熔融纺丝工艺试验报告
熔喷无纺布实验报告
熔喷无纺布实验报告一、引言熔喷无纺布是一种重要的纺织材料，具有广泛的应用领域，如医疗卫生、环保、家居等。
本实验旨在通过熔喷无纺布制备的过程，研究其形成机制及性能。
二、实验方法1. 实验材料及设备实验材料：聚丙烯颗粒、无纺布原料实验设备：熔喷纺丝机、高温容器、热板2. 实验步骤1. 将聚丙烯颗粒放入高温容器中，加热至熔点。
2. 打开熔喷纺丝机，将熔融的聚丙烯颗粒从喷嘴中挤出。
3. 形成纺丝丝束，经过拉伸，使其纤维化。
4. 纤维通过风力将其排列成无纺布的网状结构。
5. 使用热板加热，将纤维与纤维之间熔合，形成无纺布。
三、实验结果与分析1. 熔喷纺丝过程在实验过程中，观察到熔喷纺丝的关键步骤如下：1. 聚丙烯颗粒的熔化：聚丙烯颗粒加热至熔点后，发生熔化，变为熔融态。
2. 喷嘴挤出：熔融的聚丙烯从喷嘴中挤出，形成纺丝丝束。
3. 拉伸：纺丝丝束经过拉伸，使其变细、延长，形成纤维化的纺丝丝束。
4. 风力排列：纤维化的纺丝丝束通过风力将其排列成无纺布的网状结构。
2. 无纺布制备过程制备无纺布的关键步骤如下：1. 纤维排列：经过风力排列的纺丝丝束形成无纺布的网状结构。
2. 熔合：使用热板加热，使无纺布中的纤维与纤维之间熔合，形成一体化的无纺布。
在观察无纺布的表面形貌时，发现其具有均匀致密的网状结构，纤维之间紧密排列，并通过熔合处发生熔合，提高了无纺布的强度和稳定性。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了熔喷无纺布的制备过程和形成机制。
实验结果表明，通过熔喷纺丝和无纺布制备过程中的拉伸、风力排列和热熔，可以得到具有优良性能的无纺布材料。
熔喷无纺布具有独特的结构和性能，广泛应用于医疗、环保、家居等领域。
在医疗卫生领域，熔喷无纺布可以用于制作医用口罩、手术衣，具有良好的防护效果。
在环保领域，熔喷无纺布可以用于制作过滤材料，具有优异的过滤效果。
通过本实验的研究，对熔喷无纺布的制备和应用有了更深入的了解。
未来，可以进一步优化熔喷无纺布制备的工艺参数，提高无纺布材料的性能，并探索其在更多领域的应用。
熔体复合纺丝试验
熔体复合纺丝综合实验一、实验目的通过本实验应达到以下目的：1、了解熔体复合纺丝法生产化学纤维的工艺过程；2、掌握聚丙烯/改性聚丙烯皮芯复合纤维（POY）熔体纺丝的基本原理和主要工艺参数的控制；3、初步掌握熔体复合纺丝的基本操作技能。
二、实验原理在纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种化学纤维称为复合纤维。
复合纤维的品种有并列型、皮芯型、海岛型和裂离型等，纤维横截面形状如图1所示。
根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上的分配位置，可以得到许多性质和用途的复合纤维，尤其是可以将两种聚合物的优点结合起来，优势互补，是生产高性能、差别化纤维的重要形式。
图1 复合纤维的几种主要型式（a）（b）并列型（c）（d）皮芯型（e）（h）海岛型（f）（g）裂离型聚丙烯（PP）是常见的高分子聚合物，其纤维称为丙纶，用熔体纺丝法纺丝成形。
常规熔体纺丝是将切片在螺杆挤出机中熔融后或由连续聚合制成的熔体，送至纺丝箱体中的各纺丝部位，再经纺丝泵定量压送到纺丝组件，过滤后从喷丝板的毛细孔中压出而成为细流，并在纺丝甬道中冷却成形。
初生纤维被卷绕成一定形状的卷装（对于长丝）或均匀落入盛丝桶中（对于短纤维）。
图2为熔体纺丝示意图。
熔体纺丝法纺制复合纤维和常规熔体纺丝的主要区别之一就是前者要用特殊的复合纺丝组件，本实验所用的皮芯复合组件的基本结构如图3所示。
复合纺丝组件的关键为分配板与喷丝板。
分配板的作用是保证两组分的熔体在复合前绝对分开，并把芯组分的熔体以一定的分布形式分配到皮组分熔体中。
另外，分配板与喷丝板间的狭缝高度，对复合比的变化及复合状态有一定的影响。
图2 熔体纺丝示意图1-螺杆挤出机2-喷丝板 3-吹风窗 4一纺丝甬道 5一给油盘 6一导丝盘 7一卷绕装置图3 皮芯复合纺丝组件三、实验原料与设备1、原料：纤维级聚丙烯切片，重均分子量M=300000；纳米碳酸钙；丙纶W油剂；2、设备：高混机，双螺杆挤出机，切粒机，金纬牌复合纺丝机，JW35型卷绕机，吸枪。
熔体纺丝实验实习报告
一、实习目的通过本次熔体纺丝实验实习，使学生了解熔体纺丝的基本原理、工艺流程及操作方法，掌握熔体纺丝过程中的关键技术参数，培养学生在纺织工程领域从事实验操作和工程实践的能力。
