(一)導絲盤(pán)拉伸
初生纖維離開(kāi)凝固浴進(jìn)入二浴前,在兩組導絲盤(pán)之間進(jìn)行拉伸。拉伸倍數的大小,取決于兩組導絲盤(pán)之間的速度差異。
(二)二浴拉伸
經(jīng)導絲盤(pán)拉伸后的聚乙烯醇纖維束在二浴中進(jìn)一步進(jìn)行拉伸。二浴拉伸為 90℃下的熱拉伸。拉伸作用是由進(jìn)絲速度和出浴后進(jìn)入干燥機羅拉時(shí)的速度差異形成的。二浴中含有2600mol/m3的硫酸鈉及少量硫酸,以抑制纖維的膨潤并中和絲條中剩余的醋酸鈉。
二浴拉伸對以后纖維的干熱拉伸起了重要的作用。經(jīng)過(guò)二浴拉伸,纖維中的大分子開(kāi)始沿拉伸方向緊密排列,有利于以后進(jìn)行更高倍的拉伸,從而達到提高纖維強度的目的。
(三)干熱拉伸
干熱拉伸是聚乙烯醇纖維紡絲后多級拉伸的特征之一。其目的是使纖維在絕干狀態(tài)下在接近軟化點(diǎn)溫度時(shí)進(jìn)行高倍拉伸,使大分子進(jìn)一步取向,使分子間靠攏而發(fā)生結晶化。這樣不僅提高了纖維的強度,更主要的是提高了纖維的水中軟化點(diǎn),即提高了耐熱水性。
出二浴的絲條,先經(jīng)過(guò)若干對玻璃導桿整形,即成為厚薄均勻具有一定寬度的扁型絲條,然后進(jìn)入干燥機、預熱機、拉伸機、冷卻機,卷繞成絲軸。從干燥機到拉伸機,都有一對納爾遜式滾簡(jiǎn)組成的烘倉,烘倉由電熱絲加熱,絲條在此間連續繞9~10圈。出二浴的絲條經(jīng)過(guò)干燥機和預熱機烘燥,水分已烘干,進(jìn)入拉伸機時(shí),絲束的溫度已達 225~230℃。絲束在預熱和拉伸機之間進(jìn)行了干熱拉伸,拉伸后的絲束經(jīng)冷卻滾筒后直接繞在絲軸上,使絲束的溫度降下來(lái),以防止絲束長(cháng)時(shí)間高溫后發(fā)黃。
經(jīng)干熱拉伸后的半成品絲束,必須進(jìn)行水中軟化點(diǎn)、濕強度和線(xiàn)密度的測試。水中軟化點(diǎn)(Rp)是纖維束在一定張力下在水中收縮8%時(shí)的熱水溫度。一般要求水中軟化點(diǎn)控制在90℃±2℃。Rp值的大小主要與各熱倉溫度,特別是拉伸倉的溫度有關(guān),溫度愈高,Rp值愈大。干熱拉伸或總拉伸倍數增加,也會(huì )使Rp增加。
半成品的線(xiàn)密度與紡絲時(shí)計量泵的轉速和吐出量有關(guān)。半成品的強度除了與總拉伸倍數有關(guān)外,還與各級拉伸的配比有關(guān)。
(四)熱處理
在整個(gè)干熱拉伸過(guò)程中,絲束一直處于高溫狀態(tài),但各個(gè)區的溫度要求不同。見(jiàn)表1。
表1 干熱拉伸中纖維表面的溫度要求
短纖維 | 絲束 | ||
升溫過(guò)程 | 溫度/℃ | 升溫過(guò)程 | 溫度/℃ |
干燥出口第10圈 | 125±5 | 干燥出口第10圈 | 120±5 |
預熱出口第1圈 | 125±5 | 預熱出口第1圈 | 120±5 |
預熱出口第6圈 | 165±5 | 預熱出口第6圈 | 160±5 |
預熱出口第10圈 | 225±5 | 預熱出口第10圈 | 220±5 |
拉伸出口第10圈 | 235±5 | 拉伸出口第6圈 | 230±5 |
收縮1出口第6圈 | 240±5 | ||
收縮2出口第6圈 | 225±5 |
干熱拉伸后,必須進(jìn)行熱處理,以消除內應力,鞏固拉伸效果,并起一定的收縮作用,以提高斷裂伸長(cháng)率。熱處理時(shí)間,由卷繞圈數和絲束速度決定,見(jiàn)表2。
表2 熱處理時(shí)間
烘倉 | 卷繞圈數 | 熱處理時(shí)間范圍 |
干燥 | 10.5 | 150~200S |
預熱 | 10.5 | 70~90S |
拉伸 | 10.5(短) | 40~60S |
6.5(長(cháng)) | 20~40S | |
收縮1 | 6.5 | 30~40S |
收縮2 | 6.5 | 30~40S |
(五)切斷
在聚乙烯醇短纖維生產(chǎn)中,經(jīng)熱處理冷卻后的絲束帶有很多硫酸鈉,因此很硬,容易切成所需的長(cháng)度。絲束在固定刀和回轉刀組成的切斷機上切成所需長(cháng)度。切斷長(cháng)度根據成品纖維規格而定,如成品纖維長(cháng)度為35mm,切斷長(cháng)度就為37~38mm,因為纖維在后處理時(shí)會(huì )收縮。
(六)卷曲處理
經(jīng)過(guò)熱拉伸和熱處理的絲束還有很大的內應力,使纖維在使用過(guò)程中易于變形。如果纖維表面平直,則抱合性差。為了制成合格的產(chǎn)品,必須進(jìn)行卷曲處理。卷曲是在松弛狀態(tài)下,用加熱的方法消除纖維的內應力。由于纖維內分子收縮程度不一致,使纖維具有一定的卷曲度,可以提高纖維紡紗的加工性能。
卷曲有熱風(fēng)和熱水兩種方式。熱風(fēng)卷曲在熱卷曲機中進(jìn)行,切斷后的絲片用送棉機送入卷曲機中。卷曲機是一個(gè)內壁帶有角釘,具有一定傾斜度的大圓筒,圓筒轉動(dòng)時(shí),纖維也相應翻動(dòng)。圓筒中有熱空氣循環(huán),空氣由電加熱,其溫度在 200℃以上,纖維在此高溫下自由卷曲。這種設備體積龐大,耗電量很大,且易發(fā)生火災,工廠(chǎng)一般已不用。
熱水卷曲是把切斷后的絲片投人熱水中,使絲片受熱均勻收縮。這種卷曲較穩定,已得到普遍使用。采用這種工藝,需選擇合適的熱水溫度,如果處理溫度太低,卷曲效果不理想;溫度太高,纖維強力損失大。
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