当前位置:首页 > Ky体育app介绍

干法纺丝成型原理

发布时间:2023-10-29 作者: Ky体育app介绍

  干法纺丝时,纺丝液由计量泵输送到喷丝头,从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝液细流进入纺丝甬道与热介质(空气或氮气)触摸,通过甬道中热介质的效果,使溶液细流中的溶剂快速蒸腾,并被热介质流带走。溶液细流在逐步脱去溶剂的一起发生浓缩和固化,并在卷绕张力的效果下伸长变细而成为初生纤维[7]。图2-12为干法纺丝的示意图。

  干法纺丝进程中,一般要遭到溶剂从丝条中蒸腾速度的约束,聚合物固化速度较慢,这就决议了干纺工艺的特色:

  (1)纺丝溶液的浓度比湿法高,一般达18%~45%,相应的粘度也高,能接受比湿纺更大的喷丝头拉伸(2~7倍),易制得比湿纺更细的纤维。

  (2)纺丝线上丝条遭到的力学阻力远比湿纺小,故其纺速比湿纺高,一般达300~600m/min,高者可达1000m/min或更高些,但因为遭到溶剂蒸腾速度的约束,干纺速度总比熔纺低。

  (3)喷丝头孔数远比湿纺少,是因为干法固化慢,固化前丝条易粘连,一般干纺短纤维的喷丝头孔数不超越1200孔(最高4000孔),而湿纺短纤维的喷丝头孔数高达数万至十余万孔。因而干法单个纺丝位的出产能力远低于湿纺,干纺一般适于出产长丝。

  纺丝速度首要依据溶剂的蒸腾速度,所以终究挑选的溶剂应使溶液中高聚物的浓度尽或许高,而溶剂的沸点和蒸腾潜热应尽或许低,这样就可削减在纺丝溶液转化为纤维进程中所需蒸腾的溶剂量,下降热能耗费,并可进步纺丝速度。除了技术经济要求以外,还应考虑溶剂的可燃性以满意安全防护要求。最常用的干纺纺丝溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺等。

  因溶剂蒸腾和喷丝头拉伸的效果而缓慢削减;跟着溶剂蒸腾量的削减和丝条的固化,

  图3-13标明,干纺纺丝线上的速度散布与熔纺类似,胀大区根本消失。这是因为干法纺丝时,依据流变要素来看,成型条件挨近于熔纺,纺丝速度较高(600~1200m/min)。

  干纺进程中纺丝线受力的数学表达式要比熔纺难于描绘,因为一些参数的改变在很大程度上依赖于不能准确量化的蒸腾条件。但其轴向力平衡方程与熔纺相同。

  干法成形与熔法不同,熔法中首要是传热进程,而干法一同进行传热和传质的进程。干法纺丝中有很多的溶剂要从纤维中除掉,这是使用热介质加热液体细流来使溶剂蒸腾。

  溶剂从纺丝线上除掉有三种机理:①闪蒸;②纺丝线内部的分散;③从纺丝线外表向周围介质的对流传质。

  干法纺丝中,纤维在活动进程中进行传质和传热,所以纤维溶剂含量的改变及其温度的散布可分为几段,如图2-14所示。

  Ⅰ区:在喷丝孔出口处,热的纺丝液免除紧缩的成果,发生溶剂闪蒸,使溶剂敏捷很多蒸腾,聚合物细流外表的温度很快削减到湿球温度

  ,然后气温改变很慢,通过一段时间后挨近所需温度和纤维中层温度,因为在Ⅰ区蒸腾所需热量在很大程度上是由纺丝溶液供应的,一起同周围介质发生热交流。传质以对流方法来进行,因为细流表层上溶剂的浓度大。此段间隔比较短。

  Ⅱ区:因为热风的传热与丝条溶剂蒸腾到达平衡,这一阶段丝条的温度实际上坚持不变,且等于湿球温度。沿纤维截面的温度同样是相同的,纤维同周围介质之间的热交流也稳定。在该区内丝条内部温度坚持较低,溶剂缓慢分散,质量交流速度改变很小,能够近似地以为不变。这时聚合物细流中溶剂的浓度会大一些,所以蒸腾进程不是由内部分散控制,它首要依据外部的(对流的)热、质交流速度和与此相对应的外表温度。此阶段的热、质交流大致相同,纤维外表温度不变。

  Ⅲ区:是纤维传质传热构成纤维结构的首要区域。纤维开端成形,溶剂从纤维中间层向外表分散,溶剂蒸腾的速度更慢,浓度散布变得更大,跟着蒸腾强度的急剧下降,丝条外表温度上升并挨近热风温度。此刻,纤维中的分子分散速度又小,在此阶段开端除掉使聚合物分子溶剂化的那部分溶剂。在Ⅲ区内,溶剂的蒸腾速度变小,致使聚合体与溶剂间的相互效果加强,并且受内部分散控制。Ⅲ区丝条的固化进程根本上完结,此刻溶剂含量约为30%~50%。从甬道出来的纤维溶剂含量为5%~25%。

关注我们
欢迎您关注我们的微信公众号了解更多信息:
欢迎您关注我们的微信公众号
了解更多信息