二、实习时间2022年X月X日至2022年X月X日三、实习地点XXX大学纺织工程实验室四、实习内容1. 熔体纺丝原理及工艺流程熔体纺丝是将聚合物熔体通过加热、挤出、拉伸等过程，使熔体形成纤维的过程。
其基本原理如下：（1）聚合物熔体加热：将聚合物加热至熔融状态，使其具有良好的流动性。
（2）挤出：将熔融的聚合物通过挤出机挤出，形成细流。
（3）拉伸：通过拉伸设备对细流进行拉伸，使分子链取向，提高纤维的强度和模量。
（4）冷却：拉伸后的纤维在冷却装置中冷却，使其凝固成型。
2. 熔体纺丝工艺参数（1）熔体温度：熔体温度对纺丝过程有重要影响，过高或过低都会影响纤维质量。
（2）挤出压力：挤出压力越大，纤维直径越小，但过大的压力会导致纤维断裂。
（3）拉伸倍数：拉伸倍数越大，纤维强度越高，但过大的拉伸倍数会使纤维变脆。
（4）冷却温度：冷却温度越高，纤维结晶度越高，但过高的冷却温度会使纤维收缩。
3. 熔体纺丝实验操作（1）准备工作：检查设备是否正常，调试设备参数，准备实验材料。
（2）加热熔体：将聚合物加热至熔融状态，保持恒定温度。
（3）挤出：将熔融的聚合物通过挤出机挤出，形成细流。
（4）拉伸：通过拉伸设备对细流进行拉伸，调整拉伸倍数。
（5）冷却：拉伸后的纤维在冷却装置中冷却，使其凝固成型。
（6）收丝：将冷却后的纤维收集起来，进行质量检测。
五、实习成果1. 熔体纺丝实验成功，得到了一定长度的纤维。
2. 通过实验，掌握了熔体纺丝的基本原理、工艺流程及操作方法。
3. 学会了如何调整工艺参数，以获得高质量的纤维。
4. 提高了实验操作技能和工程实践能力。
六、实习体会通过本次熔体纺丝实验实习，我对熔体纺丝有了更深入的了解，以下是我的一些体会：1. 实验过程中，要严格按照操作规程进行，确保实验顺利进行。
熔体复合纺丝综合实验报告
熔体复合纺丝综合实验报告姓名：班级：093班学号：0910210311专业：高分子材料学院：材料科学与工程指导老师：丁长坤李和玉-22012年8月30号1.概述本实验以纤维级PP切片和硫酸钡改性PP切片为原料，通过复合纺丝机生产出具有皮芯结构的复合PP纤维。
在纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种纤维称为复合纤维。
复合纤维的类型有：并列型、皮芯型、海岛型和裂离型，纤维截面形状如图一：根据不同聚合物的不同性质和在横截面上的不同分配位置，可以得到许多用途和性能的纤维，实现优势互补，这种方法是生产高性能、差别化纤维的主要形式。
常规熔体纺丝是将切片在挤出机中熔融后或由连续聚合制成的熔体送至纺丝箱体的各纺丝部位，再经纺丝泵定量压送至纺丝组件，过滤后在经喷丝孔形成细流，再在纺丝甬道中冷却成形。
图二为熔体纺丝示意图。
熔体纺丝法仿制的复合纤维和常规熔体纺丝的主要区别之一是前者要使用特殊的纺丝组件。
如图三：熔体复合纺丝纤维制品将会向多功能化（如，抗静电、导电）、纳米材料、高强高模、响应性和智能化等方向发展。
2.实验部分（1）实验步骤及流程A．实验前准备工作①升温加热系统，使纺丝箱体各部位达到预定温度并保持稳定②用真空转鼓干燥机干燥PP切片和改性PP切片，使含水率低于0.01％③将螺杆升温到预热温度进行预热④安装好皮芯复合组件并放入加热炉预热⑤启动纺丝机计量泵及螺杆，用PP切片冲刷整个管路系统，直至流出的熔融PP熔体无杂质且充分熔融⑥启动卷绕系统，保证卷绕机正常运转并达到预定卷绕速度⑦将筒管安装到卷绕轴上，开启吸枪⑧将油剂装入油泵，开启油泵B.纺丝操作①先启动计量泵，再启动螺杆，将干燥好的PP切片和改性PP切片分别加入两个料筒中，保证PP为皮层，改性PP为芯层。
②启动侧吹风系统，使风的温度、湿度和速度在合适的范围内③观察喷丝板表面，当熔体细流从喷丝孔挤出时，要使其不粘板，不堵孔，此时要控制好计量泵转速和螺杆转速，使熔体压力值保持稳定④开启吸枪，将沿着纺丝甬道的复合纤维用吸枪吸住集束，并保持一段时间，确保没有断丝和漏丝⑤开启卷绕机，使丝束经导丝钩后被卷绕到筒管上⑥卷绕足够量后，用顶出装置将其顶出，继续下一筒管的卷绕。
超高分子量聚乙烯纤维熔融纺丝法制备工艺研究
超高分子量聚乙烯纤维熔融纺丝法制备工艺研究超高分子量聚乙烯纤维是一种高强度、耐磨性能强、化学稳定性好的新型纤维材料。
在军事、航天、航空、运动装备、工程防护等领域有着广泛的应用。
熔融纺丝法是超高分子量聚乙烯纤维制备的一种重要方法，其制备工艺的研究对于提高纤维的性能具有重要意义。
