今天给大家介绍一下：高速纺丝工艺流程

    高速纺丝的原理与常规纺丝一样，但由于纺丝速度提高后，纺程上的张力增加，对熔体的要求更高。所以POY的工艺流程与UDY有所不同。它是由干燥后的切片进行熔融挤出、纺丝、高速卷绕而成的初生丝。POY的生产工艺流程为干切片→熔融挤出→预过滤→混合→计量→过滤→纺丝→冷却成形→上油→卷绕→POY筒子。

1.熔融挤出

    经预结晶、干燥的聚酯切片进入螺杆挤出机。螺杆挤出机具有切片的供给、熔融挤出、混合和计量挤出等功能。聚酯切片从加料口进到螺杆挤出机的螺杆螺槽中，由于螺杆的转动，把切片携向前进，切片不断吸收加热装置供给的热量；另一方面，因切片与切片、切片与螺杆及套筒的摩擦以及液层之间的剪切作用，一部分机械能转化为热能，切片在前进过程中温度升高而逐渐熔化成熔体。熔化过程中聚酯高聚物在温度、压力和形态等方面发生变化，由固态(玻璃态)转变为高弹态，随着温度的进一步提高，出现塑性流动，成为粘流体(粘流态)。粘流态的聚酯大分子在螺杆的推进和螺杆出口的阻力作用下，熔体均匀混合，且压力增高，将熔体挤出。这一过程称为熔融挤出过程。

    螺杆挤出机有卧式和立式两种类型，螺杆在空间呈水平安装的为卧式，呈垂直安装的为立式。卧式螺杆挤出机装拆和维修方便，但螺杆呈外伸梁，计量段容易磨损。立式螺杆挤出机的螺杆不易弯曲，头部磨损少，但厂房高度增加，装拆和维修比较麻烦。目前，螺杆挤出机一般采用卧式。

    螺杆挤出机按螺纹头数和螺杆根数可分为单螺纹、双螺纹、单螺杆及双螺杆挤出机。按螺杆转速的高低可分为普通型(转速小于100r/min)和高速挤压机。近年来，螺杆挤出机的发展速度较快，向大型化、大长径比、高速化方向发展。

2.预过滤

    由于熔体内含有一定的机械杂质和未熔透的凝胶粒子，若直接进行纺丝，不仅影响其可纺性，还影响产品的质量等。因此，为了保证熔体的纯净度，稳定纤维质量，除了在纺丝组件中设置过滤组件外，一般还需在熔体输送管道中或纺丝机的熔体分配管道上设置过滤器，通常称为预过滤器。熔体在纺丝前经过滤器除去机械杂质和未熔透的凝胶粒子，以改善纺丝性能，延长纺丝组件的使用寿命。预过滤器一般为双室过滤，先使用一室，当压力降超过5～10MPa时，则切换过滤器。通常，切换周期为10～20天，切换时间为2～3min。常用的过滤介质有编织金属网、烧结金属纤维毡，外形有呈形、折裥形或平网形。为了提高过滤性能，往往选用两种以上的过滤介质组成过滤元件。

    熔体经预过滤，增加了停留时间，熔体的粘度降增加。因此，如果切片质量好，投料系统无机械杂质带入，可不用预过滤器。

3.熔体分配管道

    熔体分配管道将聚酯熔体输送分配到各纺丝箱体的管道。要求管道尽可能短，送到各箱体的时间均一，管道中熔体散热少，且不存在熔体死角。

4.静态混合

    静态混合是依靠安装在熔体输送管道中的一种混合器实现的。高粘度的聚合物熔体在管道中流动时呈层流状态，因而沿径向形成温度、停留时间和粘度等梯度差异。通过在管道中设置静态混合器，以减少这种差异给纺丝带来的不利影响。切片纺丝时，有时需要添加不同组成的高聚物或某些稳定剂、抗静电剂等多种助剂，为了混合均匀，可在螺杆挤出机的头部装配专用的静态混合器。如以普通聚酯切片与染色母粒混合纺丝制取有色涤纶时，可采用带有静态混合器的螺杆挤出机。静态混合器有两个基本作用：一是对物料的混合作用，即指先把物料分成细流然后混合；二是对物料的混炼作用，即指不断地改变料液的流动状态，从而对料液产生一定的剪切塑化作用。

    因此，在熔体管道中安装静态混合器，可减小因熔体内高粘滞性引起的分层流动，使熔体物理性能均匀。如果熔体在螺杆挤出机内已充分混合，熔体分配管又很少有死角，可省去静态混合器。

5.计量泵

    计量泵是熔体纺丝时使用的高精密度标准件，是纺丝过程中的关键性部件之一。熔体通过计量泵精确地计量并送至喷丝头组件，再从喷丝孔挤出形成纤维，从而保证丝条粗细均匀，同时，计量泵可以使熔体增压，以适应纺丝的需要。

6.纺丝组件

    纺丝组件由喷丝板、分配板、熔体过滤材料等组成。它对由计量泵送来的熔体进行最终过滤，由过滤材料进一步滤去熔体中的机械杂质和凝胶粒子，防止堵塞喷丝孔；使熔体充分混合，防止熔体之间存在粘度差异；将熔体均匀地分配到喷丝板的每一小孔中，形成均匀的细流。对组件的要求是：熔体应均匀地分配到喷丝头的各小孔中，通道阻力相同，组件内不能有死角，以免熔体停留时间过长而发生裂解或形成凝胶；密封和过滤作用良好，使用周期长，组件拆装方便，密封可靠；凡与熔体直接接触的零件需耐高温、耐腐蚀。由于高速纺丝的挤出量大，流动阻力大，因而要求过滤材料的粒度比常规纺丝略大；同时，因纺丝速度高，纺丝时有高的剪切应力，所以喷丝孔的长径比高于常规纺丝。

7.冷却成形

    由喷丝孔喷出的熔体细流在侧吹风作用下凝固成丝条，并受卷绕牵引力的作用，拉伸100～250倍，比常规纺丝约大2～4倍。在熔体凝固和丝条降温的过程中，向周围空气放出大量的热。这些热量主要通过与流动的空气(侧吹风)进行对流传热而被带走。要求丝条的冷却速度均匀，凝固点位置固定，不受周围空气流的影响而产生剧烈的晃动。由于高速纺丝的吐出量大，放出的热量多，故冷却吹风的风速及湿度较高，风温较低。

8.集束上油

    纤维冷却成形后，在进入纺丝甬道之前，进行集束上油，可降低卷绕张力。上油的方式有油盘上油和油嘴上油两种。因高速纺丝的丝条运行速度高，上油量多，一般使用计量泵供给油嘴上油。

9.POY卷绕

    高速纺丝的关键是高速卷绕：在高速条件下，设备运转的平稳性、丝条筒子成形的好坏、操作的便利性等问题比常规纺丝突出。要求卷绕张力、卷绕速度及导丝盘、摩擦辊、横动导丝器往复速度、线速度等在运转过程中保持稳定，以保证初生纤维的结构和线密度均匀。

    POY的卷绕筒子要留有尾丝，以便在加工为DTY的过程中头尾打结，减少生头次数。留尾丝的方式有两种，一种是先在筒管的一端生头，卷绕正常后将丝条引入导丝器进行正常卷绕；另一种是先在筒管上绕底层丝，然后将丝条推到筒管的一端，绕几圈尾丝后再引入导丝器进行正常卷绕。为减少满筒后换筒时的废丝，大多采用自动或半自动换筒卷绕机。

    卷绕机分无导丝盘和有导丝盘两种。由于高速纺丝的卷绕张力高，故一般用无导丝盘卷绕机。