涤纶长丝的制取工艺和性能影响
涤纶长丝是用涤纶
做成长丝
。涤纶是合成纤维
中的一个重要品种，是我国聚酯纤维
的商品名称。它是以精对苯二甲酸
(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇
(MEG)为原料，经酯化
或酯交换和缩聚反应
而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯
(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维
。涤纶纤维的强度比棉花高近1倍，比羊毛高3倍，因此涤纶织物结实耐用；涤纶长丝可在70～1700℃使用，是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的；涤纶的弹性接近羊毛，耐皱性超过其他纤维，织物不皱，保形性好；涤纶的耐磨性仅次于锦纶，在合成纤维中居第二位；真空吸砂机
涤纶的吸水回潮率低，绝缘性能好，但由于吸水性低，摩擦产生的静电大，染料自然吸附性能差，因此涤纶一般染采用高温高压染法，染条件比较苛刻。 涤纶长丝作为衣用纤维，其织物在洗后达到不皱、免烫的效果。常将涤纶与各种纤维混纺或交织，如棉涤、毛涤等，广泛用于各种衣料和装饰材料。涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等，特别是做轮胎用的涤纶帘子线，在性能上已接近锦纶。涤纶还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等。涤纶长丝合成纤维因具有强度高，耐磨、耐酸、耐碱、耐高温、质轻、保暖、电绝缘性好及不怕霉蛀等特点，在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。
1.长丝对切片质量的要求
为了使产品具有适当的物理机械性能，又能顺利纺丝，要求聚酯切片有适当的分子量。而测定分子量及其分布，故用特性粘数表示其分子量的大小。凝聚粒子如氧化凝胶物、二氧化钛凝聚物以及在反应釜壁上生成的高熔点物、碳化物等，这些杂质不仅加重了熔体预过滤器或组件过滤层的负荷，而且还极易导致毛丝和断头。还有端羧基含量高，说明分子量分布宽，可纺性差，制得的成品在热态使用条件下，会导致聚酯大分子的降解加剧。二氧化钛含量在能取得较好的消光效果的前提下，二氧化钛的含量应尽量低，并分布均匀、粒子细。铁质含铁量高，会使纤维发黄，泽变差。除去切片中的水分，可避免聚酯高分子在纺丝过程中剧烈的水解，剧烈的水解使分子量降低，丝的质量下降，甚至无法纺丝。水分的去除，还可避免在单丝中夹带水蒸气，形成“气泡丝”，造成毛丝和断头；并可避免因纺丝含水量的差异，造成的染不匀。 2.常规纺丝
（1）纺丝过程注意的问题
混合指使用静态混合器将螺杆出口的熔体混合均匀。使用静态混合器混合可达到强化熔体均匀性的目的，同时可减小熔体通过弯管时，管壁中心温度及停留时间的差别。计量的目的是为了保证丝条纤度均匀。计量泵还可使熔体增压，以适应纺丝的需要。纺丝前须用滤砂等过滤材料对熔体进行过滤，以除去杂质。在高压纺丝中，过滤层还能产生较高的阻力，使熔体摩擦生热，温度升高，改善熔体的流变性能。卷绕筒管与卷绕头上的摩擦辊以一定的压力接触，通过摩擦传动保持相同的线速度。 （2）纺丝原理
熔体细流在成形过程中，粘度、速度、应力和温度，在其路径上存在着连续发生变化的梯度分布场，称之为粘度场、速度场、应力场和温度场，固化的纤维所具备的性能与这些场起的作用关系很大。
①入口区
入口区指熔体经过的每个喷丝孔的喇叭口部分，熔体从较大的空间进入直径逐渐变小的喇叭口内，流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中，高聚物在入口区具有的这种特征称为“入口效应”。
②孔流区
在此区域中，熔体有两个特点，一是流速不同，靠近孔壁处速度小，孔中心速度高，有一个径向速度梯度；另一个是入口效应产生的高弹形变有所消失。弹性形变的消失需要一定的时间，约0.1～0.3秒。由于熔体流径孔道的时间约为10.2～10.4秒，与松弛时间相差甚远，弹性内应力来不及松弛，故高弹形变的消失非常小。若径向速度梯度过大，或者说在孔流区的剪切速率过高，亦会继续产生入口效应中的高弹形变。高弹形变达到极限值，熔体细流发生破裂，无法成纤。
③膨化区
对于非牛顿流体，流体离开喷丝孔时，流体直径会增大。这种现象的主要原因是高弹形变的迅速恢复，使细流产生膨胀。熔体细流的膨胀与熔体的粘度及喷丝板的长径比有关。粘度低时，熔体在孔道中能将更多的弹性形变消失松弛掉。这样应该适当提高熔体的温度。喷丝板板面温度对熔体温度有很大的影响，必须将其保持在275℃以上。长丝的泵供量较低，喷丝板板面暴露在纺丝窗中，其散热与箱体传给的热量和熔体带给的热量不容易平衡。在孔径一定的情况下，孔的长度增加，即长径比变大，熔体从入口到出口的松弛时间
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增长，膨化率可以降低。