熔融纺丝法的制备过程是将聚合物熔融后通过喷丝孔将其喷出，经气流冷却后形成丝线，再经拉伸、定型等加工工艺得到纤维。
超高分子量聚乙烯是一种高分子链非常长的聚合物，采用熔融纺丝法制备具有技术难度和技术成熟度等方面的挑战。
超高分子量聚乙烯纤维熔融纺丝法制备工艺的研究主要包括原料的选择、纺丝工艺的优化、纤维性能的控制等方面。
首先，原料的选择对于超高分子量聚乙烯纤维的制备至关重要。
聚合物的分子量越高，纤维的耐磨性和强度就越好，但是高分子链长容易引起晶体穴、凝固块等缺陷，同时还会增加熔体粘度，导致纺丝困难。
因此，确定合适的分子量和分子量分布对于超高分子量聚乙烯的制备至关重要。
其次，纺丝工艺的优化是熔融纺丝法制备超高分子量聚乙烯纤维的重要环节。
纺丝工艺包括熔体温度、压力、喷丝孔形状和大小、冷却气流速度等多个参数的综合调节。
具体而言，纤维强度与纤维直径有很大关系，一般要控制在10~20微米范围内。
而纤维的强度与纺丝速度关系密切，一般在0.01~1m/min范围内，速度过快纤维难以拉伸；而过慢则会使纤维成形不良。
同时，纺织工艺还需要通过加入添加剂等方式提高纤维的均匀性、抗静电性和抗紫外线性。
最后，超高分子量聚乙烯纤维性能的控制也是熔融纺丝法制备的关键问题。
纤维性能因分子量、分子量分布、结晶度、拉伸程度、行向度等多个因素而异，因此需要通过拉伸、复合、改性等加工手段来优化其性能。
例如，纤维成形后可以进行拉伸、热定型等方式来提高纤维的强度和耐磨性能，同时还可以通过添加改性剂来改善纤维的结构、增加抗紫外线等性能。
总之，超高分子量聚乙烯纤维熔融纺丝法制备工艺的研究是非常重要的。
纺丝工艺实习报告
一、实习背景随着我国纺织工业的快速发展，纺丝工艺在纺织行业中的地位日益重要。
为了更好地了解纺丝工艺的基本原理、操作流程及质量控制，提高自身的实践能力，我于XX年XX月参加了纺丝工艺实习。
实习期间，我在XX纺织有限公司的纺丝车间进行了为期一个月的实践学习。
二、实习目的1. 熟悉纺丝工艺的基本原理和操作流程；2. 掌握纺丝设备的操作方法及维护保养技巧；3. 了解纺丝生产过程中的质量控制要点；4. 提高自身的实践能力和团队合作精神。
三、实习内容1. 纺丝工艺原理纺丝工艺是将聚合物熔体或溶液通过喷丝孔，在凝固浴中凝固成丝的过程。
根据凝固浴的不同，纺丝工艺可分为溶液纺丝、熔融纺丝和干法纺丝三种。
2. 纺丝设备纺丝设备主要包括聚合釜、计量泵、过滤器、纺丝头、凝固浴槽、冷却器、卷绕机等。
（1）聚合釜：用于将聚合物熔融或溶解。
（2）计量泵：用于将聚合物熔体或溶液定量输送至过滤器。
（3）过滤器：用于过滤聚合物熔体或溶液中的杂质。
（4）纺丝头：用于将聚合物熔体或溶液喷丝成丝。
（5）凝固浴槽：用于凝固纺丝溶液。
（6）冷却器：用于冷却凝固浴。
（7）卷绕机：用于卷绕丝条。
3. 纺丝操作流程（1）聚合：将聚合物加入聚合釜，加热熔融或溶解。
（2）计量：通过计量泵将聚合物熔体或溶液定量输送至过滤器。
（3）过滤：通过过滤器过滤聚合物熔体或溶液中的杂质。
（4）纺丝：将聚合物熔体或溶液通过纺丝头喷丝成丝。
（5）凝固：将丝条在凝固浴中凝固。
（6）冷却：将凝固后的丝条在冷却器中冷却。
（7）卷绕：将冷却后的丝条卷绕成筒。
4. 纺丝质量控制（1）原料质量：确保聚合物原料的质量，避免杂质和水分对纺丝质量的影响。
（2）设备运行：确保纺丝设备正常运行，避免设备故障对纺丝质量的影响。
（3）工艺参数：严格控制纺丝工艺参数，如温度、压力、速度等，以保证纺丝质量。
（4）丝条质量：检查丝条的外观、强度、断裂伸长等指标，确保丝条质量。
四、实习体会1. 实践是检验真理的唯一标准。
熔融纺丝及纤维性能
熔融纺丝及纤维性能测试(1)大型工艺实验讲义编者龚静华东华大学材料学院2000年12月一,实验目的熔融纺丝工艺实验是一个全面,系统的工程训练,学生通过亲自动手操作,提高实际动手能力和解决问题的能力.熟悉,了解熔融纺丝整个工艺流程熟悉,了解熔融纺丝设备.能根据纤维成品要求,确定和控制纺丝工艺.进一步掌握化学纤维测试技术.进一步加深理解化学纤维成型工艺理论.二,工艺流程三,主要设备1,切片干燥设备目前切片干燥设备主要有真空转鼓干燥,组合式干燥等.实验室干燥设备主要是真空烘箱.1真空转鼓干燥真空转鼓干燥机主要有转鼓部分,抽真空系统和加热系统三部分组成,见图1.真空转鼓干燥机干燥质量高,可在较低温度下干燥切片,适合易氧化或热敏性的高聚物.但由于干燥时间长,生产能力低,不能连续生产等,所以适用于小批量,多品种及一些特种纤维的生产.