PA6的生产流程

2011年12月课程设计

摘要

本文介绍了从聚酰胺6的聚合到纺丝和后加工的整个过程。采用己内酰胺的开环聚合方法制取聚酰胺切片。切片经BM干燥器干燥再熔融纺丝经后拉伸制得聚酰胺6 FDY长丝。其吸湿排汗作用是应为纤维的横截面是非圆形的异形丝，皮肤表面汗水可经过纤维表面的芯吸作用而达到吸湿排汗。其原理是喷丝孔为十字形的，得到的纤维横截面为四星状的纤维。使得纤维表面有细微的沟槽，即使当织物中纤维形成的毛细管处于水平位置时，虽然没有外力场的势能差，但由于毛细管曲面附加压力的作用，能自动引导液体流动，而把汗水排出。使衣物穿着更舒适。设计的年产量为三万吨的长丝生产工厂，适合的厂址为江苏义乌等南方轻工业基地。

关键词：

聚酰胺6、FDY、吸湿排汗纤维

The design of the polyamide 6 polymerization to spinning and processing of the entire process. Ring - opening polymerization of caprolactam production of polyamide chips. Slice after BM dryers drying and melt spinning - stretch polyamide 6 FDY filament. Its wicking effect is should be a cross section is circular shaped fiber silk, skin surface sweat could be met through wick effect of fiber surface moisture. The principle is of spinneret hole for cross, get fiber cross sections for four star - like fibers. Makes the fiber surface slightly grooved, even when the formation of fibers in fabrics by capillary when in horizontal position, although there is no external force field of potential energy difference, but because of the role of capillary surfaces of additional pressure, can automatically guide the liquid flows, and sweat. Make clothing more comfortable. Design of filament production plant of annual output of 30,000 tons, suitable sites for Jiangsu

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light industry base in the South such as Yiwu. Key words :

Polyamide 6 , FDY , moisture absorption perspiration fibre.

前言 ......................................................................................................... 4 第一章概述 ............................................................................................. 5 第二章 聚酰胺6纤维的生产 ............................................................... 6

第一节 聚已内酰胺的生产 .................................................................... 6

一、聚酰胺纤维原料生产简述........................................................................... 6

二、聚酰胺的结构............................................................................................. 17

第二节 切片的萃取和干燥 .................................................................. 22

一、干燥的目的................................................................................................. 22 二、切片的萃取................................................................................................. 22 三、切片的干燥................................................................................................. 23

第三节 联苯加热系统 ........................................................................ 26

一、联苯混合物................................................................................................. 26 二、联苯加热系统............................................................................................. 26

第三节 聚酰胺的纺丝成型 .................................................................. 27

一、概述............................................................................................................. 27 二、聚酰胺纤维FDY的工艺要求和设备特点............................................... 27 三、聚酰胺的生产流程及工艺......................................................................... 32

第三章 聚酰胺纤维的后加工 ............................................................. 35

第一节聚酰胺长丝的后加工 ................................................................ 35

一、长丝后加工工艺流程................................................................................. 35

二、长丝后加工工艺特点................................................................................. 35

第四章 聚酰胺纤维的性能及吸湿排汗基理 ................................... 39

第一节 聚酰胺纤维的性能 .................................................................. 39

第二节 吸湿排汗机理 .......................................................................... 41

第五章 工艺计算 ................................................................................. 43

第一节 物料衡算 .................................................................................. 43

一、己知条件..................................................................................................... 43

二、计算过程与结果......................................................................................... 43 三、聚酰胺6生产物料平衡表......................................................................... 43 四、物料平衡图................................................................................................. 44

第二节 设备计算 .................................................................................. 45

1.螺杆挤出机...................................................................................................... 45

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2.牵伸卷绕机...................................................................................................... 45 3.纺丝机.............................................................................................................. 45 4.计量泵.............................................................................................................. 46

第三节 工艺参数计算 .......................................................................... 46

1.泵供量.............................................................................................................. 46 2.计量泵转速...................................................................................................... 46 3.螺杆转速.......................................................................................................... 46 4.喷丝头拉伸倍数.............................................................................................. 46

