第6 - 2章融纺.pptVIP

第六章 化学纤维成型原理;第二节 熔体纺丝(melt spinning)原理 一.熔体纺丝工艺;1.熔纺纤维的纺丝成型;直接纺：单体聚合 高聚物熔体; ;喷丝孔及导孔形状;;纤维的卷绕成型;长丝卷绕机; 长丝的后加工; 长丝的后加工－拉伸;拉伸加捻示意图;POY丝假捻变形的加工;POY丝假捻变形的加工原理;短纤维集束 ;短纤维拉伸;二.熔体纺丝的运动学和动力学;衍添黄剿瘸扳琐核裂译犬爸税兰连疹陇晾奉痞怪笛酝络就琅碰沏莎船抓拔第6 - 2章融纺第6 - 2章融纺;纺丝线上发生结晶, 存在着一处丝条直径急剧减小的位置.;; Ⅱ区的?出现极大值，是熔体细流向初生纤维转化的重要过渡阶段，是发生拉伸流动和形成纤 维最初结构的主要区域，因此是纺丝成形过程最重要的区域。 Ⅱa:拉伸流动的主要区域,对纤维的均匀性影响很大. Ⅱb：结构形成的主要区域，拉伸流动取向↑;如果VL很大,可能发生大分子结晶 Ⅲ区中纤维的初生结构继续完成: 拉伸形变取向↑ 结晶 形态结构形成;(1)熔体纺丝线上的力平衡 分析从喷丝头(x=0)到离喷丝头x处 的一段纺丝线(上脱离体)： Fr(x)=Fr(0)+Fs+Fi+Ff-Fg ;;;;; ④惯性力Fi;分析从离喷头x处到离喷头L处的一段纺丝线 (下脱离体)：;; 在4000m/min的纺速下，纺丝应力 沿纺程几乎单调增加。 当纺速更高纺丝线上出现颈缩现象 时，颈缩点附近纺丝应力急剧增大。;3.熔体纺丝线上的传热及温度分布;(1)轴向温度分布;Cp和W通常可视为常数，在a* 确定后，可求得纺程上x处的温度T(x)。;(2)冷却长度Lk;(3)丝条冷却的传热系数;又∵ A=πd2/4;(2)径向温度分布;三.熔体纺丝中纤维结构的形成;;;;1.取向机理;2.沿纺程取向的发展;（2）对于纺程上发生结晶的聚合物;（3）影响取向的因素;（二）熔纺过程中的结晶1.纺丝线的等温结晶动力学 由Avrimi方程式：（1-θe）=exp（-κtn） 由三个不同的区域组成：（1）结晶诱导期：此区的结晶度低 且上升缓慢（2）结晶进行期：结晶度急剧增加。（3）结晶结束期：结晶趋于稳定。 结晶度随结晶时间有分布。 ;;; 动力学结晶能力G是从准等温的角度来考虑非等温 结晶过程的基本物理参数。 G的意义：某一聚合物从熔点Tm以单位冷却速度降 低至玻璃化温度Tg时，所得到的相对结晶度。 通过等温结晶动力学方法，得出了非等温条件下的 相对结晶度，为预示熔体纺丝在非等温条件下卷绕丝所 能达到的结晶度提供了依据。 到达卷绕装置时，丝条的 结晶度近似为： ;采用温度分布关系式，d和a* 都应用在温度T* 时 的值，可得到卷绕丝的结晶度为: D——半结晶宽度 ; 从该式推断影响卷绕丝的结晶度的因素： （1）材料特性K*、D和T*： Q(tL)随K*、D增加而增加，随T*增加而减小。 （2）与冷却速率有关系的参数（a*、ρ、Cp）和Ts Q(tL)随a*增加而减小，随ρ 、Cp 、Ts增加而增加 （3）纺丝运动学参数v0、vL和W Q(tL)随v0、W增加而增加，随vL增加而减小 上述结论仅考虑了热历史，而未考虑纺丝应力的影响，因此个别结论与 纺速实验不符。原因是纺程上发生了的取向结晶。;;;;（2）纺丝线上的取向结晶特点;;②结晶温度及结晶速率受取向度影响 ;