图1 真空转鼓干燥机1-进,出料口2-人孔3-抽真空管4-热载体入管5-热载体回流管6-转鼓夹套7-电动机8-减速机9-齿轮2组合式干燥设备这种干燥设备主要有预结晶器,充填干燥器和热风循环系统三部分组成.切片首先经过预结晶器除去大部分水分(主要是表面吸附水),并具有一定的预结晶度,软化点提高,使切片在高温下不再发生粘连,然后进入充填干燥器,在干燥器内保证足够的停留时间充分去除切片水分.由于组合式干燥机较好运用了切片干燥原理,因而具有连续干燥,效率高干燥质量好且稳定等特点.图2是KF公司切片干燥机流程.2,纺丝机一般纺丝机由螺杆挤出机,箱体,计量泵,纺丝组件,纺丝吹风窗,甬道和卷绕间等组成,并配有仪表柜,变频柜和电气设备.2.1杆挤出机由螺杆,套筒,冷却夹套,电加热夹套,电动机,减速箱以及控制仪表和测量仪表等组成.图2 KF公司切片干燥流程1-过滤器2-空气冷却器3-气水分离器4-除湿器5-热交换器6-干燥风机7-电加热器8-充填干燥塔9-回风风机10-旋风分离器11-湿切片料仓12-加热器图3 螺杆挤出机结构示意图1-螺杆2-套筒3-法兰4-加热套5-电热棒6-冷却水管7-进料口8-密封部分9-传动和减速机构在螺杆挤出过程中,螺杆完成三项基本操作:切片的供给,熔融加压和计量挤出熔体.螺杆相对应的部分为进料段,压缩段和计量段(见图3).一般螺杆挤出机的转速在20-60r/min.螺杆传动电机为直流调速电机或交流变频电机,刚启动或停车前用手动调速,运转正常时自动调速,通过转速的自动调节,可以保持螺杆恒定的出口压力.2.2箱体纺丝箱体的作用是保持由挤压机送至的熔体经各部件到每个纺丝位都有相同的温度和压力降,保证熔体均匀地分配到每个纺丝部位上.纺丝相同有长方形和正方形两种.熔体分配管,计量泵和纺丝组件均安装在箱体内.计量泵有上装式和侧装式两种,纺丝组件也有上装和下装两种方式.纺丝箱体箱体内的热载体是联苯-联苯醚的混合物(简称联苯).图4纺丝箱结构2.3计量泵计量泵为外啮合齿轮泵,它有一对相等齿数的齿轮,三块泵板,两根轴和一副联轴器以及若干螺栓组成.见图5.图5 计量泵结构图1-下泵板2-中泵板3-主动齿轮4-健5-主动轴7-轴套8-联接轴9-端盖10-从动轴11-从动齿轮计量泵的产品型号由下式表示:JRG-1.22式中J-计量泵;R-熔纺,另有Y-粘胶,S-腈纶,N-维纶G-高压泵;数字1.2-公称流量,即每转流量1.2ml,2-叠泵计量泵由变频同步电机经行星式减速器减速后带动,为防止计量泵超负荷而损坏设备,传动轴上设有安全销.计量泵是精密设备,拆装应仔细.除螺丝外,泵的其它零件不允许互换,煅烧温度不得高于回火温度(500oC).新泵或使用一段时间的泵要测量实际流量,按精度分组使用,否则会造成纤度不匀.此外为使计量泵计量正确,要求入口压力不低于0.3Mpa.计量泵常用的转速范围一般在8-40r/min.计量泵的检验分外观检查,高温检查,流量检查.计量泵的维护和清洗从纺丝机上换下来的计量泵,必须将其残存的熔体清除干净方可使用,清除残存熔体的方法有五种.(1)煅烧法将计量泵在煅烧炉加热到420-450oC使残存物在高温下分解碳化,煅烧时可将泵拆开,也可以整体煅烧.拆开可缩短煅烧时间,特别对叠泵更为有利.由于材质的关系,在煅烧时煅烧炉的升温速度不能高于100oC/h,同时要严格控制炉内温度不得超过450 oC,否则高温将使泵的硬度下降或引起变形,破坏泵的精度.这种方法加热不够均匀,操作条件差.(2)盐浴法把纺丝机上换下的泵拆开,置于吊蓝中,挂在盐浴炉内清理.盐浴一般有两种,一种是配比为1:1的亚硝酸钠与硝酸钠双组分盐浴;另一种是配比为53:7:40的硝酸钾,硝酸钠与亚硝酸钠三组分盐浴.在300-400oC下,盐浴处理1-2h,便可将泵的各部件清洗干净.这种方法的优点是温度控制均匀,盐浴中泵与空气隔离,使表面不易氧化.缺点是盐浴耗量大,用久后效果下降,且有一定腐蚀作用.(3)三甘醇法将泵浸入三甘醇浴中,加热到260oC下清洗,由于三甘醇与聚酯反应,使其溶解或溶胀除去.这种处理方法能保护组件的精度和光洁度,但处理时间长,在24h 以上.(4)硫化床法将一定数目的Al2O3粉末放入沸腾床中加热到300oC,把泵拆开,置于吊蓝中,挂在硫化床内,沸腾床把高温Al2O3粉末抛在泵的零件上使泵上聚合物发生氧化反应.这种方法和煅烧法相比,增加了传热介质,可以缩短处理时间和降低处理温度.(5)真空煅烧法在真空系统中进行煅烧,可以降低处理温度,加快反应进行.上述方法处理后,在经超声波清洗即可备用.4纺丝组件纺丝组件的主要作用是将计量泵送来的熔体进行最终过滤,混合均匀后分配到每个中,形成均匀的细流.