短纤工艺知识

涤纶短纤应用知识一、纤维概述在现代生活中，纤维的应用无处不在，有些功能，貌似简单，但其科技含量很高。导弹需要防高温，江堤需要防垮塌，水泥需要防开裂，血管和神经需要修补，等等。纤维的作用无处不在。穿得舒服，御寒防晒，是我们对衣服的最初要求，如今这个要求已很容易达到。现在人们不仅要求穿得暖和，还增加了许多新要求，纤维都能一一满足。海藻碳纤维做成衣服后，穿着时能长期使人体分子磨擦产生热反应，促进身体血液循环，因此能蓄热保温，而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。过去曾经流行过“涤盖棉”、“丙盖棉”，面料外涤里棉，是因为棉和肌肤的亲和性好，而涤纶与丙纶结实耐磨，方便洗涤。现在的新材料有了颠覆性的转变，可以“棉盖涤”、“棉盖丙”，新型的抗菌导湿纤维，比通常的纤维直径10μｍ～100μｍ还要小，织成的面料可以使汗液透过，却不附着，这样汗液便被排到外层的棉布层，衣服贴身面便可随时保持干爽……千变万化，只为了帮我们穿着更舒适。二、化学纤维的基本概念1、化学纤维的品种及分类化学纤维：由人们用天然的或合成的聚合物为原料，经过化学方法加工制得的纤维。再生纤维：用天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工而制得的纤维。合成纤维：用石油、天然气、煤及农副产品等为原料经一系列化学反应，合成高分子化合物，再经加工而制得的纤维。再生纤维纤维素纤维蛋白纤维醋酸纤维碳纤维金属纤维玻璃纤维杂链纤维碳链纤维锦纶氨纶涤纶丙纶腈纶氯纶2、化学纤维的性状合成纤维化学纤维无机纤维（1）长丝在化学纤维生产过程中，将纺丝流体从喷丝空挤出，在纺丝套筒中冷却或在凝固浴中成形，成为连续不断的细流。直接进行后加工，得到长度以千米计的光滑而有光泽的丝称为长丝。（2）短纤维为了与其他纤维混纺，往往把化纤产品切成几厘米至十几厘米的短段，这种短纤维通常称为“短纤维”。（3）丝束丝束可以由几百根至百万根单丝条汇成一束，用来切断成短纤维，或经牵切而制成条子。后者又称做牵切纤维。（4）异形截面纤维在合成纤维成形过程中，采用非圆形喷丝孔仿制的各种不同截面形状的纤维或中空纤维，以改善纤维的手感、回弹性、起球性、光泽等性能，这种纤维称为异形截面纤维，简称异形纤维。（5）复合纤维复合纤维又称双组分纤维。它的制造原理是将两种或两种以上组分、配比、粘度或品种不同的成纤高聚物的容体或溶液，分别输人同一个纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，从同一纺丝孔中喷出而成为一根纤维。（6）变形丝将长丝经不同的变形加工方法，改变其外观、几何形状、内部结构与性能而形成的丝叫变形丝。（7）差别化纤维化学纤维向高级化、多样化和特殊功能方面发展。三、化学纤维的性能及其表示方法1、线密度：表示纤维粗细程度的指标。国际通用单位特（tex）或分特（dtex）。1000m长纤维的质量的克数称为“特”十分之一特则称为分特。化纤界过去采用“旦”作为线密度单位：1旦≈1.1dtex2、断裂强度：单位线密度的纤维在受恒速连续增加的负荷作用下，直至断裂时所能承受的最大负荷，称为纤维的断裂强度。单位有N/tex、cN/dtex等3、断裂伸长率（延伸度）：延伸度一般用相对伸长率（%）表示，它是纤维伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数。4、短纤维的附加品质指标切断长度：根据纺纱设备的型式和纺织品要求而选择切断长度，棉型产品要求长度在40mm以下，严格控制超长纤维（比名义长度长7mm以上的纤维称为超长纤维）。5、卷曲度和卷曲数表征纤维的卷曲程度。为了满足纺织加工的要求，增加纱线的抱合力，利于改善织物的手感，所以聚酯短纤维需进行卷曲加工。卷曲效果的衡量标准是卷曲数、卷曲度、卷曲的均匀性和稳定性。卷曲的均匀性可分为横向均匀性和纵向均匀性。横向均匀性取决于丝束厚薄是否均匀一致。纵向均匀性取决于喂入丝束张力是否均匀以及填塞箱压力的稳定。