附录： ................................................................................................... 48

一、原料制备..................................................................................................... 48

二、切片质量..................................................................................................... 48 三、纺前处理..................................................................................................... 48 四、纺丝............................................................................................................. 49 五、FDY丝生产.................................................................................................. 50 六、设备造型汇总............................................................................................. 51

参考文献： ........................................................................................... 52 致谢： ................................................................................................... 53

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前言

聚酰胺纤维作为世界上最早实现工业化生产的合成纤维，聚酰胺产品以其优异的耐磨性、可染性及手感柔软、吸湿等性能，在织袜、服装、雨伞等方面都得到了广泛的应用。目前常规聚酰胺6FDY有一系列的规格78dtex／24f、78dtex／17f、111dtex／36f、156dtex／36f等品种。近几年随着纤维新产品、新工艺、新技术的

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不断涌现，聚酰胺在花式纱、高速经编、花边等高档纺织品行业也得到广泛的应用，尤其是对聚酰胺6长丝中的全消光FDY的需求在逐年增加。吸湿排汗聚酰胺6纤维通过改变喷丝板微孔的形状并利用聚合物的流变学原理，纺制具有特殊表面沟槽的异形纤维,将自然界毛细管原理成功地引入到纺织纤维的开发，能将肌肤表面的汗水和湿气迅速吸收、传输至织物的表面并散发掉，让您的皮肤时刻保持干爽。广泛用于男女运动服、休闲服、童装、校服，具有穿着舒适，保暖性、透气性好，且价格经济实惠，深受广大消费者的喜爱。近期部分国内生产企业通过设备调整和工艺设计，采用常规聚酰胺6 FDY纺丝设备生产出了聚酰胺6纤维，提升了化纤企业的竞争力。本文将着重介绍聚酰胺6FDY的吸湿排汗纤维的生产流程。

第一章 概述

聚酰胺是是世界上出现的第一种合成纤维于1936年由美国杜邦公司卡罗瑟斯(Carothers)发明了聚酰胺6纤维，并于1939年开始工业化。1941年，德国发本公司（Farben AG）开始生产聚酰胺6纤维。聚酰胺的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。

聚酰胺（Polyamide，简称聚酰胺）俗称尼龙（Nylon），是指纤维大分子主链由

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2011年12月课程设计 酰胺键（ＣＯ－ＮＨ）连接起来的一类合成纤维。一般聚酰胺纤维分为两大类，一类为脂肪族聚酰胺纤维，也成尼龙，我国称为聚酰胺；另一类为芳香族聚酰胺纤维，我国称为芳纶。聚酰胺纤维主要以聚酰胺6和聚酰胺6为主。各国的商品名称又各不相同，如我国称聚酰胺纤维为“聚酰胺”，美国则称为“尼龙”（Nylon，或译为“耐纶”），苏联称“卡普隆”（Kapron），德国称“贝纶”（Perlon），日本称“阿米纶”（Amilan）等。

聚酰胺纤维具有优良的物理机械性能和纺织性能。除了常规FDY产品(如：111dtex／36f，233dtex／24f， 78dtex／24f)在织袜、机织、织带等传统领域的应用外，近几年随着纤维新产品、新工艺、新技术的不断涌现，聚酰胺在花式纱、高速经编、花边等高档纺织品行业也得到广泛的应用，故对聚酰胺长丝尤其是FDY细旦丝的需求在逐年增加。由于聚酰胺的亲水性、柔软性和低弹性模量，使其对人体的舒适性优于涤纶面料，迎合了人们对服饰既要美观又要舒适的要求。以细旦聚酰胺FDY为原料的经编针织布常被用于制做旅游服、杂技演员服装、经编花边以及春夏季高档女式服装等。同时在纺丝时通过改变喷丝板微孔的形状并利用聚合物的流变学原理，纺制具有特殊表面沟槽的异形纤维,将自然界毛细管原理成功地引入到纺织纤维的开发，能将肌肤表面的汗水和湿气迅速吸收、传输至织物的表面并散发掉，让皮肤时刻保持干爽更增加了服装的服用性能。

