熔體直紡細(xì)旦扁平128 dtex/144f滌綸POY質(zhì)量提高的對(duì)策分析

胡 軍

（新鳳鳴集團(tuán)（湖州）中石科技公司，浙江湖州 313021）

熔體直紡細(xì)旦扁平128 dtex/144f滌綸POY質(zhì)量提高的對(duì)策分析

胡 軍

（新鳳鳴集團(tuán)（湖州）中石科技公司，浙江湖州 313021）

對(duì)在熔體直紡80位/線上應(yīng)用環(huán)吹風(fēng)冷卻方式生產(chǎn)細(xì)旦扁平絲128 dtex/144 f滌綸POY工藝進(jìn)行全面系統(tǒng)分析，結(jié)果表明，選擇適當(dāng)?shù)娜垠w粘度和熔體端羧基值，控制合適的熔體輸送溫度和紡絲溫度，在55 mm無(wú)風(fēng)區(qū)條件下，通過(guò)采用優(yōu)化冷卻成型條件、降低卷繞速度等措施，產(chǎn)品的AA率達(dá)到97%以上，生產(chǎn)出強(qiáng)度高、條干值小的扁平細(xì)旦滌綸POY。

細(xì)旦 滌綸POY 端羧基 紡絲工藝

熔體直紡大規(guī)模生產(chǎn)細(xì)旦多孔滌綸POY目前已經(jīng)很普遍，利潤(rùn)空間十分狹窄。新上大規(guī)模聚酯紡絲廠家紛紛擴(kuò)大異形細(xì)旦POY的生產(chǎn)，希望獲取較好的效益。由于細(xì)旦扁平滌綸制作的織物光澤亮、布面蓬松、平整、起毛效果好等特點(diǎn)，一些下道客戶(hù)紛紛訂購(gòu)細(xì)旦扁平POY進(jìn)行后加工。我公司經(jīng)過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)，批量生產(chǎn)出144f、192f、288f的多孔細(xì)旦扁平絲。現(xiàn)以128 dtex/144f扁平滌綸POY為例，分析如何通過(guò)工藝調(diào)整來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得高附加值的產(chǎn)品。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

PTA：工業(yè)級(jí)，恒力大連石化公司產(chǎn)。

EG：工業(yè)級(jí)，揚(yáng)子石化公司產(chǎn)。

PET熔體：特性粘度（0.635±0.003）dL/g，熔點(diǎn)261℃，端羧基含量32～34 mol/t。

紡絲油劑：德國(guó)雙“S”公司專(zhuān)用油劑（有效成分88%、配油濃度10%）。

1.2 設(shè)備

酯化、預(yù)縮聚、終縮聚反應(yīng)釜和熔體輸送管道，康泰斯公司提供。

TR-224HP型增壓泵，瑞士Maag公司產(chǎn)。W型箱體和外環(huán)吹裝置，蘇拉紡織機(jī)械公司提供。W INGS-40T12頭卷繞設(shè)備，歐瑞康公司提供。

1.3 工藝流程

聚酯終聚釜→熔體泵→聚酯熔體冷卻器→熔體過(guò)濾器→增壓泵→紡絲熔體冷卻器→靜態(tài)混合器→計(jì)量泵→W型紡絲箱體→異形噴絲板→環(huán)吹風(fēng)冷卻→油嘴上油→卷繞成型

1.4 主要指標(biāo)及測(cè)試條件

表1為128 dtex/144 f扁平滌綸POY的主要指標(biāo)及采用的設(shè)備和測(cè)試條件。

表1 128 dtex/144f扁平滌綸POY物性指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

2.1 熔體粘度對(duì)強(qiáng)伸度的影響

細(xì)旦扁平128 dtex/144 f POY因紡絲拉伸倍數(shù)高，導(dǎo)致剩余伸長(zhǎng)低，強(qiáng)度損失大，同時(shí)紡絲過(guò)程中熔體在噴絲孔中流動(dòng)性差，在一條線80個(gè)位批量生產(chǎn)該品種情況下，熔體在管道中停留時(shí)間長(zhǎng)，造成降解大，生產(chǎn)滿(mǎn)卷率也較低。在其它條件不變的情況下，通過(guò)對(duì)熔體粘度的降低和熔體端羧基的提高，POY的強(qiáng)伸度反而能夠提高，斷頭次數(shù)明顯下降，滿(mǎn)卷率得到提高，經(jīng)分析可能是高粘度下熔體均勻性差造成強(qiáng)伸度CV值大而導(dǎo)致強(qiáng)伸度低的原因。表2為不同的粘度對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品強(qiáng)伸度。

