FDYPA6纺丝工艺设计

40d/34f半消光FDY PA6 纺丝工艺的

设计

1、引言

聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本要求。尼龙系列是最重要的工程塑料，品种繁多，主要品种是尼龙6和尼龙66，从性能和价格综合考虑，PA6和PA66的市场用量占PA总量的90%左右，占绝对主导地位。

PA是历史悠久、用途广泛的通用工程塑料，2000年世界工程塑料市场分配为PA 35%。2001年世界PA6的消费量为68万吨。欧洲消费结构为PA6占50%，PA66占40%，美国PA66用量超过其它品种，日本则聚酰胺PA6消费居首位，为52%。PA工程塑料以注射成型为主，注塑制品占PA制品的90%左右，PA6与PA66的成型加工工艺不尽相同，PA66基本都采用注塑加工，占95%，挤出成型仅占5%；PA6的注塑制品占70%，挤出成型占30%。

PA6由于其优异的耐热性能、耐磨擦和耐腐蚀性能，被广泛应用于工程塑料和纤维材料领域。特别是PA6纤维染色性能较强，因此被大量用来生产服装面料，是仅次于涤纶的第二大纤维品种。以PA6材料制成的合成纤维称为聚酰胺纤维。我国称聚酰胺纤维为“锦纶”，锦纶6切片通常呈白色，柱形或圆球形颗粒状。PA6切片是以己内酰胺（CPL）为原料，水为开环剂以及消光剂二氧化钛和稳定剂的调配液的作用下发生加成和缩聚反应产生的。

2、总论

以PA6材料制成的纤维称为聚酰胺纤维，又称“锦纶”，锦纶6切片通常呈白色，柱形颗粒状，熔点为210—220℃，分解温度为300℃左右，可溶于苯酚和浓硫酸中。一般的聚合装置生产切片都是采用己内酰胺水解开环工艺，即己内酰胺在有水的情况下生成ε氨基己酸，再由ε氨基己酸与单分子己内酰胺分迅速发生加成反应和缩聚反应，链不断增长并最终达到所要求的分子量。PA6这种纤维具有优异的耐磨性,回弹性和耐多次变形性能，广泛用于制做袜子、内衣、运动衣、轮胎帘子线、工业带材、渔网、军用织物等。

2.1切片质量的规格

用作民用切片的PA6切片对于质量有严格的要求，一般要求分子量在15750左右（对应于相对粘度2.5左右），端氨基含量40mmol/kg，原料在运输、储存过程中可能会因为包装破损等原因吸湿，导致含水量超高，未经干燥而直接包装，含水量不符合纺丝要求。纺丝用切片水含量﹤800ppm。

2.2配方

用作民用切片的PA6切片要求消除部分光的反射，同时由于PA6在高温下易氧化降解，在加工过程中会发生熔融缩聚，因此需要控制氧化降解和熔融缩聚反应的发生，为此，在生产PA6切片的过程中需要使用一些相应的添加剂。 2.2.1 消光剂

服装丝料需要消光，因而需要加入消光剂。工业上用的消光剂主要是TiO2其目的是减少纱或布的透光性或光，降而增加其白度。由于TiO2为颗粒状，故要求粒径在0.5um以下，且研磨时易凝结应加入分散剂，经反复研磨达到粒径为0.1-0.2um。 2.2 .2抗氧剂

民用切片对抗氧剂的要求较高，需要使用抗氧剂，抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。在这里采用SEED抗氧剂，SEED是一个新颖的多功能尼龙助剂，它把几种有益的性质组合在一个分子中。由于其独特的分子结构，SEED能耐尼龙熔体的还原性环境，起熔体稳定剂和加工改性剂的作

用。在加工过程中能稳定尼龙熔体压力，平稳加工过程，纤维纺丝时减少断丝。与尼龙高度相容，并与尼龙分子键合在一起，使其对尼龙的稳定性超越传统光稳定剂的极限。SEED与乙酰苯胺UV-吸收剂Sanduvor VSU组合使用能显著提高光稳定效果。此外，由于其碱性基团及其次级作用，SEED能增强金属染料和酸性染料的亲和力，使其能稳定、经济、生态相容和深度染色。 2.2.3链终止剂

主要作用是控制聚合物分子的继续扩大，或控制分子链的增长，控制己内酰胺的端基，控制氨基群和羧基群的比例。由于服装丝被需要染色，所以相应的原料民用切片对端氨基的要求很高，为此需要使用封端基，常用封端剂有乙酸、己二酸或者苯甲酸。

2.3油剂的用量规格

在涤纶FDY生产中，纺丝速度一般在4. 5~6. 0km/ min之间，且有两道热辊，因此需要高质量的纺丝油剂，才能保证生产的正常进行。为了满足FDY纺丝的工艺技术要求，纺丝油剂必须满足如下性能要求：（1）保证在高速运行的丝条表面形成均匀的油膜，并吸附在纤维的表面；（2） 赋予纤维良好的集束性、平滑性及抗静电性，减少毛丝和断头的产生，提高纤维的可纺性；（3）油剂本身应具有良好的耐热性和热稳定性,避免在两道热辊或其它定型加工过程中出现结焦现象；（4）保证纤维的染色均匀性和后加工性能；（5）对人体无毒，对设备无腐蚀性，对环境无污染；（6）油剂所配制的乳液应有良好的稳定性。并控制油剂使用浓度：10~ 15%；上油率：0. 7%。