第二章 聚酰胺6纤维的生产

第一节 聚已内酰胺的生产

一、聚酰胺纤维原料生产简述

聚酰胺树脂的工业制造方法通常有熔融缩聚法、开环聚合法和低温聚合法三种。聚酰胺6纤维的合成采用己内酰胺开环聚合制得。其生产工艺可采用三种聚和方法：水解聚合、阴离子聚合（由于采用碱性催化剂，也称碱聚合）和固相聚合。本设计将采用水解聚合工艺。

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2011年12月课程设计 1.己内酰胺的开环聚合 环状聚合物能否转变成聚合物，是由热力学函数决定的。环状化合物的自由能F1大于聚合物的自由能F2，既满足?F=F2-F1＜0，聚合反应才能进行。己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺时，仅仅是分子内的酰胺键变成了分子间的酰胺键，这就像他没有新键产生的基团重排反应一样，反应进行的自由能?F变化很小，己内酰胺开环聚合具有可逆平衡的性质，他不可能全部转变成高聚物，而总残留有部分单体和低聚物。

热力学上能够聚合的环状单体，还必须满足动力学条件才能聚合。己内酰胺在热力学上是能够聚合的环状单体，但是相当纯的无水己内酰胺在密封的试管中被加热时，并不能发生聚合。必须要有适当的条件，才能使聚合反应顺利进行。

己内酰胺转化成线型高聚物，除了必须适当的温度条件外，还必须有活化剂存在。工业上普遍采用添加少量的水使己内酰胺聚合，称为水解聚合。

水解聚合的整个聚合反应过程中同时存在加聚反应和水解反应，二者的相对重要性则依赖于各种因素。每一个己内酰胺大分子的形成都通过下列三个阶段：链的引发、链的增长、链的终止。主要化学平衡包括：己内酰胺的引发；通过加成聚合和缩聚使链结增长；通过酰胺键的交换使相对分子质量重新分布；单体和低聚物的再生成。

由上可把己内酰胺的水解开环聚合反应分为三个阶段：

（1）己内酰胺的引发和加成：当己内酰胺被水解生成氨基己酸后，己内酰胺分子就在逐个连接到氨基己酸的链上去，直到相对分子质量达8000（DP=71）～14000（DP=124）之间。参与水解的己内酰胺分子极少，约占1/124～1/71，因此氨基己酸的分子也极少，加成反应是主要的。

（2）链的增长：由于在这一阶段中绝大部分己内酰胺单体都参加了反应，因此在这一阶段主要是上阶段形成的短链进行连接，得到相对分子质量达8000（DP=160）～33000（DP=292）之间的聚合物，这一阶段以聚合为主，当然还有少量的

引

发

和

加

成

反

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应在同时进行。

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（3）平衡阶段：此阶段同时进行着链交换、缩聚和水解等反应，是相对分子质量重新排布，最后根据反应条件（例如温度、水分及分子量稳定剂的用量等），达到一定的动态平衡，是聚合物的相对分子质量达到一定值。此阶段包含着链的终止，可采用胺或酸作为链的终止剂，是反应达到一个平衡点。由于反应是可逆的，平衡时水分的含量也会影响相对分子质量的大小。因此在第二阶段和第三阶段，质量传递和水的去除是控制反应速率的主要因素。

此阶段同时进行着链交换、缩聚和水解等反应, 使分子量重新分布, 最后根据反应条件(如温度、水分及分子量稳定剂的用量等)达到一定的动态平衡, 使聚合体的平均分子童达到一定值。由于聚合过程是一个可逆平衡的过程, 链交换、缩聚和水解三个反应同时进行, 因此, 聚合的最终产物大约含90%的高聚物及10%的单体和低分子聚合物。

2.己内酰胺的合成方法

已内酰胺的合成方法一般用空气氧化法和光亚硝化法两种。 （1）空气氧化法的反应原理

该法采用空气为氧化剂，在催化剂的存在下，将环已烷氧化成环已醇，环已酮（其中环已醇脱氢生成环已醇）；然后将环已酮肟化制取环已酮肟；最后环已酮肟通过贝克曼转位得到已内酰胺。反应式如下：

