熔体纺丝定义
合成纤维第三章熔体纺丝
在纺丝过程中，聚合物熔体以一定的流量自喷丝板细孔挤出，在喷丝板到卷绕装置之间，丝条必须被拉伸至需要的细度并充分地冷却固化。喷丝板的孔径一般为，而卷绕丝的直径仅为20-30μm，熔体出喷丝孔后，丝条的直径需成十倍的减小，丝条就应成百倍地被拉伸，因此卷绕的速度就应成百倍地高于挤出速度。
固化长度指熔体细流从喷丝孔口到固化点的长度，这是纤维结构形成的关键区域。
1
2
冷却固化
冷风从四周吹向纤维的环形吹风，适用于短纤维的多孔纺，能有效地提高纤维质量。
冷却吹风方式
横吹风： 风向与纤维垂直
直吹风： 风向与纤维平行
冷却室内吹出冷空气的风速、风温需要均匀恒定，以保证熔体细流在纺丝过程中的温度分布、速度分布和固化点的位置恒定。纤维所受的轴向拉力恒定才能制得粗细和结构均匀的纤维。
1
2
熔体的弹性的几种表现
孔口胀大效应 纺丝流体的应变松弛 爬杆现象 液体的弹性回缩
螺杆挤出机
计量泵
喷丝板
熔体细流喷出后受到冷空气的作用而冷却固化。细流和周围介质的热交换主要以传导和对流方式进行。熔体细流的温度在冷却过程中逐步下降，粘度则不断提高，当粘度提高到某临界值而卷绕张力已不足以使纤维继续变细时，便到达了固化点。
第三章 熔体纺丝（melt spinning）工艺原理 熔体纺丝的定义及适用范围 将高分子聚合物加热熔融成为一定粘度的纺丝熔体，利用纺丝泵连续均匀地挤压到喷丝头，通过喷丝头的细孔压出成为细丝流，然后在空气或水中使其降温凝固，通过牵伸成丝。 第一节 概述
熔体纺丝
熔体粘度和温度是熔体纺丝的主要工艺参数。在一定 温度下，熔体粘度主要取决于成纤聚合物的分子量。
熔体粘度过高，则流动不均匀，使初生纤维拉伸时
易产生毛丝、断头；
熔体温度可利用螺杆挤出机各段的温度来控制，熔
体温度过高，会导致聚合物降解和形成气泡；温度过 低，则熔体粘度过高；两者均使纺丝过程不能正常进 行。
第四节 熔体纺丝过程
一、熔融挤出
切片熔融过程通常在螺杆挤压机内进行，控制螺杆 挤压机各段温度和箱体温度可以改变熔体的温度，使其 具有适当的粘度和良好的可纺性。从螺杆挤压机出来的 熔体经过计量泵送往喷丝头组件。后者由过滤网、分
配板和喷丝板等组成，其作用是除去熔体中的杂质， 使
熔体均匀地送至喷丝板。
和性能起决定作用。
（一）熔体纺丝中纤维结晶的主要特征 熔体纺丝中纤维结晶的特征包括两个方面，一是 卷绕丝本身的态结构，二是熔体纺丝中聚合物结晶 过程的发展。
卷绕丝的结晶特性主要包括：晶格结构、结
晶度、结晶形态和结晶取向等，它们对纤维的
物理性能都有一定的影响。 1. 晶格结构 成纤聚合物的晶体，大多数为对称性较小的晶系， 如三斜、单斜等，值得注意的是，纤维结晶中常常 会出现同质多晶现象，即在不同的纺丝过程和纺丝
它还赋予纤维一定的平滑性，使纤维在摩擦过程中不受损伤，
并有良好的手感，在纺丝时能顺利通过卷绕、拉伸、干燥等工
序；
还能消除纺织加工过程中的静电作用，减少毛丝及断头等不正
常情况，保证纤维产品的质量。
重点 （1）简述熔体纺丝的过程和特点 （2）熔体纺丝的基本规律 （3）取向结晶机理
思考题：为什么取向使 结晶速率大大增加
不同品种的纤维根据需要可以适当地改变冷却方式。
第六章-2-熔融纺丝
图
（3）影响取向的因素
①聚合物分子量：M ②卷绕速度 纺程上不结晶时：VL↑，使σxx Δn ↑ 纺程上结晶时：VL↑，使σxx ↑ 微晶取向↑ 进一步使VL↑↑，Δn 变化缓慢 ③熔体泵供量（细度不变）：W ↑ Δn↓ ④ 纤维细度（泵供量不变） ：d↓ Δn ↑ ⑤环境介质温度的影响：Ts ↑ Δn↓ ⑥熔体温度的影响：To ↑ Δn↓ ηe ↑ σxx ↑ Δn ↑
两个重要的结论： （1）在横吹风时（Vx =0， V y=a）的传热系数为纵向吹风（Vx=a， Vy=0）时的两倍