对组件的要求有:熔体应均匀分配到喷丝头各小孔,通道阻力相等,组件内不能有死角,以免熔体停留时间过长而发生裂解或凝胶;密封良好,无漏浆现象;过滤作用好,使用周期长,组件拆装方便,密封可靠;凡与熔体直接接触的零件均需耐高温,耐腐蚀.图6 长丝纺丝组件结构图长丝纺丝组件有外壳,进浆板,滤网,过滤沙,分配板,喷丝板等组成.喷丝板喷丝板的外形主要有圆形和矩形(见图7),生产上广泛使用的是圆形喷丝板. 图7喷丝板形式2.5冷却吹风系统熔体细流从喷丝板喷出到卷绕装置以前要进行冷却吹风使其凝固,冷却吹风的条件对纤维的线密度,染色性,伸长等都有较大的影响.吹风装置有侧吹风装置和环吹风装置两种,长丝生产使用的是侧吹风装置(图8)图8 侧吹风装置1-风道2-碟阀3-多孔板4-稳压室5-风窗6-蜂窝板7-金属网8-喷丝板9-缓冷室10-冷却风11-甬道3,卷绕机卷绕机的作用是把丝条按一定规律卷绕收集,形成一定形状和容量的卷装,根据卷绕纤维的不同,可把卷绕机分为长丝卷绕机和短丝卷绕机两大类.长丝卷绕机按速度分有:常规卷绕机(1000-2000m/min),高速卷绕机(3000-4000m/min),超高速卷绕机(5000m/min以上).卷绕机由导丝机构和卷取机构两部分组成.上油装置上油有喷嘴上油和油轮上油两种.图9 长丝卷绕机4,牵伸加捻机牵伸加捻机的主要作用是拉伸,其次是加捻.牵伸加捻机包括喂入,拉伸,加捻,卷绕等部分(见图10)图10牵伸加捻流程1-筒子架2-原丝架3-导丝棒4-上压辊5-分丝棒6-喂丝罗拉7-小转子8-牵伸盘9-导丝钩10-钢丝钩11-筒管12-钢领13-锭子四,纺丝工艺的设定根据产品要求和不同的高聚物特性制定合适的纺丝工艺.1.纺丝温度的设定以PP(Y2600,金山石化生产)为例,确定螺杆各区温度.在实际操作中,应根据纤维的品质作相应的调整.冷却区一区二区三区法兰弯管箱体≤100oC240 oC270 oC270 oC270 oC270 oC270 oC2.纺丝工艺计算根据成品纤维要求进行工艺计算,确定泵供量和纺丝速度.例如聚丙烯成品纤维的纤度要求100dtex,卷绕机的卷绕速度为600m/min,拉伸倍数为3.5倍,pp密度d为0.9g/ml,计量泵的容量V为0.6ml/r.则泵供量:式中:Q-泵供量(g),D-纤度(dtex),v-卷绕速度(m/min),λ-拉伸倍数计量泵的转速:式中:n-计量泵的转速(r/min),Q-泵供量(g/min),V-计量泵的容量(ml/r),d-密度(g/ml).上油速度的确定和侧吹风的确定,根据上油率来确定上油速度;根据纤维纤度和不同高聚物确定侧吹风的温度和速度.3.油剂3.1对油剂基本性能的要求有(1)平滑性:实际上是油剂的摩擦系数.(2)抗静电性:由于高聚物是良好的绝缘体,在加工和使用过程中产生负电性的静电.静电是丝条松散,加工性变坏.因此,上油后的纤维应具有抗静电性.抗静电的机理通常有三种:即增强纤维的吸湿性;减少摩擦作用;中和产生的静电.三种机理可同时发生作用.(3)耐热性:对于需要热加工(拉伸,假捻等)的丝条,所上油剂的耐热性非常重要,耐热性差的油剂,高温下会分解,油剂的物理性能发生变化,使上油量减少,并污染环境,产生的焦油或油滴还会影响操作.3.2油剂的用量和浓度油剂的用量以丝条的含油量(OPU)计算.常规纺机织用丝OPU为0.6%-0.7%,针织用丝为0.7%-0.9%,加弹丝为0.5%-0.6%.常规纺的油剂还要根据拉伸中是否产生毛丝和断头而定,因有的油剂含量高时,会使丝条张力增加,造成毛丝和断头.油剂的浓度受几种因素的制约,应综合决定.从油剂在丝条上的附着均匀性考虑,油剂浓度越低越好,但随之而来的是油剂飞溅,尤其是油轮上油设备,飞溅更严重.一般常规纺油剂浓度为10%-15%,而高速纺油剂浓度为8%-15%.3.3油剂的配制温度桶装油剂在低温下存放时,会出现组分分层现象.遇到这种情况,应将油桶放到40oC的水浴中,待固体部分溶解后,搅拌均匀再使用.配油的水温随油剂性能的不同而不同,但多为20-30oC.水质一般离子交换水可满足要求.搅拌油剂注入水中需经搅拌才能均匀.油水接触实际越短形成的凝聚络合物粒子越小.油剂以细流的方式注入搅拌速度最快的水中,所形成的粒子小.一般搅拌速度在100-400r/min.注毕油剂后,应继续搅拌约30min.油剂溶液的防腐配制好的油剂在储存和使用中会应腐败而产生沉淀物.常用的防腐方法有两种:一是控制温度,二是加防腐剂.五,拉伸拉伸是纤维制造中必不可少的重要过程.对纤维的质量影响很大.