卷曲度（卷曲率）：纤维被拉直时表观长度的增加部分占直挺纤维长度的百分比。卷曲数：25mm长纤维所含的卷曲个数。四、聚酯的结构与物理性能1、聚酯的化学式聚对苯二甲酸乙二醇酯H[－OCH2CH2OOC－－CO－]nOCH2CH2OH2、聚酯分子结构的特征⑴聚酯是具有对称性芳环结构的线型大分子，没有长大的支链，因此大分子易于沿着纤维拉伸方向相互平行排列。⑵聚酯熔体迅速冷却时就形成无定型聚合体。⑶结晶的聚酯在加热熔融时结晶就会熔化，但晶核大约要加热到２９０℃以上方能完全消失。⑷聚酯分子间没有特别强大的定向作用力，相邻分子的原子间距是正常的范德华距离。⑸由于缩聚过程的副反应生成羧基（—COOH）和醚键以致破坏聚酯分子结构的规整性，减弱分子间结合力，使熔点降低。3、聚酯的物理性能⑴分子量１９２×n﹢62(n为聚合度，通常为１００左右)⑵比重固体PET的比重与结晶度有关，熔体比重：２７０℃为１.２２克／㎝３，２９５℃为１.１７克／㎝３⑶熔点工业产品２５６℃～２６５℃纯结晶品２７１℃4、二甘醇含量对熔点的影响5、粘结温度无定型聚酯粘结温度为２３０～２４０℃6、开始软化温度为２４８℃。7、玻璃化温度无定形聚酯６７℃结晶聚酯８１℃结晶和取向聚酯１２５℃8、吸水率聚酯在温度为２５℃，相对湿度为６５％的大气中放置一星期，吸水率为０.４％9、电阻率２５℃１０１８Ω／㎝１５０℃１０１３Ω／㎝五、涤纶的主要特性1、形态结构：截面基本为圆形，现已开发出多种异型截面的纤维；2、吸湿性、染色性：因其为对称的苯环结构的线性大分子，且分子链上官能团排列整齐，因此密度大，吸湿性、染色性差；3、机械性质：强度高，耐磨性仅次于锦纶，但易起毛起球；4、化学稳定性：对氧化剂稳定,但在高温下容易发生裂解，可利用该性质染色；耐酸，但不耐强酸，只能耐弱碱（含酯基46%）；5、热学性质：涤纶的耐热性优良，热稳定性好。150℃左右处理1000h仅稍有变色，强度损失不超过50%，而其他常用纤维在该温度下200～300h即完全破坏；6、电学性质：比电阻高，是优良的绝缘材料，但易产生静电，吸附灰尘；7、光学性质：耐光性好，仅次于腈纶；8、密度：小于棉，大于羊毛，为1.39g/cm3左右。六、涤纶短纤维分类1、按线密度分（1）棉型：线密度为1.5～2.1dtex的普通棉型和高强棉型，高强棉型的断裂强度≥4.80cN／dtex。（2）中长型：线密度为2.2～3.2dtex。（3）毛型：线密度为3.3～6.0dtex。2、按长度分（1）棉型：长度为31~38mm。（2）中长型：长度为51~76mm。（3）毛型：用于粗梳长度为64~76mm，用于精梳长度为76~114mm。3、产品等级：涤纶短纤维的产品等级分为优等品、一等品、合格品、等外品四个等级。七、公司主要短纤产品简介德赛化纤产品1.56dtex×38.0mm涤纶短纤维主要用于纺织业，纯纺或与棉花混纺织成的涤纶布料或涤棉布料，由这两种面料制成的服装已为人们普遍使用。纯纺涤纶因其吸湿性较差，极少被用作内衣面料，但作为外衣，挺括美观，其强度高，耐磨性好，耐酸和弱碱，享有“洗可穿”的美誉。涤棉布料中涤纶和棉花的含量可根据使用要求进行不同的配比，但为了使其强度达到最佳，一般使用65：35配比。这种面料兼具棉花的柔软、吸湿透气功能和涤纶挺括耐皱的风格，作为内外衣面料均可，如衬衫、薄型夹克等。此外，还可与粘胶、毛、锦纶等材料混纺，以获得不同用途、不同风格的面料。0.89dtex×38.0mm涤纶短纤维与上述产品用途基本相同，但因纤维线密度更小，在不影响使用强度的情况下，纯纺或混纺时可纺得较细的纱线，使织成的面料更加平滑、细腻，同时由于纤维表面积的增加，透气、吸汗性能也有所改善，是高档衬衫的首选。此外，还可作为无纺布的原料，制成品可用于服装衬里、或婴儿尿不湿辅材等。0.89dtex涤纶仿羽绒短纤维主要用于皮衣、保暖内衣的填充料，更可作为羽绒的替代产品，轻薄滑爽，保暖性能优良，且具备天然羽绒所缺乏的防蛀抗菌的优点，还可反复洗涤，成本低于羽绒，其优越性显而易见。