+

OH 1O2 + 201 KJ/mol 2

O 8

2011年12月课程设计 + O2 + H2O + 356 KJ/mol

OH O + H2 — 64.56 KJ/mol

O 2 + 2（NH2OH）2 1H2SO4 + 2NH3 2NOH 2 + (NH4)2SO4 + 2H2O NOH NH(CH2)5CO 其中所用的硫酸羟胺的合成如下：

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + 3H2 + H2SO4 2(NH2OH)21H2SO4 2在环已烷空气氧化制取已内酰胺时，除主反应之外，还有以下副反应发生：

+ 502 HOOC(CH2)4COOH + H2O + 1135 KJ/mol 2OH COOH COO (CH2)4 + 2 (CH2)4 + 2H2O 9 2011年12月课程设计 COOH COO

己二酸环己醇酯

+ O2 CH3(CH2)4COOH CH2(CH2)4COOH +

CH3(CH2)4COO + H2O

若反应残液用碱处理，可使一些副产物皂化而析出环己醇： COO (CH2)4 + 2NaOH COO COONa OH OH (CH2)4 + 2 COONa OH RCOO + NaOH RCOONa + 将所得的环已醇经精制后可用来制取环己酮。 （2）光亚硝酸化法反应原理

1959 年日本东丽公司开发了环己烷的光亚硝化（PNC）法制取己内酰胺，

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并于1963 年实现了工业化。该法在水银灯的照射下，环己烷与亚硝酰氯和氯化 氢生成氯化氢肟，再在发烟硫酸中进行Beckman 重排得到己内酰胺。其主要反 应历程如下：

a . 制取亚硝基硫酸： 2NH3 + 3O2 → NO + NO2 + 3H2O 2H2SO4 + NO + NO2 → 2NOHSO4 + H2O b. 制取亚硝酰氯：

NOHSO4 + HCl → NOCl + H2SO4 c. 光化学反应制环己酮肟盐酸盐：

d. 在发烟硫酸中Beckman重排得到己内酰胺：

这种方法工艺流程短，方法简单，省去了环己烷氧化、精制、羟胺等工序，而且副产硫酸铵较少（2.29 吨硫酸铵/吨己内酰胺），但是由于要采用大功率高压汞灯作为光化学反应的光源，耗电量大，灯管发光效率低，且发热量很高，设备腐蚀严重，装置投资高，我国上海电化厂曾因电耗、灯管寿命、腐蚀三个问题没有解决而被迫停产转产。目前，日本东丽公司是世界上唯一采用PNC 法生产己内酰胺的企业。

3.聚己内酰胺的生产流程 (1)工艺流程

熔融后的单体己内酰胺或液体己内酷胺和经计量之后的醋酸及二氧化钛一起先经静态混合器后连续进入聚合管。设在聚合管上部第一换热器之间的搅拌器从进料开始连续均匀搅拌3 小时,使物料温度迅速上升到245℃ , 然后通过第二换热器使

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整个物料稳定在270℃ , 便于己内酰胺开环反应, 随后通过盘管状的液体联苯管道, 使物料温度从270 ℃缓慢降到245℃ , 再经过聚合管底部的一套静态混合器后出料。

（2）设备特点

① 整个聚合管为一个独立的整体, 不受外界因素的影响, 共设五个单独的换热器, 其中聚合管内设有四个换热器；

②在聚合管顶部设有搅拌器, 可使物料均匀分布, 也可使温度达到均匀； ③聚合管下部内设有盘管状的液体联苯管道,可使物料温度从270℃ 缓慢而均匀地下降到245 ℃ , 从而使转化率达到93 % ；

④聚合管底部的静态混合器, 可保证物料停留时间一致。 （3）工艺参数

相对粘度2.4 一2.6 ； 聚合管直径Φ1500mm;聚合停留时间20 小时。

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2011年12月课程设计 4.影响聚合反应的因素 1.反应温度的影响

对任何化学反应而言，温度是反应的一个重要因素。提高温度可加快反应速度，缩短反应时间，但会使平衡时的单体和低聚物增多，还容易发生氧化和热裂解反应，使分子量降低。所以，在确定反应温度时，必须考虑各种因素，决不能强调一方面而忽视其它方面。

