纺织导报-PTT纤维POY及后加工工艺.pdf
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1、纤维技术F i b e r T e c h n o lo o v P T T纤维 P o y及后加2Z艺 摘要:介绍了P T T纤维P O Y - D T Y , P O Y - D T的生产工艺特点,着重指出了该 纤维生产在干澡、纷丝、卷绕、牵伸、拉伸变形上和P E T纤维的不同,并结合实 例对工艺的要求作了 讨论。 关键词: P T T ; P O Y ; D T Y ; D T ;纷丝;后加工 中图分类号: T Q 3 4 2 .2文献标识码: B 文章编号:1 0 0 3一3 0 2 5 ( 2 0 0 5 ) 0 8 一0 0 5 3 一0 4 浙江大普集团有限公司技术中心王刚强 聚
2、对苯二甲 酸丙二醋 ( P o l y t r i m e t h y l e n e t e r e p h t h a l a t e P T T ) 是一种性能优越的聚醋系弹性纤维 其聚醋原料由 1 , 3 丙二醇 ( P D O ) 和对苯二甲酸 ( P T A) 或对苯二甲酸 二甲 醋 ( D M T ) 缩聚反应合成。 由于P T T 具有较好的柔软 性与突出的耐化学性, 弹性回复性、 抗折皱性与尺寸稳定 性优良 耐紫外与臭氧, 易染色特别是近年来随着其纺 丝主要原料P D O 合成的新工艺取得突破 P T T 聚合和应用 研究的新高潮再次掀起。 P O Y一 D T Y和P O
3、Y一D T 技术由 于工艺路线简洁 纤维染色均匀性好, 抗污性、 抗静电性 强 成为P T T 纤维生产的一个重要工艺方向。 浙江大普集 团有限公司利用意大利N O Y公司高仿真P O Y生产线、无 锡宏源拉伸变形机、 山西晋中改造的平行牵伸机设备, 已 成功开发了5 5 , 8 3 , 1 1 1 , 1 3 7 d t e x 系列P T T 长丝纤维最 大程度地克服了聚合物热稳定性差、 纺丝断头率高、 卷绕 应力消除难、 结晶速度快等技术难题 提高了纤维及其织 物的档次。 本文将结合生产实例对P T T 纤维生产工艺作一 定的探讨。 1 P O Y 工艺 1 . 1 干燥工艺 从外形看
4、P T T 切片粒子较P E T 小 粉末多。 像P E T 和P A 聚酞胺) 一样. P T T 对水解很敏感, 因此决定了P T T 聚合物熔融纺丝挤压以前必须经过干燥处理。 由于P T T 与 P E T 一样同属聚醋类产品, 且聚合物的热稳定性较差 水 分是以氢的形式存在于大分子之间的 切片干燥效果不佳 作者简介:王刚强,男,1 9 6 9 年生,高工,上虞,3 1 2 3 6 1 引起熔体内水分增加时, 大分子间的氢键含量增加 从而 使分子间力上升; 同时, 聚醋大分子水解使醋键断裂加剧, 均导致熔体弹性因子增大, 不利于纺丝。 切片干燥后含水 率控制要求更为严格, 从生产试纺工艺
5、来看, 长丝生产对 P T T 干切片含水率要求在3 0 x 1 0 - “ 以下。 同时 由 于P T T 聚合物比P E T 容易结晶, 所以干燥不强调预结晶 只需一 级干燥适用的干燥条件为无结晶工序, 分子筛脱湿器和 夹套式闭式热空气干燥。 虽然干燥温度高、 干燥时间短对干燥效果有利 但过 高的温度使切片粘度降增大, 且由于P T T 熔点和玻璃化温 度较低, 故干燥温度必须在1 5 0 0 C以下, 否则极易遭到氧 化破坏。 根据试纺情况 干燥温度比P E T 大约降低3 0 0C 可控制在1 3 0 左右为宜, 出口风温选择在7 0 0C 左右, 进 风流速约9 m / s , 干燥
