高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)的影響因素探討

孔令根

(江蘇海陽化纖有限公司，江蘇泰州225300)

高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)的影響因素探討

孔令根

(江蘇海陽化纖有限公司，江蘇泰州225300)

采用一步法高速紡設(shè)備生產(chǎn)PA6工業(yè)絲，從原料、設(shè)備和紡絲工藝等分析了生產(chǎn)的影響因素。結(jié)果表明:在生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲時(shí)，應(yīng)保持開車前的工藝管路清潔;PA6切片相對(duì)分子質(zhì)量控制在21 300±200，含水率小于40 μg/g，紡絲時(shí)應(yīng)控制紡絲溫度(292±5)℃，側(cè)吹風(fēng)風(fēng)壓(550±5)Pa，側(cè)吹風(fēng)溫度(16±1)℃，側(cè)吹風(fēng)相對(duì)濕度(90±5)%，紡絲速度2 480 m/min;組件介質(zhì)海砂采用鹽酸酸洗，可保證生產(chǎn)穩(wěn)定，廢絲率僅3.1%。

聚己內(nèi)酰胺纖維 工業(yè)絲 高速紡絲 一步法

江蘇海陽化纖有限公司PA6工業(yè)絲生產(chǎn)線為二步法生產(chǎn)工藝，而國內(nèi)同行大多采用一步法生產(chǎn)工藝。為提高產(chǎn)品檔次，增強(qiáng)市場競爭力，該公司于2009年新建了國產(chǎn)化的高速紡設(shè)備(24個(gè)位)生產(chǎn)線，于2010年投料開車。在開車初期，硬頭、飄絲現(xiàn)象嚴(yán)重，拉伸斷頭頻繁，廢絲率高，生產(chǎn)不穩(wěn)定，且紡位難以開足。作者結(jié)合該設(shè)備開車的實(shí)際情況，分析了生產(chǎn)的主要影響因素，以供同行參考借鑒。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

PA6切片:相對(duì)分子質(zhì)量21 300±200，單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于1.5%，含水率小于等于40 μg/g，江蘇海陽化纖有限公司產(chǎn);油劑:日本竹本公司產(chǎn)。

1.2 主要設(shè)備及檢測(cè)儀器

BWA35G-900/4，BWA35G-600/2型錦綸紡牽聯(lián)合機(jī):擠出機(jī)型號(hào)為JK81A-150×25，北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司制;牽伸輥 RGJ-190×350:北京中紡精業(yè)機(jī)電設(shè)備有限公司制;BWA35G-600/2型、BWA35G-900/4型卷繞頭:北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司制。WGL-2500DT型拉力試驗(yàn)機(jī):桂林奧峰電器制造有限公司制。

1.3 PA6工業(yè)絲生產(chǎn)

PA6工業(yè)絲高速紡生產(chǎn)工藝流程見圖1。生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲斷裂強(qiáng)度為8.56 cN/dtex，斷裂強(qiáng)度不勻率為2.2%，斷裂伸長率為23.6%，斷裂伸長不勻率5.0%，廢絲率3.1%。

圖1 PA6工業(yè)絲高速紡絲生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Flow chart of high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

2 結(jié)果與討論

2.1 工藝管路的清潔

工藝管路包括物料管路、聯(lián)苯管路、供油管路、板面保護(hù)蒸汽管路等。由于高速紡絲時(shí)，絲條與空氣間摩擦力較大，因而絲條在到達(dá)卷繞裝置時(shí)張力很大，這時(shí)若纖維中含有較大直徑的機(jī)械雜質(zhì)，在高的張力下容易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生單絲斷裂，形成毛絲［1］。因此，在開車前，切片料倉及熔體管路都必須吹掃干凈。

紡絲箱體采用聯(lián)苯蒸氣循環(huán)加熱，要求均勻、溫差小。聯(lián)苯管路內(nèi)雜質(zhì)的存在，將會(huì)阻塞聯(lián)苯蒸氣循環(huán)通道，使熔體受熱不均，從而影響紡絲。

高速紡絲為原油直接上油，遇水易產(chǎn)生沉淀，堵塞供油管道。雜質(zhì)的存在會(huì)堵塞油唇，從而導(dǎo)致上油的不均勻，影響絲條的抱合性。因而在供油之前必須清除管路內(nèi)的雜質(zhì)及水漬。

板面蒸汽保護(hù)可減少單體對(duì)噴絲板面的污染，延長噴絲板的使用周期，而雜質(zhì)的存在會(huì)堵塞蒸氣管道，影響保護(hù)效果。

2.2 PA6 切片質(zhì)量

2.2.1 相對(duì)分子質(zhì)量及其分布

PA6切片的相對(duì)分子質(zhì)量必須控制在一定的范圍內(nèi)，相對(duì)分子質(zhì)量過高，PA6的高溫流動(dòng)黏度增加，可紡性下降;相對(duì)分子質(zhì)量過低，纖維的強(qiáng)度受到影響。另外，PA6切片的相對(duì)分子質(zhì)量分布寬，則其可紡性差，紡絲溫度范圍窄，工藝難以控制［2］。實(shí)踐證明，PA6后聚移熱段溫度控制在245～250℃，且相對(duì)分子質(zhì)量控制在21 300±200時(shí)，紡絲狀況較好。