（1）温度对平衡时单体和低聚物含量的影响 前面己提及，己内酰胺聚合是可逆反应：

单体（或低聚物）

聚合物

随着温度升高，平衡有利于低分子物的生成（所谓低分子物是指单体和低聚物能被沸水溶解的部分）。相反，降低温度，低分子物含量相应减少。在180℃～190℃时，为3%～4%；190℃～210℃时，约为8%；210℃～280℃之间，为13%；超过280℃时，低分子物就急剧上升。

在低于聚己内酰胺熔点（215℃）的温度聚合时，低分子物较少，但聚合后的固体聚合物目前还没有有效的纺丝方法。

值得注意的是，如果将低分子物含量很少的聚合体重新熔融时，又会重新生成低分子物，并逐渐达到该温度下平衡时的含量。聚己内酰胺中，绝大多数是环状低聚物，线形的很少。常在纤维表面结晶析出，给纤维后加工带来影响，所以纤维必须通过压洗和干燥。

（2）温度对反应速度的影响 反应温度对反应速度的影响是很明显的，提高温度可以缩短诱导期，加快反应速度，使平衡提前到来。一般情况，如果将反应温度提高20℃，聚合速度可加快一倍。当要求分子量为15500时，在230℃的温度下聚合，需要16小时，而在280℃聚合只需要3小时。由此说明反应温度对反应速度影响是很大的。

（3）温度对平衡聚合度的影响 前已述及，单体或低聚物反应生成聚合物是一种可逆反应，聚合时是放热反应，而由聚合物水解成单体时是吸热反应。所以，当提高反应温度时，有利于水解反应发生，使聚合物的平均聚合度降低；反之，降低温度有利于增加平均聚合度。

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2011年12月课程设计 另外，提高反应温度，由于反应混合物中水的作用，从在则加快了聚合物的裂解，使平均聚合度降低。当然，如果提高反应温度，对介质的要求也相应提高，例如介质中不能含有微量氧气，否则会因氧化而使聚合度降低和产生凝胶。 2.反应时间的影响

随着反应时间的延长己内酰胺单体的转化率逐渐增加，平均聚合度也相应不断增加，赶到达到平衡。

己内酰胺聚合的特点是开始时有一个诱导期，水是活化剂，聚合温度为236℃～360℃时，其诱导期大约需要30～40min。此后，为活化剂所极化了的己内酰胺就开始聚合，而己经聚合成线型低聚物的聚己内酰胺的端基和活化剂一样，同样能够继续引发己内酰胺单体而聚合。所以，反应速度随着端基尝试的增加而加快。当40%～42%的单体转化聚合体时，这时的端基尝试最高，反应速度最快。之后，聚合物分子间的缩聚反应逐渐占优势，端基浓度降低，反应速度也相应减慢，赶到平衡。

研究表明，在各个反应阶段，聚合物的聚合度分布都有一个较狭窄的高峰，此外还有一群分布甚宽的低聚合度部分。随着反应时间不断推移，聚合度分布越来越窄，高峰向聚合度高的方向偏移，分布宽广部分逐渐消失。

己内酰胺的聚合反应过程中，如果反应时间短，反应仍能继续进行，产品质量不稳定，从而在进行熔融纺丝时可能会继续进行；若反应时间过长，不但要影响设备的和生产效率，还会使产品质量劣化。这主要是由于熔体长时间在高温下，增加了氧化裂解的机会所致。

反应时间除和产品要求的聚合度大小有关外，还决定于反应温度、活化剂及分子量稳定剂的用量。反应温度越高，活化剂及分子量稳定剂用量越多，反应时间就越短，反之亦然。 3.活化剂的影响