（2）在纺丝线上丝条冷却的控制因素是变化的
=0.428A-0.3332Vy0.334 =0.428A-0.333Vx0.334 在纺程上部, Vx<<8Vy（Vy/ Vx >>0.125）时 在纺程下部, Vx>>8Vy（ Vy/ Vx << 0.125）时
卷曲，上油，切断和打包整个工序。
长丝的后加工－拉伸
拉伸加捻示意图 1—筒子架 2—卷绕丝筒 3，8—导 丝棒 4—喂入辊 5—上拉伸盘 6—加热器 7—下拉伸盘 9—钢领 10—筒管 11—废丝轴 12—钢丝圈
拉伸加捻流程
POY丝假捻变形的加工
POY丝假捻变形的加工原理
利用纤维的热塑性，经 过“变形”和热定型而制得 的高度卷曲蓬松的弹力丝。 加捻、热定型、解捻这 三个过程在同一台机器上完 成。
②表面张力Fs
纺丝液的拉伸流动使流体比表面积增大，但表面张力 要使液体表面趋于最小， Fs是一种抗拒拉伸的作用力 。 Fs=2π(R0-Rx) λ Fs仅在液态区域内起作用；熔纺中一般很小，除了纺 低分子量物料外可忽略。
③摩擦力Ff
高分子材料基础复习题答案
高分子材料基础复习题答案(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子复习一、名词解释1、单体单元：与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元。
2、重复单元：重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
也称重复单元、链节。
3、构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
4、构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)，是物理结构。
5、柔顺性：高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
6、熔体纺丝：是将聚合物加热熔融，通过喷丝孔挤出，在空气中冷却固化形成纤维的化学纤维纺丝方法。
7、胶粘剂：它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。
8、生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶，一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。
9、硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
10、应变：材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变，通常以单位长度（面积、体积）所发生的变化来表征。
11、弹性模量：是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征。
12、塑料：塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
13、功能高分子材料：具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物。
14、复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。
15、缩聚反应：通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的反应。
16、结构单元：聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团。
