300D/84fPPFDY高强工业丝生产工艺探讨

秦振贵

摘 要：本文探讨了在DHP419型丙纶纺牵联合机上生产300D/84f FDY高强丙纶长丝的工艺条件，生产中采用PP切片粒料，添加降温母粒2.5%，紡丝温度为260-270 ℃，纺丝速度为2200m/min，冷却风温度18-25℃，冷却风速度0.3-0.5 m/s，拉伸倍数7.6倍，热定型温度130-140℃。

关键词：丙纶；细旦高强丝；纺丝温度；拉伸倍数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.056

0 前言

高强丙纶工业丝又称高强度丙纶长丝，由于其具有质轻、断裂强度大（强力〉8g/d）、耐磨、低导热性、耐酸碱、耐化学药品、不吸湿、抗老化、静电积蓄少等性能，是替代涤纶、锦纶、尼龙、玻纤、棉纱、芳纶的新型理想化纤材料，广泛应用于织造各种类型的产业用纺织品。随着我国工业技术的不断进步，预计国内市场需求每年以5%的速度递增，特别是产业领域前景十分看好。

1 实验

1.1 原料

PP切片，大连西太平洋石化（MI=3.5）；分子量调节剂（降温母粒）。

1.2 设备

DHP419型丙纶高强纺丝机；JHW A635卷绕机。

1.3 检测仪器

YG086型缕纱测长机，XL-1A纱线强伸度仪。

1.4 丙纶FDY长丝生产工艺流程

混料—投料—螺杆挤压机—纺丝箱体—侧吹风—纺丝甬道—上油—导丝器—第一牵伸热辊—导丝器—第二牵伸热辊—导丝器—第三牵伸热辊—导丝器—第四牵伸热辊—导丝器—第五牵伸热辊—网络器—卷绕机—筒子丝。

2 结果与讨论

2.1 纺丝温度

纺丝温度直接影响聚丙烯的流变性能、聚丙烯的降解程度和初生纤维的预取向度。因此纺丝温度是熔体成型中的主要工艺参数。纺丝温度过高，熔体粘度降低过大，纺丝时容易产生注头丝和毛丝；同时还会因为熔体粘度过低，流动性大，而形成自重引申大于喷头拉伸造成的并丝现象。纺丝温度过低，熔体粘度过大，岀丝困难且不均匀，造成喷丝头拉伸时产生熔体破裂无法牵伸，严重时可能出现全面断头和硬丝。

常采用熔融指数来表示熔体粘度的相对值.实验表明，当聚丙烯熔融指数小于10时，就应该添加降温母粒，添加比例在2.5%～3%之间。

2.2 侧吹风

生产聚丙烯FDY采用侧吹风。侧吹风温度的选择应根据纺丝速度确定，随着纺丝速度的提高，取向加大，这就需要较低的侧吹风温度以维系尽量较低的双折射，保证初生纤维具有足够的剩余拉伸倍数。对于高强工业丝，当纺丝速度超过1500m/min后.降低侧吹风温度对初生纤维结构贡献已经不大，高取向导致晶体结构趋向完整性，初生纤维拉伸性能变差，纤维强度反而下降，所以纺丝速度在2200min时产品质量与生产效率最佳。

2.3 拉伸工艺

拉伸工艺是FDY工业丝生产的核心，直接影响FDY工业丝的质量。

2.3.1 拉伸倍数及其分配

拉伸倍数主要根据成品丝质量要求和最大拉伸比确定。纺制高强力工业丝需要采用较高的拉伸倍数。FDY工艺属纺丝拉伸一步法，实际是中速纺丝、高速拉伸。要得到断裂强度8g/d的PP高强丝，拉伸倍数应选择6～8倍之间。对FDY生产工艺来讲，拉伸倍数的分配是以一二级为主，三四级为辅。对聚丙烯来讲一二级拉伸倍数占总拉伸倍数的比例以60～70%为宜。一二级拉伸低于60% ，会加重三四级拉伸的负荷，而由于五辊是热定型辊，较高倍拉伸马上定型必然造成不匀率大大提高。

2.3.2 拉伸温度

FDY纺丝机通常由五组热辊组成，第一、二三组热辊用于主拉伸，第四、五组热辊除了拉伸外还用于定型。一般第一组热辊温度选择80～95℃ ；第二组热辊温度在110～120 C。

2.4 热定型温度

对FDY生产来讲，纤维的沸水收缩率取决于热定型的温度，对丙纶高强丝而言，热定型温度必须大于120℃ ，一般以120～140℃ 为宜。一般第四、五组热辊温度选择在125～140℃之间。

2.5 卷绕

卷绕机的正压转速及张力直接关系到纤维的成形，其中以张力最为主要，丙纶的物理特性有较高的收缩率及滑移性，影响着纤维的成形，其操作中根据收缩率的大小来选取张力。根据实践良好的卷绕成形，其丝束张力控制在50～60cN。

2.6 生产工艺

分子量调节剂加入量2.5-3%。螺杆挤压机温度（℃）一区240，二区255.三区265四区270五区275六区265挤出头260箱体温度（℃）265。计量泵频率（HZ）20.5侧吹风风温（℃）18侧吹风风速（HZ）18。1-5辊的温度为90，110，125，130，130.1-5辊的频率为（HZ）24.9，68.4，96.5，120.3，126.3。卷绕速度2200m/min。

3 结论

（1）以聚丙烯切片粒料为原料，在国产设备DHP419型丙纶纺牵联合机上成功地开发了各种规格品种的细旦高强长丝，各项质量指标均达到设计要求。

（2）纺制时要求切片熔融指数为20-25，分子量为18～20万，纺丝温度为260～270℃，降温母粒添加量2～3%，侧吹风风速为0.3～0.4m/s、风温为18～25℃可纺性良好。

（3）细旦丙纶高强长丝采用较高的拉伸倍数6～8倍，拉伸速度1800～2200m/min，第一、二热辊为80-110℃左右，第三、四、五组热辊为120～140℃，其后加工性能良好，质量稳定。

（4）随着工业的发展和技术的进步，产业用纤维用途越来越广，市场需求也不断增加，因此，细旦丙纶高强丝是一种很有发展前途的新颖产品。endprint