2.4工艺选择

不同用途的纤维面料对丝的质量有严格要求，丝越细越柔和，丝束越厚越蓬松，越高档的面料对丝的旦数和根数要求越高，同时也对染色性能要求更高，因此在现代纺织工业中，纺织时会根据下游纺织企业的需要生产多种规格的原丝品种，因此对于纺织设备和工艺的要求也不尽相同。

品种名根据其丝束的丝根数和丝旦数决定：我们所看到的丝线除了单丝以外都是由多根丝组成。旦数表示丝的直径大小，其定义为：9000m长的丝在公定回潮率下的质量克数，即9000m/(x)g。所以纤维的品种可以表示为：15D/25F、36D/48F、36D/24F、70D/48F、100D/48F等等。旦数越大，表示丝越细越柔，同一旦数下丝根数越多表示丝更细、更柔和蓬松。其它指标包括：单丝纤度、条干均匀值、沸水收缩率、上油率、强度、伸长率、网络和染色率等。 代表品种：

POY是预取向丝，指经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和拉伸丝之间的

未完全拉伸的化纤长丝。与未拉伸丝相比，它具有一定程度的取向，稳定性好，常常用做拉伸假捻变形丝（DTY）的专用丝。

DTY是拉伸变形丝，是利用POY做原丝，进行拉伸和假捻变形加工制成。往往有一定的弹性及收缩性。是针织(纬编、经编)或机织加工的理想原料，适宜制作服装面料(如西服、衬衫)、床上用品(如被面、床罩、蚊帐)及装饰用品(如窗帘布、沙发布、贴墙布、汽车内装饰布)等。其中细旦丝(特别是三叶异形丝)更适合做仿丝绸织物，中粗旦丝可做仿毛型织物。

FDY是全拉伸丝，在纺丝过程中引入拉伸作用，可获得具有高取向度和中等结晶度的卷绕丝，为全拉伸丝。FDY面料手感顺滑柔软，经常被用于织造仿真丝面料。在服装和家纺方面有广泛的用途。

FDY可采用低速纺丝、高速拉伸卷绕，两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成，此生产线生产成本低，且成品质量稳定，毛丝断头少，染色均匀性好, 纤维已经充分拉伸，可以直接用于纺织加工。因而此次选用FDY工艺。

2.5 工艺流程

符合质量要求的PA6切片熔体从螺杆挤出机进入熔融管道后，由计量泵精确计量并将熔体分配到各个纺丝位的箱体。同一纺位的所有组件安放在同一个箱体中，纺丝箱体采用热煤加热保温。组件是个极其重要的部件，包括砂杯、过滤网和喷丝板、喷丝板放在组件的最底层、上面用过滤网和石英砂分隔，砂杯中会放置多层不同目数的石英砂。每加一层砂都必须外加强力压紧。熔体自纺丝头喷丝后，向周围空气中放出大量凝固热，为此必须在丝出喷丝板后吹冷风进行对流热交换，以带走放出的热量使熔体细流凝固成纤维。在冷却凝固过程中，均匀送风很重要，侧吹风送风不均匀会产生纤维条干不均。初成型的丝需要合束，即从同一个喷丝板出来的所有单丝重新组合成一根丝进行牵伸，这个合束过程是通过导丝钩完成的。散丝在此由吸丝枪收集后重新集束进行拉伸。

2.6 工艺流程图

熔体纺丝是目前应用最为广泛、也是技术最成熟的一纺丝方法，其工流程如下： 符合质量要求的PA6切片 熔融 计量分配

甬道冷却 上油导丝 喷丝成型 组件过滤

一次拉伸 二次拉伸 卷绕 平衡

2.7 影响反应的因素分析

（1）二氧化钛和稳定剂作为辅料，但是在反应中有着巨大的作用，二氧化钛作为消光剂增加其白度及影响其质量。稳定剂的用量虽然少，但是作用更明显，直接影响其粘度。

（2）风温、风速、相对湿度都会影响丝的品质。

风温 ：冷却速度、条干均匀值、染色均匀值、毛丝和断头 风速：卷绕性、条干不匀率 相对湿度：静电、飘丝

（3）在纤维成型的过程中，丝束会受到各种物理条件的影响、尤其是静电、摩擦等作用的影响最大，为了保证丝的品质不受影响，需要给丝补充油剂以减少断丝，并增加集束性、降低卷绕张力。

2.8 工艺参数

数值 PA6 (den) 40d/f34 sd rd 机器 种类 5 godet FDY 原料 PA6 SD 干燥 规格 温度 °C Lipeng-SD/N130 AA (LOW VISCOSITY) 55.0 挤出机 湿度 型号 一区 ppm °C appr. 408ppm(after drying) 9E8-24 261.5 二区 °C 264.5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/58lf.html