纤维经拉伸后便卷绕成筒,由于大多数设备的卷绕成筒装置为环锭,在绕丝时给丝加上一定的捻度,所以在长丝生产中统称为拉伸加捻.1,拉伸的目的和要求卷绕丝(UDY)强度低,伸度高,尺寸稳定性差,性质极不稳定.没有直接使用价值.通过拉伸和热定型,可使纤维的大分子取向和结晶,从而具备一定的物理机械性能,以满足织造和服用的需要;同时给予一定的保护性捻度,卷绕成筒,便于储存,运输和使用.长丝的强度,伸度,沸水收缩率及染色均匀性等性能取决于纤维的微观结构,除了高分子本身固有的大分子链结构影响外,取向和结晶等超分子结构起着关键的作用,只有经过拉伸,在拉伸应力和温度的作用下,长丝才能获得必要的超分子结构.对拉伸的基本要求是:拉伸机上各锭位之间的各种条件保持一致.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.2,拉伸工艺参数的选择2.1卷绕丝平衡时间和条件由于纺丝过程中急剧形变,卷绕丝内部分子间存在着内应力,结构极不稳定,卷绕筒子的表层和内层之间更存在明显的差别.因此卷绕丝应在一定的温度,湿度条件下,放置一定的时间,使其内应力减少或消失,结构相对稳定及内外层均匀后,再进行拉伸.这个过程习惯上称平衡.根据实验平衡时间至少2h,最好8-12h.平衡温度通常控制在25oC.平衡间保持一定的湿度可防止原丝上水分的挥发,一般取75%左右的湿度为佳.2.2拉伸倍数拉伸倍数会直接影响成品丝的强,伸度和纤度.拉伸倍数高,成品丝强度高,伸度低,纤度小.但过高,会产生毛丝和断头.拉伸倍数过低,则会使拉伸不均匀,出现"橡皮筋丝"等.故拉伸倍数应选择在一个适当的范围.拉伸倍数主要受纺丝速度的影响.随着纺丝速度的提高,拉伸倍数应降低.在纺速一定的情况下,拉伸倍数的选择原则是:大于自然拉伸倍数,小于断裂拉伸倍数.另外,拉伸倍和喷丝头拉伸倍数,原料,纺丝温度和预取向度也有关系.2.3拉伸温度拉伸时大分子沿着纤维轴取向,首先要使分子链活动性,因此必须选择合适的拉伸温度,一般拉伸温度高于玻璃化温度Tg,但拉伸温度必须小于软化温度.2.4拉伸速度拉伸速度既决定拉伸加捻机的产量,又对纤维的质量有所影响.随着拉伸速度的提高,由于拉伸热效应导致拉伸应力下降,纤维的沸水收缩率降低,纤维上染率增加.一般拉伸速度大于800m/min为宜.但拉伸速度不能过高,因为拉伸中纤维的形变需要一定的时间,速度过高纤维大分子链的形变来不及发展,会使内应力增加,会产生大量的毛丝或断头.2.5拉伸倍数,和捻度的计算拉伸是在给丝罗拉和拉伸盘之间进行,因此,伸倍数数就是两者线速度之比.捻度方向有右捻(S捻)和左捻(Z捻).六,纺丝,拉伸操作步骤1,纺丝准备1.1除聚丙烯外切片都需烘干,并含水低于工艺要求.1.2喷丝组件及备用计量泵放入预热炉预热.1.3根据原料配好油剂.1.4根据成品纤维纤度进行工艺计算,确定纺丝速度和计量泵的转速.1.5先升箱体温度,当箱体温度快达到工艺要求时,打开螺杆进料口冷却水,再升螺杆温度,使各区温度达到工艺要求.1.6开启冷却风,并用风速仪调整侧吹风速度.2,纺丝1.1先开计量泵,再开螺杆.1.2开启加料阀门.1.3根据流体的流动性能,适当调节纺丝温度,直到流体连续且稳定.1.4测定泵供量,调节计量泵和螺杆的转速,使泵供量达到工艺要求,熔体具有一定的压力.1.5准备装喷丝组件,.先关闭螺杆,再关闭计量泵.1.6组件在安装之前紧固,以免漏浆.紧固完在热状态下再次保温10分钟左右.使其与箱体温度保持平衡.在保温期间开启卷绕机控制箱总开关,并调节好油盘,导丝盘和卷绕速度.1.7开启计量泵,再开螺杆.1.8纤维从喷丝板喷出后,若无漏浆,注头,即通知卷绕间工作人员,再将纤维通过甬道投入卷绕间.1.9卷绕间工作人员将纤维通过上油盘,上下导丝盘,横动装置及卷取机构绕在卷绕筒管上.1.10清理上下导丝盘上废丝.1.11测定卷绕丝纤度注意事项螺杆升温前要开启冷却水.开车时必须先开计量泵再开螺杆,关车时则相反.避免螺杆熔体压力突然升高.头,手不得伸入箱体下面,防止高温熔体烫伤.工艺调节好后,不得随意更改参数.3,拉伸1.1开启总电源,打开热盘,热板电源,按工艺升温,并用测温仪测量温度,直到热盘,热板温度达到工艺要求.1.2开启罗拉和拉伸盘,用测速表测定速度,调节罗拉,使之达到规定的拉伸倍数.1.3将卷绕丝放到筒架上,拉伸注意事项(1)只有当温度达到平衡时才能测热盘热板温度.(2)工艺一旦确定,请不要乱动.(3)操作时请注意安全.七,测试1,纤维纤度测试.2,纤维断裂强度,断裂伸长测试.3,纤维声速取向测试.