細旦中空滌綸(PET)短纖維熔融紡絲動力學研究及應用.pdf

1、開發(fā)差別化聚酯(PET)纖維是化纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點方向。近年來，應市場及消費者的需求，許多化纖企業(yè)都將開發(fā)柔軟、滑爽、保暖的細旦中空PET短纖維作為重要研究項目。在生產(chǎn)加工過程由于細旦及中空度的要求所造成的困難，僅憑往常的工作經(jīng)驗來解決會明顯降低工作效率。目前，計算機模擬是解決工程問題的最有效方法。本文意將細旦中空PET纖維熔融紡絲動力學過程與計算機技術相結合，建立、研究紡絲工藝條件與產(chǎn)品性能間權重關系，并對實際生產(chǎn)進行理論指導。針對這一

2、切實需求，本文圍繞以下內(nèi)容進行了研究與探討：
　　 在系統(tǒng)研究PET熔融紡絲動力學過程的基礎上，選取力平衡、能量平衡、本構方程及取向方程，擬合公式求解過程中所用的參數(shù)及PET材料結構參數(shù)。同時，結合中空纖維的幾何結構及噴絲板的設計參數(shù)、噴絲孔孔數(shù)及分布情況，建立了細旦中空PET熔融紡絲動力學單絲、復絲模型。
　　 采用四階龍格-庫塔(Runge-Kutta)法對所建模型進行求解編程，求取紡程上纖維中空度、外徑、速度及張力

3、的分布。研究細旦中空PET熔融紡絲過程泵供量、熔體特性粘度、紡絲速度、紡絲溫度及冷卻吹風條件對中空纖維性能的影響。研究結果表明：隨著冷卻條件的加劇，泵供量、熔體特性粘度的增加以及紡絲溫度降低，中空度有所增大；而隨著紡絲速度的增加，中空度略有增加。同時，建立了紡絲加工工藝條件與中空度之間的權重關系，分析了不同空間位置絲條的中空度以及凝固點的差異。通過與實驗對比，驗證了模型的可靠性，并理論上指導1.56dtex×38mm細旦中空PET短纖維

4、的開發(fā)。
　　 對初始張力F00進行數(shù)學擬合，得到F00與紡絲工藝參數(shù)之間的數(shù)學關系，并進行編程處理，簡化程序中關于F00設初值、循環(huán)賦值的運行部分，縮短程序的運行時間，提高效率。
　　 以建立的模型為理論基礎，結合天津石化2000t/a的差別化纖維生產(chǎn)裝置成功開發(fā)出1.56dtex×38mm細旦中空PET短纖維并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。所得成品纖維的物理性能良好，在保證中空度的前提下仍有較高強度的力學性能。纖維中空度為19.1