熔体纺丝工艺与质量控制 熔纺成型基本原理 熔体纺丝工艺原理 - 基本规律和主要参数.ppt

根据拉伸应变速率的不同，把整个纺丝线分成三个区域 第一区：在直径膨化最大的地方，离喷丝板10mm； 第二区：发展拉伸流动的主要区域，通常在50~150CM； 第三区：丝条已基本固化，不再明显流动。 初生纤维结构的形成和发展主要是指纺丝线上聚合物的取向和结晶。 一 熔体纺丝过程中的取向作用 纺丝过程中发生取向是纤维制造中重要的结构形成过程之一。对成品纤维的取向贡献最大的不是纺丝工序，而是拉伸工序。在纺丝过程中得到的取向度，即预取向度，对拉伸工序和成品纤维的取向度有很大的影响，对结晶动力学和晶体形态也有一定的影响。 两种取向机理： （1）处于熔体状态下的流动取向机理：包括喷丝孔中切变流场中的流动取向和出喷丝孔后熔体细流在拉伸流场中的流动取向 T高，τ小，取向小，可忽略 控制取向的速度场：轴向速度梯度，主要 （2）纤维固化之后的形变机理 是一种橡胶网络取向拉伸，对卷绕丝的取向度也有贡献，大小取决于形变比 取向度的测定：一般用取向因子f 表征。 该式用于表征单轴取向中结构单元的取向，φ 表示单元晶胞某晶轴与纤维轴的平均夹角，当结构单元完全平行于纤维轴时，φ=0，f=1；垂直于纤维轴时，φ=90度，f=0.5 。 二、熔体纺丝过程中的结晶 熔体纺丝线上的结晶是控制丝条固化的一个极重要的动力学过程。纺丝线上的结晶对卷绕丝的结构和性能起决定作用。 （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，一是卷绕丝本身的晶态结构，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条件下，生成不同的晶型。例如：聚丙烯（PP）在快速冷却时形成六角次晶，而在缓慢固化时形成单斜晶体 。 熔体纺丝工艺原理 --纺丝过程中的基本规律 和主要参数 基本规律 1）纺丝线上的任何一点上，高聚物的流动是“稳态”的和连续的。 2）纺丝线上的主要成形区域内，占支配地位的形变是单轴拉伸。 3）纺丝过程是一个状态参数（T,σ，C）连续变化的非平衡态动力学变化。 4）纺丝动力学包括几个同时进行并相互联系的单元过程，如流体力学过程，传热、传质，结构和聚集态变化过程等。 熔体纺丝过程中的参数可以归为三类 纺丝线上直径的变化和速度的分布 从速度分布，可求出拉伸应变速率（轴向速度梯度）