在己内酰胺的聚合反应进程中，必须有活化剂存在。能作为己内酰胺聚合用的活化剂的种类很多，通常用的是水，其它还有酸类、金属钠、氢氧化钠以及钠的某些盐类。

工厂中普遍采用的活化剂是蒸馏水或无离子水。如用等摩尔的醇代替水作为活化剂，其作用完全一样，但由于无任何优点，成本却比水高，因此工业上均采用水

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2011年12月课程设计 作活化剂。 酸类作活化剂时，无任何实际意义。比如无机酸是强烈的活化剂，但大多数无实用价值。硫酸和硝酸在高温下会以使单体或聚合物氧化或分解；盐酸的挥发性太大不能作活化剂。磷酸虽可作活化剂，其聚合速度比水作活化剂时要快得多，而且无诱导期，可在常压下进行反应，反应达到平衡后，能得到一个具有稳定分子量的聚合物。但是磷酸作活化剂却增加己内酰胺及其聚合物对氧化敏感性，这就是说，在磷酸存在下，容易发生氧化作用。其它有机酸如甲酸、醋酸、丁酸、乳酸、苯甲酸以及脂肪族多元酸都可作为活化剂，但没有任何优势，故作为活化剂不具实际意义。

采用金属钠、氢氧化钠或碱式盐作为活化剂时，聚合速度特别快，只要少许量，聚合时间就可由数小时缩短到几分钟。但是这种聚合反应难以控制，分子量很不稳定，长期以来仅在塑料工业方面得到应用，至今在合成纤维工业上还未见实施。

活化剂水的用量会影响反应速度、平衡时间以及聚合物的分子量。不论用水量多少，己内酰胺聚合反应总有诱导期存在，但随着水量增加，诱导期有所缩短。水量增加，反应速度也随之增加，达到平衡所需要的时间便大大缩短。

用水量增加，平衡时聚合物的分子量降低，这主要是因为水分的存在会增加聚合物的水解反致。水量的多少和达到平衡时聚合物中单体的含量无关。

工业生产中如以单一的水作为活化剂时，其用量一般控制在3%左右。但有的也加入少量的聚酰胺6盐或ε-氨基己酸，这样能明显地缩短诱导期，加快反应速度，缩短达到平衡的时间。

在聚酰胺6盐或ε-氨基己酸用量圈套时，不加水也能达到同样的目的，但工业物产中并不这样做，因为加水可以使反应更加均匀。 4.分子量稳定剂的影响

己内酰胺聚合时，需加入一定量的分子量稳定剂，目的在于保证熔体有一个比较稳定的黏度。分子量稳定剂的作用是封闭聚己内酰胺的端基，避免分子链无限制地增长，以保证获得具有一定黏度的聚合物，就是在以后再次熔融时，也不会发生变化。

分子量稳定剂可分为两大类：一类是和羟基反应的稳定剂，通常为胺类化合物，

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2011年12月课程设计 如间苯二甲酰二胺、苯甲胺、4-二氨基甲基联苯、β-氨基甲基苯等；另一类是能和氨基反应的稳定剂，一般为羧酸类化合物，如脂肪族二羧酸（如己二酸）、脂环族二羧酸（如环己烷-1，4-二羧酸）、芳香族二羧酸（如对苯二甲酸）、杂环二羧酸以及脂肪族单羧酸等。期货如羧酸的钠盐、锌盐或一元胺的醋酸盐也可以作为分子量稳定剂。据报道，使用一元胺的醋酸盐在水的作用下，能同时封闭大分子两端的基团。这样既可减少聚合物再熔融时分子量的变化，又可提高聚合物的热稳定性。

胺类化合物作为分子量稳定剂时，一般其本身容易挥发，在和端基反应后氨基含量增多，容易使聚合物氧化变黄，所以工业生产不采用胺类化合物作为聚合物的分子量稳定剂。

通常使用的稳定剂有醋酸及己二酸。采用醋酸时，由于它的沸点较低（118℃），在聚合温度为260℃左右时，醋酸挥发性大，难于控制稳定的分子量。己二酸的沸点为265℃，聚合时挥发性较小，比较稳定，所以，目前很多工厂生产都采用己二酸作为分子量稳定剂。

熔体相对黏度的大小，也就是聚合物分子量的大小，它和稳定剂的使用量有关。稳定剂用量越多，聚合物的分子量就越低。

稳定剂的加入量从理论上是可以计算的，其理论公式为：

稳定剂用量（摩尔浓度）=1 聚己内酰胺聚合度比如在100mol的己内酰胺中加入1mol稳定剂，假设此稳定剂全部作用，则每一聚合物大分子平均有100个己内酰胺链节，即聚合度为100，按公式计算稳定剂用量为1mol。 100如采用己二酸作为稳定剂，可换算为：

