熔体复合纺丝综合实验.docVIP

天津工业大学 大型综合实验 实验报告 题目：熔体复合纺丝综合实验 姓 名 张峰 学 院 材料科学与工程学院 专 业 材料093 学 号 0910210419 2012年 8 月 30 日 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。 （2）工艺参数及计算 A.温度设置（单位：℃） A螺杆1区 A螺杆2区 A螺杆3区 A螺杆管道 A螺杆计量泵 B螺杆1区 B螺杆2区 B螺杆3区 B螺杆管道 B螺杆计量泵 180 240 255 255 255 180 230 250 255 255 B.卷绕参数（单位：m∕min） 导丝盘1 导丝盘2 导丝盘3 卷绕速度 800 850 500 800 C.纤度：34.7dtex 3.实验结果与分析 A.纤维截面形状显微摄影 皮芯现象明显。 B．断裂强力-伸长曲线 断裂强力cN 断裂强度cN∕dtex 断裂伸长mm 断裂伸长率％ 初始模量cN∕dtex 17.61 0.507 2.271 22.71 6.51 4.结论 随着物质生活水平的提高，人们对纺织品的要求不再局限于保暖、舒适等原有的基本特性。根据纺织品的不同用途，人们还希望其具有保健、安全等特殊功能，如抗菌、防螨、负离子、远红外、防紫外线、防毒、阻燃、防电磁波辐射、磁疗、香味、吸湿排汗、防油防水等。熔体复合纺丝作为具有结合各种物质特点的优势，在仿制功能化、高性能的差别化纤维中占据重要地位。 参考文献： [1] 潘华先,程定超. 医用敷料的发展及概况[J]. 国外医 学生物医学工程分册,1994,17(4) :206～210 [2] 牛梅,魏丽乔,王淑花,侯文生,许并社. 纳米抗菌剂/羊毛纤维复合新方法[J]. 复合材料学报, 2006,(01) . [3] 蔡磊. PET/PTT双组分复合纤维成型工艺和性能研究[D]. 东华大学, 2010 [4] 单晓辉. 相变材料微胶囊的制备及其在纺织品中的应用[D]. 北京服装学院, 2010 [5]余晓蔚,王华平,汤建中. 皮芯复合纤维及其成形理论[J]. 聚酯工业, 1999,(03) .