非织造学真题试卷
1、非织造材料:定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫。
2、非织造的根本原理〔过程〕:纤维〔原料〕的选择；成网；干法成网、湿法成网、聚合物挤压成网。
纤网加固〔成形〕；后整理与成形；非织造布测试；非织造产品应用。
聚合物直接成网法：利用化学纤维纺丝原理，在聚合物纺丝成形过程中使纤维直接铺置成网，然后纤网经机械、化学或热方法加固而成非织造布。
1、纺丝成网法：〔1〕熔融纺丝直接成网法〔纺黏法为主要纺丝成网法〕在熔融纺丝的同时，边抽丝边使连续的长丝铺网，再经加固而形成非织造布。
〔2〕干法纺丝直接成网法〔闪纺法〕美国杜邦公司将高聚物溶解在溶剂中，然后由喷丝孔挤出，使溶剂快速挥发而成为纤维，同时承受静电分丝法使纤维分别后分散成网，经热轧加固形成非织造布。
〔3〕湿法纺丝直接成网法高聚物纺丝溶液通过喷丝孔挤出，再进入凝固浴中形成纤维后得到纤网，经加固后制成非织造布。
2、熔喷法：在抽丝时，承受高速热空气对挤出的细丝进展拉伸，使其成为超细纤维，再分散到多孔滚筒或网帘上形成纤网，然后经自黏合或热黏合加固而制成非织造布。
3、膜裂法〔原纤化技术成网法〕：将聚合物吹塑成纤维片状膜，再经针割或刀切方法，让纤维片状膜形成孔洞，在牵伸时，膜变成纤维状而成为膜裂纤网。
3、成纤高聚物应具备那些根本性质？〔1〕聚合物分子量及其分布〔2〕高分子链构造对成纤高聚物性质影响〔3〕成纤高聚物分子间的作用力〔4〕高分子构造与结晶力气〔5〕成纤高聚物的热性质4、什么是熔体指数〔MFI〕？在确定的温度下，熔融状态的高聚物在确定负荷下，10 分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量，单位为g/10min，熔体指数越大，流淌性越好。
5、成纤的方法有哪些？熔体纺丝：将高聚物通过加热使其成为熔融状态而进展纺丝的方法。
直接纺丝，切片纺丝溶液纺丝：将高聚物溶解在特定的溶剂中制成纺丝溶液，然后进展纺丝。
一步法：直接利用聚合得到的高聚物溶液做纺丝原液。
熔体纺丝纤维成型原理
熔体纺丝纤维成型原理介绍熔体纺丝纤维成型是一种常见的纺织加工方法，通过加热和拉伸熔化的高分子材料，使其变成连续的纤维状，用于制造各种纺织品。
本文将深入探讨熔体纺丝纤维成型的原理及其工艺。
基本原理熔体纺丝纤维成型的基本原理是将熔融的高分子材料通过喷射、旋涡或挤出等方式形成连续的纤维。
具体的原理可以分为以下几个步骤：1. 加热和熔融首先，将高分子材料加热至其熔点以上，使其变为熔融状态。
高分子材料的熔点因材料的不同而不同，一般在几百摄氏度到千摄氏度之间。
2. 熔体输送将熔融的高分子材料通过泵或螺杆等装置输送到纺丝装置中。
在输送过程中，需要保持熔体的温度和压力，以确保顺利进行下一步操作。
3. 纺丝成形在纺丝装置中，通过不同的方式进行纺丝成形。
常见的方式有喷射纺丝、旋涡纺丝和挤出纺丝。
3.1 喷射纺丝喷射纺丝是将熔体通过喷嘴喷射出来，形成连续的纤维。
喷嘴通常有很多小孔，熔体经过小孔后迅速冷却凝固，形成纤维。
喷射纺丝适用于生产细纤维。
3.2 旋涡纺丝旋涡纺丝是将熔体喷射到旋转的输送气流中，通过离心力的作用将其拉伸成纤维。
旋涡纺丝适用于生产中纤纤维。
3.3 挤出纺丝挤出纺丝是将熔体通过挤出机的挤出口挤出，形成连续的纤维。
挤出纺丝适用于生产粗纤维。
4. 冷却和拉伸成形的熔体纤维需要经过冷却和拉伸处理。
冷却可以固化纤维，拉伸可以提高纤维的强度和拉伸性能。
5. 收集和卷绕最后，完成的纤维被收集起来，并通过卷绕装置进行卷绕。
卷绕的方式通常根据需要选择，可以是平板卷绕、筒形卷绕或其他形式。
工艺参数熔体纺丝纤维成型的工艺参数对成品的质量有重要影响。