④形变区
这是纺丝成形过程中最重要的区域。选择好成形工艺条件，使熔体细流在形变区内所受到的冷却条件稳定，是纺好丝的关键之一。熔体细流在离开喷丝板板面约10～15cm的距离内，温度仍然很高，流动性较好，在卷绕张力等力的作用下，细流很快被拉长变细、速度增快，同时由于接触到冷却风，细流从上到下温度逐渐降低。温度下降造成的熔体细流粘度增高愈来愈明显，细流细化的速度也愈来愈缓慢。之后，细度的变化基本停止，粘流态的细流变成了固态纤维。
橄榄油的制作方法⑤稳定区
熔体细流固化成为纤维以后，直径稳定，速度不再发生变化。调节卷绕张力对筒子的成型和退卷张力均有影响。卷绕张力、超喂及油剂被视为卷绕成型的三要素。卷绕丝被拉长和固化的过程，也就是卷绕丝的结构形成和发展的过程。它是纺丝过程中流变学因素、纺丝工程上的传热和高聚物结晶动力学之间相互作用的结果。触控产品
取向和结晶是纤维的主要结构因素，它们对后加工和产品的质量有重要的影响。影响预取向度的主要因素是卷绕速度和冷却条件。卷绕速度高，预取向度相应也高。冷却条件包括风温、风湿和风速。熔体细流冷却过快或过慢均会使预取向度升高。在常规纺丝的条件下，卷绕丝基本上不产生结晶。低取向和不结晶是卷绕丝的结构特征。
（3）纺丝工艺参数的选择
熔体温度控制适当，不仅可纺性好，而且得到的成品丝物理机械性能优异。在切片特性粘数为0.64～0.66的情况下，熔体温度控制在285～290℃之间为宜。在上述参数范围内，随着温度的提高，熔体的流动粘度逐渐降低，熔体的均匀性和流变性能变好，可纺性逐步提高，卷绕丝的预取向度降低，断面不匀率下降，纺丝张力也降低，哺乳服装卷绕丝的最大拉伸比和自然拉伸比增大。因此，在熔体粘度不大的情况下，温度尽可能取高。 但熔体温度又不能过高，过高的温度会加剧熔体的降解，使螺杆压力降低或出现波动，组件压力下降，喷出的丝呈不连续状，无法卷绕等。即使没有这样严重，也会使凝固点上下波动，条干不匀率增大，染等不匀率升高。另外，还会产生注头丝，卷绕时毛丝及断头增多等情况。若熔体温度太低，会因粘度太高，使熔体在喷丝孔中的剪切应力增大，造成
熔体破裂，可纺性变差。在低于280℃的情况下，纺出的丝条其强、伸度均较低。燃料棒
另外还应考虑，螺杆转速愈快，摩擦产生的热量愈多的因素。箱体的主要作用是对纺丝组件起保温作用。螺杆挤出压力试验证明，泵前压力达到Pa时，计量泵才能精确地计量输出，否则，会产生泵供量不足或者波动，使纺出的丝变细或条干不匀。
组件压力是熔体通过过滤层和喷丝孔时受到阻力的反压力，它与纤维质量的均匀性密切相关。随着组件使用时间的增长，过滤层内的杂质逐步增多，阻力愈来愈大，组件压力不断升高。对于组件压力，工艺上主要考虑初期压力和升压速度。
冷却风的温、湿度和风速风速（风量）对卷绕丝的预取向和拉伸倍数影响较大。随着风速的增加，卷绕丝的双折射降低，冷拉倍数增大。这是由于风速大时冷却效果好，凝固点向喷丝板方向移动，形变区缩短，熔体凝固前受到的拉伸取向作用减弱所致。另外，风速大可改善染不匀率和纤度不匀率，并能减弱室外气流的干扰。但风速超过一定程度，反而造成成品质量指标不匀率的上升。另外，风速还要稳定。
卷绕速度是影响卷绕丝预取向度的一个重要因素。速度愈高，预取向度愈高，后拉伸倍数
愈低。防了防止因叠丝造成卷绕成型不良，横动导丝器往复次数应进行周期性的变化。卷绕速度加快时，振幅和周期应适当减小。
（4）拉伸加捻
拉伸过程必须稳定，得到的产品具有优良的内在和外观质量，生产效率高。
由于纺丝过程中的急剧形变，卷绕丝内部分子间存在着内应力，结构极不稳定。拉伸之前必须将刚落筒的卷绕丝在一定的温、湿度条件下，放置一定的时间，使其内应力减小或消失、结构相对稳定及内外层均匀后，再进行拉伸。根据实验，2小时内，取向等结构的变化较明显，以后逐渐平稳。平衡时间不宜过长，若超过一个星期，卷绕丝分子间次价健增加，丝老化变硬，拉伸时，毛丝、断头率增高、甚至无法进行拉伸。平衡间保持一定的湿度，可防止原丝上水分的挥发。若湿度太低，表层丝中的含水会因蒸发而减少，造成内外层丝的含水率不一，水分对纤维起增塑作用，含水率的不匀会在拉伸时造成明显的纤度不匀和取向不匀。
影响取向度的另外一个定型温度。拉伸温度适当提高，拉伸倍数可以增大。定型时的加热
处理，可消除由于拉伸产生的内应力，防止已经取向的大分子改变它的取向状态。拉伸丝的结晶度可达40%左右。随着涤纶长丝结晶度的增大，纤维的密度增大，刚性降低，溶解变难，吸性变差。结晶的生成需要一定的温度和时间。一般拉伸温度在玻璃化温度之上，并有一定的加热时间，则具备产生结晶的条件。但这不是造成拉伸丝高结晶度的主要原因，因为拉伸温度仅高于玻璃化温度20～30℃，加热时间又较短，主要因素是拉伸应力的诱导作用，促进结晶速度增大。
染均匀性是长丝的重要性能。纤维结晶区的吸性差，无定形区吸性好。无定形区分布的均匀性直接影响染均匀性。如何控制好无定形区分布的均匀，是拉伸过程中的重要问题。因此，原丝的质量、拉伸、成型条件以及环境条件，都必须进行认真控制和管理。
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