八,计算纺丝速度为600m/min,聚丙烯(PP)成品纤维为90dtex,拉伸倍数3.5倍,喷丝板孔数24F,孔径0.25mm,聚丙烯熔体密度0.90g/ml,计量泵转速0.6ml/r.求计量泵转速及喷丝头拉伸倍数九,思考题1.真空转鼓干燥机是怎样进行切片干燥的转鼓由几部分组成2.挤压机由几部分组成各部分有哪些作用3.清理计量泵有哪些方法比较其优缺点.4.纺丝箱体有哪些作用5.纺丝组件的作用是什么包括哪几个部分6.有哪几种冷却方式使用在什么场合7.拉伸的目的是什么拉伸机构由哪些部分组成8.纤维变脆,发黄,纺丝工艺如何调节9.纤维发硬,纺丝工艺如何调节10.熔体中有气泡,是如何产生的怎样解决11.怎样根据S-S曲线,确定纤维的拉伸倍数12.怎样确定纤维的拉伸温度附参考资料1.化纤生产工艺学2.涤纶长丝生产3.高分子材料生产加工设备吹风,甬道熔融挤出切片干燥筛料上油,卷绕拉伸。
熔融纺丝实验报告
熔融纺丝工艺指导书一．实验目的1.了解和掌握切片熔融纺丝的工艺路线和基本方法，通过熟悉并掌握常规纤维的成型条件和工艺参数。
2.了解熔融纺丝及牵伸设备的结构和各种部件的作用二．实验仪器及材料WSP微型高速轮装置、HD101A电热鼓风烘箱、WJS-10微型立式挤出机、加热片、滤网、计量泵、喷丝板组件、送帘网、吸风装置、送网辊、收卷装置三．实验步骤1.纤维纺制前准备: ①喷丝头组件清洗(煅烧+超声波) 组件组装并放入保温炉中预热调配油剂;②根据成品纤度工艺计算，确定纺丝速度和泵供量;设定纺丝温度并使设备升温及箱体压力，打开冷却吹风，调整合适的风速。
2.纤维纺丝: ①当设备温度达到工艺温度时，开螺杆并投料，当螺杆压力显示一定值时，开计量泵。
②观察熔体流动性能，若熔体流动性能不好，应适当调节各区温度直到熔体流线呈连续稳定性为止。
③喷丝板组件装入箱体后，必须严密紧固以免漏浆，组件装完后，在加热状态下保温十分钟左右，使其与箱体温度保持平衡，在这期间开启卷绕机，调节好油盘及卷绕速度。
④开启计量泵和螺杆，丝条从喷丝板喷出后若无漏浆，柱头丝时即可卷绕，四．数据整理及分析1.实验参数以及数据2.绘制图表如下图一：力学性能与温度关系图二：力学性能与卷绕速度关系图3.数据分析由数据可知：1.在卷绕速度一定的前提下，随着温度的升高，所得纤维的强力随着温度的升高而增加，但温度过高时，纤维的强力降低；断裂强度也随温度的升高而增加，当温度过高时，断裂强度反而下降。
2.在温度一定的前提下，随着卷绕速度的增加，纤维线密度减小，丝束的张力增大，纤维强力增加。
随着卷绕速度的增大，其拉伸强度增加，断裂强度增大，而断裂伸长率降低。
3.随着纤维的伸长，其强力逐渐增大，当纤维强力达到一定的值之后，强力开始减小，减小到某一强力值时，其强力保持不变，直至纤维断裂。
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熔融纺丝工艺试验报告文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
熔融纺丝工艺实验
一，实验目的
合成纤维的成形普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝，前者称为熔体纺丝，后者称为溶液纺丝。
本实验采用切片纺丝的方法，将聚合物熔体经过铸带，切粒等工序制成“切片”，然后在纺丝机上重新熔融成熔体并进行纺丝。
1.了解和掌握切片熔融纺丝的工艺路线和基本方法，通过熟悉并掌握常规纤维的成型条件和工艺参数。
2.了解熔融纺丝及牵伸设备的结构和各种部件的作用。
二，实验原理
整个熔体纺丝过程包括纺丝熔体的制备，熔体自喷丝孔挤出，熔体细流拉长变细，冷却固化，丝条的上油和卷绕。
在切片熔融阶段，切片受热后结晶破坏，使其有一定结晶度的固体状态转变为均匀的粘流态，这是物理变化。
在冷却形成阶段聚合体发生的主要是物理变化，熔融后的聚合体在一定的压力下通过喷丝孔，形成熔体细流，熔体细流刚离开喷丝板时，由于熔体的弹性效应而出现膨胀现象，使熔体直径逐渐扩大，在纺程上细流受到卷绕拉力的作用，这时纤维直径急剧变细，同时丝条运动速度逐步加快，又由于空气冷却的作用，使聚合体温度下降，粘度增高，速度增加减慢，直径变化较小，再往下聚合体凝固并逐渐冷却至玻璃化温度以下，进入玻璃态，纤维固化，又由于固化后的纤
维干燥而松散，以及纤维与设备，纤维与纤维之间相互摩擦产生静电，导致毛丝，给后加工带来困难，因此需经过给湿上油，增加纤维间抱合力，抗静电，使纤维变得柔软，平滑并获得良好的手感及弹性。