以下是一些常见的工艺参数：1.温度：熔体的温度对纤维的形成和性能有影响，需要根据具体材料选择合适的温度。
2.压力：熔体的压力决定了纤维的形状和尺寸，过高或过低的压力都会影响纤维的质量。
3.拉伸速度：纤维的拉伸速度会影响纤维的强度和拉伸性能，需要根据要求进行调节。
4.冷却方式：不同的冷却方式会导致纤维的结构和性能产生变化，可以选择气体冷却、水冷却等方式。
化纤概论习题
一、名词解释合成纤维:用石油、天然气、煤以及农副产品为原料经一系列化学反应制成合成高聚物、再经纺丝后处理等加工制得的纤维.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制得的纤维.复合纤维:在一根纤维上沿纤维轴向同时存在着两种或两种以上高聚物的纤维.异形纤维:用非圆形喷丝孔或中空喷丝孔纺制的纤维.初始模量:也称弹性模量纤维在外力作用下伸长1时所需要的应力.表征纤维对小形变的抵抗能力.着火的纤维离开火源而纤维继续燃烧时环境中氮和氧混合气体内含氧最低分率表征纤维的燃烧性能.极限氧指数:易染色:可以用不同类型的燃料染色在采用同种燃料染色时染色条件温和、色谱齐全、色泽均匀、坚牢度好.熔体纺丝:聚合物熔体或聚合物切片在螺杆挤压机中熔融以后被压送至各纺丝位、经计量泵定量送入纺丝组件通过喷丝孔挤出冷却、卷绕成丝的纺丝方法.湿法纺丝纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后送至纺丝机通过纺丝泵计量经烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头帽从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散浴中的凝固剂向细流内部扩散于是聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维。
干法纺丝从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入纺丝甬道通过热空气的作用溶液细流中的溶剂快速挥发并被热空气流带走。
溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。
POY:在3500m/min以下纺丝得到的预取向丝.UDY:在1300m/min以下纺丝得到的未拉伸丝.PAN结晶:PAN 中存在着强极性氰基其中碳原子带正电荷氮原子带负电荷整体形成一个偶极子同分子内的氰基极性方向相同相互排斥相邻的PAN分子中的氰基极性相反相互吸引这种复杂的作用使PAN成为一种不规则的螺旋体结构是两维有序的称为准晶.二、化纤概论部分第一章基本概念及纤维主要品质指标1、何谓纤维的初始模量2、推导回潮率和含湿率的关系.3、画图说明在应力应变曲线上屈服点的三种求法第二章聚酯纤维1、BHET有哪几种工业化生产方法各有何特点制备方法主要有三种酯交换法、直接酯化法、直接加成法三种工艺路线各有特点:酯交换法历史悠久技术成熟产品质量好而稳定目前仍广泛采用但其工艺过程长设备多投资大且需要大量甲醇甲醇和乙二醇回收量大增加设备和能量消耗。
熔体纺丝(melt spinning)工艺原理
冷卻速率增加，結晶所需時間降低，結晶速率隨
紡速提高而增加。
取向使結晶速率大大增加的原因，可以概括為兩類： 一，從結晶理論的角度看，大分子取向區域越大， 生成晶核的臨界溫度也越高，因此，在熔體冷卻的 過程中，取向高的體系能夠在較高的溫度下形成晶
核，取向低的體系則相反，必須有較大的過冷度才
能形成晶核。
取向度的測定：一般用取向因數f 表徵。
該式用於表徵單軸取向中結構單元的取向，υ
表示單元晶胞某晶軸與纖維軸的平均夾角，當
結構單元完全平行于纖維軸時，υ=0，f=1；