2.2.2 PA6 切片含水率

PA6切片含水率高，易造成PA6高聚物在熔融狀態(tài)下水解，降低熔體黏度，拉伸性能變差，斷頭率增加。因聚合裝置與紡絲裝置相距較遠(yuǎn)，必須采用灌裝運(yùn)輸?shù)霓k法。通過灌裝時(shí)抽真空，發(fā)送間加裝去濕機(jī)取得了較好的效果，供紡絲的切片含水率可控制在40 μg/g以內(nèi)。

2.3 主要生產(chǎn)工藝

2.3.1 紡絲溫度

以1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)為例，紡絲溫度過高，會(huì)使PA6熱分解加劇，黏度降低，易出現(xiàn)氣泡絲、注頭現(xiàn)象;紡絲溫度過低，熔體黏度增大，易出現(xiàn)漏料，硬頭絲等現(xiàn)象［1］。因而紡絲溫度的確定非常重要，經(jīng)過摸索紡絲溫度控制為(292±5)℃時(shí)，紡絲效果最佳(見表1)。生產(chǎn)中設(shè)定螺桿擠出機(jī)Ⅰ ～Ⅵ區(qū)溫度分別為(290，315，315，310，300，295℃，緩冷器溫度300℃，紡絲箱體溫度292℃，且控制波動(dòng)范圍5℃。

表1 紡絲溫度對(duì)PA6可紡性的影響Tab.1 Effect of spinning temperature onspinnability of PA6 industrial yarn

2.3.2 側(cè)吹風(fēng)條件

紡絲的冷卻成形條件必須穩(wěn)定、均勻，特別要避免外界條件的影響，使得熔體細(xì)流在冷卻成型過程中所受的軸向拉力保持穩(wěn)定。在PA6工業(yè)絲生產(chǎn)開車時(shí)，除了要保證側(cè)吹風(fēng)溫度、濕度、風(fēng)壓等參數(shù)穩(wěn)定外，生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要，采取封閉大絲室，控制卷繞間微正壓等措施，收效較好。1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)空調(diào)參數(shù)為:側(cè)吹風(fēng)風(fēng)壓(550±5)Pa，側(cè)吹風(fēng)溫度(16±1)℃，側(cè)吹風(fēng)相對(duì)濕度(90±5)%，大絲室溫度(32±5)℃，大絲室濕度(40±5)%，卷繞間溫度(24±2)℃，卷繞間相對(duì)濕度(60±5)%。

2.3.2 紡絲速度

在開車初期，由于設(shè)備及導(dǎo)絲構(gòu)件處于磨合階段，熱輥絲道也未固定，紡絲速度和拉伸倍數(shù)可適當(dāng)?shù)托?，待生產(chǎn)穩(wěn)定后，視指標(biāo)情況再作調(diào)整。紡絲速度的提高，在一定的范圍內(nèi)可提高纖維的強(qiáng)度，但可紡性下降。從表2可以看出，在生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲時(shí)，紡絲速度控制在2 480 m/min，紡絲狀況好。

表2 紡絲速度對(duì)PA6工業(yè)絲強(qiáng)力及可紡性的影響Tab.2 Effect of spinning speed on strength and spinnability of PA6 industrial yarn

2.4 海砂質(zhì)量

生產(chǎn)中組件過濾介質(zhì)為海砂，采取分級(jí)過濾，并據(jù)紡絲品種按相應(yīng)比例裝填，先粗(17目)后細(xì)(30目)，金屬網(wǎng)密實(shí)。海砂的處理至關(guān)重要，必須先用水泡，去除灰塵雜物，后酸洗，再用水沖至pH值顯中性，450℃烘干4 h，再篩揀，去除破碎物，這樣可減少飄絲現(xiàn)象的發(fā)生，保證紡絲生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3 結(jié)論

a.在高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)過程中，工藝管線的清潔、切片質(zhì)量以及生產(chǎn)工藝條件是影響紡絲工況的主要因素。1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)工藝如下:PA6切片相對(duì)分子質(zhì)量控制在21 300±200，切片含水率小于 40 μg/g，紡絲溫度(292±5)℃，紡絲速度2 480 m/min，紡絲狀況好。

b.生產(chǎn)中海砂采用鹽酸酸洗，450℃烘干4 h，可有效減少飄絲現(xiàn)象。

［1］董紀(jì)震，趙耀明，陳雪英，等.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)［M］.北京:中國紡織出版社，1994:183－240.

［2］梁伯潤.高分子物理學(xué)［M］.北京:中國紡織出版社，2000:166－219.

Influential factors on high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

Kong Linggen
(Jiangsu Haiyang Chemical Fiber Co.，Ltd.，Taizhou225300)

PA6 industrial yarn was produced by one-step process on a high-speed spinning plant.The influential factors on the production were analyzed from the aspects of raw materials，equipments and process.The results showed that the steady production of 1 386 dtex PA6 industrial yarn can be guaranteed with the fiber waste rate of 3.1%by keeping process pipeline clean before start-up，controlling PA6 chip with the relative molecular mass of 21 300 ±200 and moisture content below 40 μg/g，spinning temperature(292±5)℃ and speed 2 480 m/min，cross air pressure(550±5)Pa，air temperature(16±1)℃ and relative humidity(90 ±5)%and washing the spinpack media of sea sand with hydrochloride.

polycaprolactam fiber;industrial yarn;high-speed spinning;one-step process

TQ342+.11

B

1001-0041(2012)05-0070-03

2012-02-17;修改稿收到日期:2012-08-22。

孔令根(1967—)，男，工程師，主要從事化纖生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail:hy.klg@163.com。