6、时间在4 h 以上 基本上可实现露点 温度零下4 0 0C 达到工艺要求。 1 . 2 熔融挤压 P T T 纤维和P E T 同属芳香醋, 作为一种半结晶高聚物, 其D S C测得的熔点2 2 8 0 C 与P E T的2 6 0 0C 也接近, 在纺 丝过程中聚合物随结晶温度的提高而结晶时间延长, 结晶 先由异相成核转向均相成核 这些共性使生产P E T 纤维的 P O Y设备可以完成P T T纤维纺丝 O 1 。但由于P T T聚合物 的热稳定性较差 为避免较大的聚合物热降解 在保证熔 体流变性好的情况下 需要设定较低的纺丝温度。 从纺丝 实例看, 冷却区设定4 2 0C 螺杆各区温度控
7、制在2 5 0一 2 6 4 0C 。 例如纺制1 4 0 d t e x / 3 6 f P O Y纤维时, 一区和二区 温度在考虑过早熔化易环结、 过迟熔化易阻塞或熔融不匀 的情况下选择了2 5 8 一2 6 0 0 C 。由于试纺的B a r m a g E 8 螺 纺 织 导 报 C h in a T e x t ile L e a d e r . 2 0 0 5 N o .853 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 一F ib e r T e c h
8、n o lo g y 纤维技 术 杆长径比为2 5 : 1三区温度可略高于一、 二区 保证物料 在完全熔融状态下形成挤压力, 实现压缩和计量区的过渡 四、 五区的温度基本接近熔体温度。 从实例看在2 6 3一2 6 5 时纺丝较为稳定, P T T 热降解较少这里需避免螺杆各 区温度的突升和突降以免造成不必要的热降解。 联苯加 热气相温度控制在2 5 8 - 2 6 6 0 C 为宜 熔体温度控制在2 6 7 以内 熔温大于2 6 7 C 时, 组件滴浆现象增多, 纤维断 头率明显提高。同时, 在保证均压和纤维均匀挤出的前提 下 可调整预前压力降低到8 MP a 以内.以减少熔体在螺 杆的回流
9、以便减少熔体在高温下的停留时间 从而减少 熔体热降解程度。类同P E T , P T T 聚合物也可用乌氏粘度 计测定无油丝特性粘度降来判断热降解情况 通常要求控 制在0 . 1 5 d L / g 范围内 比P E T 窄。 此外还可以更换低温热 媒实现更低温度条件下的纺丝。 1 . 3 纺丝组件和冷却成形 除了控制熔体温度和降低预前压力外 还要控制熔体 在纺丝组件中的停留时间和熔体破裂现象, 可通过改变组 件配方、 改变喷丝板直径和长径比来控制。 适当降低组件 压力既有助于减少熔体在组件中的停留时间 还有助于减 少过高的组件压力产生过高剪切应力对熔体粘度降的不利。 在纺制8 2 d t e
10、 x / 2 4 f P O Y纤维组件安装时,底部装 3 0 0一5 0 0 L m福建产金属砂, 上装规格为2 0 0一4 0 0目 石英砂至满,其中石英砂占3 / 4一4 / 5 。使初始压力达到 1 4 MP a 左右比P E T细旦P O Y的初始压力要小2 MP a 左右。 同时, 适当提高长径比和减少喷丝板直径有助于纺 丝。 因为在纺丝时 P T T 熔体具有较高的储能模量, 大分 子的伸展速率与已伸展的大分子要弹回最低能态处所需时 间 就是一般大分子松弛时间 在高速纺丝条件下 松弛 时间为0 .0 0 1 s 。 为了取得大分子的净伸展或净取向效果 剪切速率必须大于大分子的松弛