表2 熔體特性粘度對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)伸度的影響

較高的粘度下，聚合物分子量高，熔體流動(dòng)性差，纖維的強(qiáng)度較高、伸長(zhǎng)較低；逐步降低粘度，雖然強(qiáng)度稍微下降，但是伸長(zhǎng)顯著提高；當(dāng)粘度過(guò)低時(shí)，強(qiáng)度下降較多，而伸長(zhǎng)卻沒(méi)有繼續(xù)提高。經(jīng)過(guò)摸索，發(fā)現(xiàn)熔體粘度在0.635 dL/g左右可以得到最佳的強(qiáng)伸度。

2.2 端羧基值對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性的影響

細(xì)旦扁平POY在紡制過(guò)程中，噴絲板面容易受到降解的小分子揮發(fā)物污染，板面容易粘板而斷頭。紡絲鏟板后不到24 h就斷頭，生產(chǎn)效率和滿(mǎn)卷率低，經(jīng)濟(jì)效益受到影響。生產(chǎn)上需要通過(guò)抑制熔體的降解程度才能提高滿(mǎn)卷率。熔體在管道輸送過(guò)程中的降解主要受輸送溫度、停留時(shí)間和熔體自身質(zhì)量的影響。當(dāng)生產(chǎn)細(xì)旦多孔扁平POY時(shí)，熔體流量小，停留時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，只有適當(dāng)?shù)亟档洼斔蜏囟炔拍軠p少降解。熔體粘度越低，相應(yīng)輸送溫度較低，熔體降解也較小。熔體粘度控制在0.632～0.635 dL/g范圍內(nèi)，將紡絲冷卻器出口熔體溫度由282℃降到279℃以下，無(wú)油絲的粘度降控制在0.015 dL/g以?xún)?nèi)，但是還不能明顯提高產(chǎn)品AA率到95%以上。國(guó)內(nèi)有文獻(xiàn)報(bào)道，端羧基控制在30～34 mol/t之間反而能夠抑制熔體在輸送過(guò)程中降解［1］。結(jié)合本公司使用康泰斯三釜聚合裝置工藝技術(shù)特點(diǎn)，將熔體端羧基由28 mol/t逐步提高到34 mol/t，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)油絲的粘度降在0.008 dL/g以?xún)?nèi)，紡絲滿(mǎn)卷率提高到97%，如表3所示。

表3__不同的端羧基對(duì)應(yīng)的無(wú)油絲和對(duì)產(chǎn)品滿(mǎn)卷率的影響

2.3 熔體輸送溫度和紡絲溫度對(duì)斷頭及產(chǎn)品質(zhì)量的影響

熔體在輸送過(guò)程中存在一定的降解，既要考慮到熔體的壓力降和流動(dòng)均勻性，又要盡可能減少熔體的降解。依據(jù)本套裝置的熔體特性，采用低溫輸送有利于紡絲穩(wěn)定性。當(dāng)熔體換熱器出口溫度超過(guò)283℃以上時(shí)，熔體在管道中降解程度大，紡絲板面粘板、飄絲斷頭較多，滿(mǎn)卷率低。當(dāng)熔體換熱器出口溫度低于276℃以下時(shí)，熔體流動(dòng)性差，熔體容易出現(xiàn)層流現(xiàn)象［2］，即使通過(guò)帶有靜態(tài)混合器的熔體管道，熔體仍然出現(xiàn)不均勻流動(dòng)，體現(xiàn)在管道熔體交接點(diǎn)處壓力異常波動(dòng)幅度大，熔體壓力損失大。紡絲噴絲板面出現(xiàn)大量“硬頭絲”、“竹節(jié)絲”等不良現(xiàn)象。工藝對(duì)熔體換熱器出口溫度逐步調(diào)整到278℃，管道氣相伴熱溫度調(diào)整到280℃時(shí)，紡絲狀況良好。如表4所示。

2.4 冷卻條件對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性及條干的影響

生產(chǎn)扁平絲，既要考慮產(chǎn)品的扁平度，又要考慮生產(chǎn)穩(wěn)定性和后加工的質(zhì)量。扁平度主要受?chē)娊z板孔規(guī)格、無(wú)風(fēng)區(qū)、紡絲溫度、冷卻速度綜合方面的影響。在噴絲板孔規(guī)格一定的條件下，無(wú)風(fēng)區(qū)對(duì)扁平度影響最大。經(jīng)過(guò)對(duì)異型孔噴絲頭拉伸和剪切速率的計(jì)算，選擇0.6 mm×0.06 mm規(guī)格的噴絲板板較為合適。無(wú)風(fēng)區(qū)越高，冷卻越緩慢，產(chǎn)品的伸長(zhǎng)越大，條干均勻性變差，扁平度減小，紡絲并絲多，斷頭也多；但無(wú)風(fēng)區(qū)過(guò)低，板面溫度容易降低，噴絲板孔出現(xiàn)注頭絲多，紡絲斷頭也增加。故一方面考慮生產(chǎn)穩(wěn)定性，另一方面又考慮產(chǎn)品的加工性能，因此研究了不同的無(wú)風(fēng)區(qū)和冷卻條件對(duì)生產(chǎn)影響，如表5所示。

