又稱熔融紡絲,簡稱熔紡。是將聚合物加熱熔融,通過噴絲孔擠出,在空氣中冷卻固化形成纖維的化學(xué)纖維紡絲方法。用于熔體紡絲的聚合物,必須能熔融成粘流態(tài)而不發(fā)生顯著分解。聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯纖維都可采用熔體紡絲法生產(chǎn)。熔體紡絲工藝(見圖)主要包括:成纖聚合物在螺桿擠出機(jī)中加熱熔融,熔體通過計量泵從噴絲孔擠出形成細(xì)流,熔體細(xì)流冷卻固化,絲條經(jīng)上油和卷繞,被拉伸變細(xì)而得纖維。
熔體粘度和溫度是熔體紡絲的主要工藝參數(shù)。在一定溫度下,熔體粘度主要取決于成纖聚合物的分子量。熔體粘度過高,則流動不均勻,使初生纖維拉伸時易產(chǎn)生毛絲、斷頭;熔體溫度可利用螺桿擠出機(jī)各段的溫度來控制,熔體溫度過高,會導(dǎo)致聚合物降解和形成氣泡;溫度過低,則熔體粘度過高;兩者均使紡絲過程不能正常進(jìn)行。熔體細(xì)流的冷卻固化,通常在噴絲板下方的絲室或甬道中完成。嚴(yán)格控制熔體細(xì)流冷卻條件是纖維成形的關(guān)鍵。通常在絲條出噴絲板后,在垂直于絲條運(yùn)動的方向吹入經(jīng)調(diào)溫調(diào)濕的空氣(側(cè)吹風(fēng)或環(huán)吹風(fēng)),但對一些粘彈行為突出、流動性較差的聚合物熔體,則需在噴絲板下方一段距離內(nèi),安裝加熱環(huán)套以免冷卻過快。在紡制鬃絲(見化學(xué)纖維)時,因絲條粗,一般在水浴中快速冷卻成形。熔體紡絲的噴絲板通常為圓形,由耐高溫的不銹鋼制成。直徑30~200mm的噴絲板的孔數(shù),可少到紡單絲時的1~6孔,也可多至紡短纖維時的數(shù)千孔。噴絲孔直徑取決于熔體的性質(zhì)和單絲纖度,一般在0.1~0.8mm范圍內(nèi)。熔體紡絲的紡絲速度 (卷繞速度)比溶液紡絲法高。70年代以前,紡絲速度一般為500m/min,以后逐步增至 1500m/min。70年代中期以來,普遍采用高速紡絲,紡速已達(dá) 3000~4000m/min,所得的卷繞絲稱為部分取向絲(見合成纖維)。用超高紡速 (9000~10000m/min)以獲得全取向絲的工藝也已研究成功。高速紡絲的優(yōu)點有:生產(chǎn)能力大;所得纖維的貯存穩(wěn)定性好;對卷繞工序的空調(diào)要求較低;能得到部分取向絲,可直接在拉伸變形機(jī)上加工;能形成穩(wěn)定的卷裝;變形加工時截面形變小,加工容易;染色較均勻。
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