控制在80左右即可。（七）集束位置和上油方式的选择55.6dtex144 f FDY单丝线密度很小,比表面积大,在相同冷却条件下，更易散热，冷却速度更快，取向度和结晶度更高，丝条之间会产生过高的纺丝张力，从而不利于卷绕成型。为此，在丝条冷却凝固后，立即进行集束、上油，使丝束抱合、抗静电及提高丝束表面润滑度，以利卷绕工序顺利进行。通过现场实验，上油集束位置控制距喷丝板面6575cm效果较好，一般情况丝束温度降到60度以下即可集束o 在超细纤维的生产中，为了保证丝束上油的均匀性，选用了超细纤维专用的油嘴，采用油嘴上油法，同时在第一热辊前增加了预网络器，使单丝间上油更加均匀，抱合性更好，避免了因上油不匀导致的毛丝、断头、染色条斑等不良现象，有利于后加工的顺利进行。（八）预网络第一道网络作用是给丝条预加网络，提高丝条的抗拉强度，利于牵伸，减少单丝断裂的可能性，同时丝条因纠缠而抱合减少了油剂在后道丝路的飞溅损失，改善了上油均匀性。FDY最终的网络度取决于第二道网络，在保证生产状况稳定，质量不受影响的前提下，为降低耗气量降低了第一道网络压缩空气压力。压缩空气压力一般为1.21.5MPa左右。（九）第一热辊速度及温度的控制第一热辊的速度即纺丝速度，它的主要作用是调节纺程张力与稳定纺丝成型及对纤维起预热作用。在卷绕速度一定的条件下，第一热辊速度直接影响拉伸倍数的大小。55.6dtex144 f初生纤维经过纺丝甬道到达第一热辊时，已经具有了一定程度的预取向和结晶，需要较高的纺丝速度。若第一热辊速度过低，则相应的拉伸倍数较大，拉伸力较高，会使纤维出现超倍拉伸，毛丝和断头增多。实践证明，纺丝速度在19002200 mmin有利于卷绕的正常进行。第一热辊的温度为拉伸预热温度，选择合适的温度可提高丝束的拉伸性能，降低产品的条干不匀率，提高产品的染色性能。拉伸预热温度选择首先以高于PET的玻璃化温度1020 ，即8090为宜，其目的是使长链大分子单元结构有合适的活力，为拉伸做准备。拉伸温度过高或过低，均会导致染色性能下降，严重时会产生毛丝和断头。因此，选择合适的拉伸温度对于超细FDY生产尤为重要。其次，第一热辊温度的选择还取决于丝束的线密度和纺丝速度。丝束线密度的降低、纺丝速度的增加均需要适当降低第一热辊温度。同时，为了防止丝条拉伸打滑和加热不匀，要对热辊角度进行调节，使丝束之间有适当距离并将丝束调整在最佳加热区。（十）第二热辊速度及温度的控制第二热辊的主要作用是热定型，对丝束进一步拉伸细化，完成整个丝束的细化过程，控制纤维的沸水收缩率及定型，同时还调节卷绕前的张力，使纤维的内应力得到松弛，保证成型良好。第二热辊的速度称为拉伸速度，拉伸速度的大小取决于卷绕速度和纺丝品种的卷绕张力。卷绕速度受设备本身限制，卷绕张力是丝饼成型的重要保证，随着丝束线密度的降低、丝条根数的增加，卷绕张力会有明显的增大现象。55.6dtex144f FDY的热辊速度为4680mmin，卷绕张力控制在1014cN为益。第二热辊的温度为定型温度，定型是为了将拉伸时产生的超分子结构进一步完善和提高，通过定型可以消除丝条内应力，使纤维性能稳定，同时还可以使丝条进一步结晶，增加丝的强度。生产中以成品丝的沸水收缩率来反应定型效果。55.6dtex144 f FDY的沸水收缩率控制在(7008) 即可满足后序加工。定型温度控制在125130为宜，定型效果还与定型时间有关，改变丝在热辊上绕丝圈数，可以适当调整定型结果。（十一）拉伸倍数的选择拉伸倍数主要根据成品强度要求和纺丝速度来决定，拉伸倍数过大，纤维的结晶度和取向度增加，纤维的上染率明显下降，拉伸倍数过大甚至会出现断丝现象；拉伸倍数过小，纤维达不到要求，因此要选择合适的拉伸倍数，55.6dtex144 f FDY的牵伸倍数控制在2.32.5为宜。（十二）卷绕工艺的控制牵伸卷绕工艺设定是否合适，直接影响卷绕效果。GR2的速度略大于卷绕速度，起到调节卷绕张力的作用，使纤维的内应力得到松弛，确保成型良好，卷绕速度定为4620 mmin。卷绕张力过大，丝饼端面突出，绊丝增多，丝饼成型不良；过小则会导致丝饼松软、塌边、运输困难。另外卷绕角的选择对丝饼的成型也很重要：卷绕角过大，筒子会形成凸肩，并有蛛网丝产生；卷烧角过小，则丝层趋向平行排列，在摩擦辊的作用力下，会造成塌边或凸肚。在实际生产中，卷绕角会随着丝饼的增大而产生变化。（十三）纸管要选择合适因为采用德国新型12丝饼卷绕头，所以对纸管的要求也很高，以免造成不必要的浪费。要求纸管外径及长度一定要标准，承压能力合适。生产中只要有一个纸管不合适，就会发生断头、无法生头、爆管，甚至在切换时将卷绕头挡丝板及摇臂打坏；纸管硬