熔体纺丝过程的参数：指对纺丝过程的进行以及卷绕丝结构和性质起主导作用的参数。
这类参数有：成纤高聚物的种类；挤出温度；喷丝孔直径；喷丝孔长度；纺丝线的单纤维根数；质量流量；纺丝线长度，卷绕速度；冷却条件。
三，实验仪器及工艺过程
1.纺丝工艺流程：切片、干燥、熔融挤出、冷却成形、上油、牵伸、卷绕。
2.切片干燥的目的：除去水分，提高切片的含水的均匀性，提高结晶度及软化点。
3.熔融挤出：①螺杆挤出机由螺杆，套筒，传动部分，加料斗，加热和冷却装置构成。
螺杆机挤出机是纺丝机的主要部件。
②从工作区来分，可分为三段，进料段，压缩段和计量段。
在整个挤出过程中，螺杆完成三个操作：切片的供给，切片的熔融和熔体的计量挤出，同时使物料起到混匀和塑化作用。
③螺杆高聚物的优点：螺杆的不断旋转，提高传热系数，使切片熔融过程强化，螺杆挤出机能强制输送各种粘度较高的熔体，螺杆旋转输送熔体，熔体被塑化搅拌均匀，在机内停留时间较短，一般为5-10分钟，大大减少了熔体热分解的可能性。
4.箱体：熔体自螺杆挤出后，经熔体管道分配至各纺丝位的计量泵和纺丝头组件，为进行熔体保温温度控制，一般都采用一个矩形载热体加热箱进行集体保温，箱体内装有至各部位的熔体分配管，计量泵与纺丝头组件安置的保温座以及电热棒等。
箱外包覆绝热材料。
5.纺丝组件：是喷丝板，熔体分配板，熔体过滤材料及组装套的结合件。
6.计量泵与喷丝板：是化纤生产中两个高精度标准件，计量泵流量的准确性和均匀性，喷丝板的精度和几何结构都直接影响到纤维的成形和质量。
7.给湿上油：常规纺丝一般采用油盘上油，上油盘下部浸在油盘槽中，通过转动将油剂薄薄地带上一层而给予擦过其上的丝条上油。
8.拉伸:第一拉伸盘一般应控制在玻璃化温度以上10-20℃范围内。
若热盘温度过高，拉伸时容易断头，甚至丝条发生熔化，且拉伸点上移，丝条产生松动现象，拉伸不均匀性增大；如果热盘温度过低，则拉伸时所需热量不足，使拉伸点下移，也会使拉伸不匀且出现未拉伸丝，成品丝不匀等。
9.卷绕成形。
四，实验步骤
1.纤维纺制前准备：①喷丝头组件清洗（煅烧+超神波），组件组装并放入保温炉中预热调配油剂；②根据成品纤度工艺计算，确定纺丝速
度和泵供量；设定纺丝温度并使设备升温及箱体压力，打开冷却吹风，调整合适的风速。
2.纤维纺丝：①当设备温度达到工艺温度时，开螺杆并投料，当螺杆压力显示一定值时，开计量泵。
②观察熔体流动性能，若熔体流动性能不好，应适当调节各区温度直到熔体流线呈连续稳定性为止。
③喷丝板组件装入箱体后，必须严密紧固以免漏浆，组件装完后，在加热状态下保温十分钟左右，使其与箱体温度保持平衡，在这期间开启卷绕机，调节好油盘及卷绕速度。
④开启计量泵和螺杆，丝条从喷丝板喷出后若无漏浆，柱头丝时即可卷绕。
五，注意事项
头手不得入箱体下面，以免高温熔体灼伤，工艺参数设定后不得随意波动仪表和开关，以免发生事故。
注意人生安全，禁止长发同学进入纺丝，牵伸现场。
六，作业
1.螺杆挤压机由几部分组成，各部分有哪些作用
答：螺杆挤压机由螺杆，套筒，传动部分，加料斗，加热和冷却装置构成。
①进料段，固体切片由该段进入，随着螺杆的旋转，切片被向前推进，为防止切片过早软化引起环结阻料，在进料口附近装有夹套冷去装置，夹套内通冷却水，切片在进料段基本保持固体颗粒状态，只是在进料段末端才开始软化或部分熔融。
②压缩段，主要使物料压实熔化，
同时将物料中带入的空气向加料段排出，此时切片从固态完全转变为熔融态，因此温度控制较高。
③计量段，又称均化段，聚合物熔体在这里进一步加热并搅拌均匀，然后将熔体以一定的压力和流量输出，此段温度控制也较高，以达到搅拌塑化定量输出目的。
2.纺丝箱体有哪些作用
答：纺丝箱体的作用是保持由挤出机送至箱体的熔体经过各部件到每个纺丝位都有相同的温度和压力降，保证熔体均匀地分配到每个纺丝部件上，并为熔体保温和温度控制。
3.纺丝组件的作用是什么，包括哪几部分
答：纺丝组件是喷丝板，熔体分配板，熔体过滤材料及组装套的结合件。
纺丝组件的作用一是过滤熔体，去除熔体中可能夹带的机械杂质与凝胶粒子，防止堵塞喷丝孔眼，延长喷丝板的使用周期；二是使熔体能充分混合，防止熔体发生粘度的差异；三是把熔体均匀地分配到喷丝板的每一小孔中去形成熔体细流。
4.记录丙纶纺丝工艺。
答：丙纶纺丝工艺包括：①切片干燥，出去水分提高切片的含水均匀性，提高结晶度及软化点；②熔融挤出，主要作用是切片的供给，切片的熔融和熔体的计量挤出，同时使物料起到混匀和塑化作用；③冷却成形，对纤维结构和性能有决定性的影响；④给湿上油，避免产生静电，并能进行正常的卷绕。
⑤拉伸；⑥卷绕成形。