表5 無(wú)風(fēng)區(qū)和冷卻風(fēng)量大小對(duì)物性指標(biāo)的影響_

從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，選擇55 mm無(wú)風(fēng)區(qū)和18 Pa的冷卻風(fēng)量，能夠得到合適的伸長(zhǎng)率和扁平度，同時(shí)條干CV也較小，紡絲生產(chǎn)正常，能夠滿(mǎn)足后加工的質(zhì)量要求。

2.5 紡絲上油和卷繞速度對(duì)生產(chǎn)的影響

128 dtex/144 f扁平POY絲束紡絲張力大，而且孔數(shù)多且為異形截面，絲條不容易上油造成上油不勻率高，油嘴處油劑飛濺嚴(yán)重。卷繞成型后絲餅毛絲多。既要考慮單絲細(xì)上移油架降低紡絲張力，又要保證絲條集束上油時(shí)溫度不超過(guò)60℃，我們采用一種由日本Maruu公司設(shè)計(jì)的具有犁地型效果、扁平孔形狀的油嘴OJ160來(lái)上油［3-4］。該油嘴扁平型、絲道寬、摩擦因數(shù)小，絲條可以平鋪于油孔上，每孔單絲上油充分，代替了大多使用雙油嘴左右分布上油方式來(lái)解決上油均勻性和毛絲問(wèn)題。同時(shí)也降低了紡絲張力，降低了生產(chǎn)成本。

生產(chǎn)細(xì)旦多孔扁平絲POY，卷繞速度的高低取決于產(chǎn)品強(qiáng)伸度的大小，也決定了單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量。保證產(chǎn)品在一定的強(qiáng)伸度條件下盡可能地提高卷繞速度，有利于發(fā)揮效益最大化。本裝置選擇了一定的熔體粘度、輸送溫度、無(wú)風(fēng)區(qū)、噴絲板規(guī)格條件下，卷繞速度設(shè)定在2 600 m/min時(shí)POY強(qiáng)度在2.5 cN/dtex、伸長(zhǎng)120%以上，能滿(mǎn)足下游客戶(hù)的加工。

3 結(jié)論

a）降低熔體粘度，提高端羧基含量到一定的范圍，有利于128 dtex/144f扁平POY強(qiáng)伸度的提高，生產(chǎn)穩(wěn)定好，AA率較高。

b）降低熔體輸送溫度和紡絲溫度，熔體降解小，紡絲過(guò)程中斷頭減少，紡絲狀況穩(wěn)定。

c）試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)較低的無(wú)風(fēng)區(qū)和減小冷卻風(fēng)量，能夠得到較小的條干CV值和較大的扁平度。

d）選擇特殊的油嘴上油和適當(dāng)?shù)木砝@速度，產(chǎn)品外觀良好，紡絲產(chǎn)量得到提高，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 艾寶泉，劉波.PET端羧基含量對(duì)可紡性能的影響及控制［J］.甘肅化工，2002，（2）：11-13.

［2］ 馬英杰，蔡曉嬌，郭群.熔體直紡PET-FDY工藝影響因素的研究［J］.聚酯工業(yè)，2014，27（3）：24-26.

［3］ 晏金龍.熔體直紡205dtex/192 f細(xì)旦扁平滌綸的開(kāi)發(fā)［J］.合成纖維，2012，41（12）：37-39.

［4］ 晏金龍，康愛(ài)旗.多孔超細(xì)旦滌綸預(yù)取向絲上油均勻性的工藝研究［J］.合成纖維，2013，42（10）：38-40.

Counterm easure analysis on quality im p rovem ent of 128d tex/144 f fine denier polyester POY flat yarn by m elt direct spinning

Hu Jun

（New Fengming Group（Huzhou）Sinopec Science and Technology Co.，Ltd.，Huzhou Zhejiang 313021，China）

The process of 128dtex/144 f fine denier polYester POY flat Yarn bY 80/online melt direct spinning with circular cooling was analYzed.It showed that bYselecting appropriatemelt viscositYand melt end carboxYl value，controlling themelt transfer and spinning temperature，under the condition of no wind area 55 mm，in the optimization of processing and，AA product rate could attained 97%above.And also we could produce fine denier pol-Yester POY flat Yarn with high stretching，low evenness CV value.

fine denier；polYester POY products flat；end carboxYl；spinning process

TQ 342

A

1006-334X（2015）04-0021-03

2015-09-15

胡軍（1976—），河南漯河市人，助理工程師，主要從事滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)管理工作。