11、速率 即必须达到1 0 4 的 数量级。 在P T T 纺丝时 调整后的孔径和长径比在剪切速率的 控制和熔体破裂现象的防止上优于调整前, 较高的喷丝板 长径比可较有效地降低熔体在挤出喷丝板孔时的剩余弹性 从而为纺丝稳定创造条件。用于P E T和P A的常规组件同 样适用 于P T T o P TT和P E T 等熔融加工均是在剪切和非等温条件下进行 的 。 比 如 熔 融 纺丝时 的 剪 切 速 率为1 x 1 0 3 - - 1 x 1 0 4 s - 熔体离开喷嘴后在很短的距离内快速骤冷成固体 在凝固 期间发生着高卷绕速度、 高在线张力和非等温应力等诱导 结晶因素2 1 。 熔体冷却成形时
12、. 由于P T T 纤维比P E T 结晶 诱导期和形成球晶的时间短, 相同纺速下 结晶温度低. 结 晶速率大, 要适当调整侧吹风温度、 湿度和上油集束位置 使P T T 纤维保持条干均匀 稳定适宜的晶体结构和纺程张 力, 提高P O Y纤维原丝质量 便于D T 或D T Y后加工3 从本公司纺制1 4 0 d t e x / 3 6 f P O Y纤维时的情况来看温 度控制在2 8 0 C 左右, 湿度控制在6 8 %左右. 集束位置离 喷丝板面 1 3 0 c m左右, 水平位置约2 8 c m, 此时侧吹风窗 内纤维弧形较平坦, 波动较平稳纤维断头少、集束情况 良好。 由于P T T 纤
13、维和P E T 纤维在结构上的相似性 本公 司试制产品时, 用P E T 纺丝油剂替代 纤维集束性、 抗静 电效果尚可。 1 . 4 卷绕成形 P T T 纤维在高速卷绕时, 为使P O Y 纤维保证一定的取 向度 拉伸应力和卷绕应力很难在纺程上得到及时有效的 消除 从而使卷绕张力增加。由于纤维弹性大, 预取向丝 断裂伸长、收缩率高同时 P T T的玻璃化温度低易造 成卷绕过程中应力松弛加剧 使得纤维沿轴向发生尺寸收 缩, 从纤维外观上表现为丝筒凸肩或珠网丝增多, 并且筒 管易变形 结果造成一定卷装量的丝饼退卷明显困难 卡 卷绕轴情况增多。为了得到优质的大卷装丝 在尽可能维 持卷绕稳定的情况下
14、加大卷绕超喂率减小卷绕角, 摩 擦辊与筒子的接触压力也作相应调低, 以尽可能地减少卷 绕张力保证成形良好、 退卷顺利, 得到大卷装丝。 从3 6 孔、 2 4 孔纤维的纺制情况看. 超喂率控制在2 .2 %左右时 可得到3 k g 以上退卷基本正常的P O Y大卷装丝筒。同时 有必要适当提高卷绕筒管的强度. 避免筒管收缩, 丝饼退 卷困难。 2 后加工工艺 2 . 1 D T Y 加Z 在生产过程中对8 2 d t e x / 2 4 f 等P O Y 纤维选用了P O Y 一 D T Y工艺路线, 来制备高取向、高强度、高模量的拉伸 变形丝。 2 . 1 . 1拉伸倍率 在D T Y加工过程
15、中 随拉伸倍数的增加, 成品丝强度 增加、 伸度下降, 从P T T的生产实践看 高的拉伸倍率导 致解 捻张力兀 增加较 快 引 起高的 捻度, 从而 使 卷缩率K E 和卷曲模量K K 下降, 而卷曲稳定性K B 有所上升。 若倍率 过低假捻张力过低体系不稳定, 易使纤维由于解捻不 充分而发生粘连形成紧点, 从而使纤维的蓬松性变差。 而 54 纺织 导报 C h in a T e x t ile L e a d e r . 2 0 0 5 N o .8 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove
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