垂直于纖維軸時，υ=90度，f=0.5 。
二 熔體紡絲過程中的結晶
熔體紡絲線上的結晶是控制絲條固化的一個極
重要的動力學過程。紡絲線上的結晶對捲繞絲的結構
流一經固化，就有巨大的抗張能力，所以熔紡的捲繞速
度比濕紡為高，一般在1000～1500米/分，噴絲頭拉伸 比（捲繞速度與熔體從噴絲孔噴出速度之比）也比濕紡 時高。
三、上油
熔紡纖維剛成形時幾乎是幹的，容易積聚靜電，纖
維間的抱合力差，與設備的摩擦力大，因此在捲繞前要 經過給油、給濕處理。
對於吸水性較大的聚醯胺纖維還可以防止繞在筒 管上的絲條再度吸水，以致發生縱向膨脹而出現松圈 和塌邊等現象。 化學纖維在紡絲和紡織加工過程中因不斷摩擦而 產生靜電，必須使用助劑以防止或消除靜電積累,，同 時賦於纖維以柔軟、平滑等特性，使其順利通過後道
熔體紡絲過程中的參數可以歸為三類
第二節 熔體紡絲過程的運動學和動力學
紡絲線上直徑的變化和速度的分佈
從速度分佈，可求出拉 伸應變速率（軸向速度 梯度）
根據拉伸應變速率的 不同，把整個紡絲線 分成三個區域
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熔体纺丝定义
熔体纺丝定义
熔体纺丝是一种制备纤维的方法，它利用高分子材料的熔融状态将其
挤出成细丝，并在空气中冷却和固化。
该方法广泛应用于纤维、薄膜、管材等领域，并有着广泛的应用前景。
一、熔体纺丝的基本原理
熔体纺丝是利用高分子材料在加热条件下从固态转变为液态，经过特
定的挤出系统将其挤出成细丝，然后通过空气或其他方式进行冷却和
固化。
这个过程主要包括以下几个步骤：
1.高分子材料加热：将高分子材料放入挤出机中，在一定的温度和压力下加热。
2.挤出成形：在加热条件下，高分子材料从机头中挤出成细丝。
3.冷却固化：将挤出来的细丝通过空气或其他方式进行冷却和固化，使其变得坚硬并具有所需的物理性能。
二、熔体纺丝的分类
根据不同的加工方式和设备类型，熔体纺丝可以分为以下几种：
1.单丝熔体纺丝：将高分子材料从单一的机头中挤出成细丝。
2.多丝熔体纺丝：将高分子材料从多个机头中挤出成多根细丝，然后通过特定的方式进行合并。
3.微纳米级熔体纺丝：利用电场、气流等特定条件对高分子材料进行加工，制备出微小尺寸的纤维或薄膜。
三、熔体纺丝的应用
由于熔体纺丝具有制备成本低、生产效率高、产品性能优良等优点，
因此在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：
1. 纤维制备：利用熔体纺丝技术可以制备各种类型的合成和天然纤维，如聚酯、聚酰胺、聚乙烯等。
2. 薄膜制备：通过控制挤出速度和冷却方式，可以制备各种类型的薄膜，如聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜等。
3. 医疗器械：熔体纺丝技术可以制备出具有良好生物相容性的材料，用于制备医用敷料、人工血管等医疗器械。
4. 环保材料：利用可降解高分子材料进行熔体纺丝制备，可以制备出可降解的环保材料，如可降解塑料袋、餐具等。
四、熔体纺丝的优缺点
1. 优点：
（1）生产效率高，可以大批量生产；
（2）生产成本低，适合大规模生产；
（3）产品性能优良，具有较高的强度和耐磨性；
（4）可以制备出各种类型的高分子材料。
2. 缺点：
（1）对原始材料要求较高；
（2）设备成本较高；
（3）对操作人员技术要求较高。
五、总结
综上所述，熔体纺丝是一种广泛应用于纤维、薄膜、管材等领域的制
备方法。
它通过将高分子材料加热到一定温度下挤出成细丝，并在空
气中冷却和固化来制备纤维。
熔体纺丝具有生产效率高、生产成本低、产品性能优良等优点，但对原始材料要求较高、设备成本较高、对操
作人员技术要求较高。