6.67dtex×64.0mm三维卷曲中空涤纶短纤维主要用于絮棉制品，如被子、枕头、靠垫、棉衣及填充玩具等用途。由于纤维有空腔，可包含较多的死空气，其保暖性能明显优于普通纤维，三维卷曲又使其比普通平面卷曲纤维更为优越的膨松性能和压缩弹性，其上硅产品手感滑爽，膨松性能更佳。由于三维卷曲中空涤纶短纤维优良的使用性能，现在已广泛应用于絮制品行业。此外，中空纤维还可作为人造毛皮的原料，该产品造价低廉，色彩丰富，不仅具有类似天然毛皮的外观，且具有天然毛皮的柔软、膨松的触觉。制成的毛毯轻薄柔软，保暖性好；用于时装领子、袖口等处装饰时，搭配灵活，美丽华贵，清洗方便。这种纤维制成喷胶棉后，可用作沙发、床垫等物品的填充料，亦可用作空调等设备的过滤网，成本低廉。八、熔体直纺工艺技术聚酯的熔融纺丝成形过程是聚合物熔体在一定压力下定量喷出喷丝孔、冷却固化及受力形变的过程。聚合物熔体在高于其熔点２０℃左右的温度下喷出喷丝孔后，马上和周围介质接触，由于辐射热及周围介质的导热，开始冷却。随后，聚合物细流的温度逐渐下降，粘度增大，特别是在熔点附近，粘度随温度的变化特别敏感。聚合物细流随其离喷丝板的距离增大而变细，经一定距离后细流不再变细，此点一般称为固化点。固化后聚合物细流不再呈流动状态，称为丝条。固化点的位置和聚合物的玻璃化温度、熔体温度、粘度、冷却速度、卷绕速度等有关。纺丝过程中纤维的结构变化主要发生在固化点之前，因此严格控制固化点位置不变是保证丝条的关键。1、工艺流程简介聚酯熔体→熔体冷却器→增压泵→静态混合器→纺丝箱体→计量泵→纺丝组件→丝束冷却成形→卷绕上油→卷绕落桶→往复横动（1）熔体纺丝熔体直接纺丝主要包括：①、熔体分配计量；②、纺丝丝条挤出；③、丝条冷却成形。（2）纺丝组件纺丝组件是纺丝的心脏部件，它直接关系到喷丝状况和产品质量。主要零部件有头套、供给板、分流板、喷丝板、底座圈等，其它易损零部件则有五层过滤网、板前过滤网、紧固螺栓、铝垫圈、盘形垫片、保护板等。组件头套是组件中最大的部件，主要完成初步分配、过滤等任务；供给板主要起熔体初步分配作用，分流板最终完成熔体的供给、分配、混合均匀的作用，两者必须结合使用，给喷丝板提供熔体。五层过滤网是组件中主要起过滤作用的装置，从上到下金属网规格一般为：200目、350目、200目、50目和20目，上面的200目滤网可阻挡过滤砂的挤压，防止承担过滤作用的350目滤网被击穿。下面三层200目、50目和20目滤网均起加强、支撑作用。板前过滤网为二层圆环形过滤网，上面的200目滤网起过滤作用，过滤供给板、分流板上带有的杂质，下面的20目滤网起加强、支撑作用。常用的喷丝板有棉型板和中空板，此外还有中长板和毛型板。喷丝孔的形状与纺丝状况有直接影响，工艺上要求喷丝孔孔壁、喷丝板面光洁、无损伤，喷丝孔的形位尺寸要精确，特别是喷丝微孔的形状、锥角形状和微孔的长径比。（3）环吹装置纺丝细流喷出喷丝孔后在冷却空气中冷却成形，冷却风的状况对纺丝的稳定性、产品的质量极为重要。冷却风装置主要有侧吹风和环吹风两种形式，其中环吹风又有密闭式和敞开式两种。敞开式环吹装置是从环吹固定风道来的一定温湿度的冷却空气，通过环吹装置风道进入环吹筒将风均匀地分配，由二层无纺布滤去空气中的杂质后，均匀地吹到丝束上。其特点主要有：冷却效果好；环吹小车可整体移动，操作方便，修板方便；冷却风阻力小，能耗低；风速均匀，丝束稳定；受环境（温湿度、灰尘、环境风等）影响大。由于丝束快速牵引，使吹到丝束上的冷却风随丝束带走。所以环吹筒一般下端风速大于上端风速。但同一高度四周的风速尽量要均匀，以保证丝束稳定。敞开式环吹装置由小车、环吹筒、活动风管组成。其中环吹筒是环吹装置的主要部件，它包括外筒、外金属多孔筒和无纺布、内金属多孔筒和金属网及无纺布、上盖、密封垫片、保温垫等。内外二层无纺布是主要起过滤冷却风作用的材料，金属多孔筒为无纺布起加强作用，内筒中的金属网起整流和保护作用。（4）计量泵熔体纺丝计量都采用齿轮计量泵，它是纺丝过程中关键性的机件。计量泵流量的准确性和均匀性直接影响到纤维的质量，正确的使用、处理和维修计