己二酸用量（重量百分数）=146 聚己内酰胺分子量必须注意，上面的公式是纯理论性的。在实际生产中，反应系统内不可能是一个单纯的体系，总存在着残余的水或其它化学物质，同时还存在着水解和氧化裂解反应，所以稳定剂的加入量，这比上述理论公式计算出来 的量小得多。通常己二酸

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2011年12月课程设计 用量为0.15%～0.35%。 5.氧的影响

己内酰胺及其聚合物，在高温下对空气中的氧十分敏感。在聚合反应过程中，由于长时间处于高温状态，容易和空气中的氧接触而发生部分氧化反应，可能形成网状结构的聚合物。这种网关聚合物在熔体中不熔化，在纺丝时有可能堵塞喷丝孔，所纺出来的纤维不均匀，拉伸困难。

影响聚己内酰胺氧化变黄的因素很多，但主要有以下几种因素。

（1）温度的影响：当温度超过140℃时，聚合物便被氧化变黄，温度越高、变黄就越严重。

（2）停留时间的临川：在140℃停留1小时，或180℃停留半个小时便开始变黄。时间越长变黄越剧烈。

（3）己内酰胺内存在挥发性杂质能加速氧化作用。

（4）少量碱金属氢氧化物存在，对己内酰胺的氧化有保护作用。 （5）酸的存在，特别是无机酸的存在，会大大加快变黄现象。

（6）重金属及其盐类存在，能加速氧化作用。微量的铁存在会对氧化起催化作用。以下几种金属对己内酰胺的变黄催化，都随它们的电动势次序而增加：

银（Ag）＞铜（Cu）＞铁（Fe）＞镍（Ni）＞不锈钢（铝、铬等）

然而铜对己内酰胺的变黄起加速作用，对其聚合物的变黄却起抑制作用。从这时我们应注意，在日常生产过程中，应防止不利于聚合物质量的东西混入系统，操作用的工器具应采用优质不锈钢或搪瓷器具。 二、聚酰胺的结构 1.聚酰胺的结构 1.分子结构

O 聚酰胺的分子是由许多重复结构单元（即链节），通过酰胺键（—C—NH—）连接起来的线型长链分子，在晶体中呈完全伸展的平面锯齿形构型，聚己内酰胺链节结构为—NH(CH2)5CO—，聚己二酰己二胺的链节结构为—OC(CH2)4CONH(CH2)6NH—，大分子链中含有的链节数目（聚合度）决定了大分子链的长度和相对分子质量。

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高聚物的相对分子质量及其分布是链结构的一个基本参数，适合于纺制纤维的聚酰胺的平均分子量要控制在一定范围内，过高或过低都会对高聚物的加工性能和产品性质带来不利影响，通常纺制纤维用聚己内酰胺的数均分子量为14000～20000，而聚己二酰己二胺的相对分子质量一般控制在20000～30000.同时还要求有适当 的相对分子质量分布。

研究表明对于聚己二酰己二胺，表征相对分子质量分布宽窄的多分散指数为Mw/Mn=1.85，而聚己内酰胺通常为Mw/Mn=2。 2.晶态结构

X射线衍射分析表明，线型聚酰胺在固态时只是部分结晶，结晶度通常在50%以下。同其他聚酰胺比较，聚己内酰胺的晶态结构很复杂，其晶体可能有下列几种类型的变体：α型、β型、γ型。聚己内酰胺中存在的各种晶体结构的相对数量取决于该样品的热历史和加工历史，而且晶体结构在加工过程中可以发生进一步的变化。

α型的晶体是最稳定的形式，在几种晶体结构中密度最高。各研究都得出的α型晶体的晶格常数不尽相同，霍尔姆斯（Holmes）和班（Bunn）得出的数据如下：a=0.956nm，b=1.724nm,c=0.801nm, β=67°30′；每个晶胞中的单体单元数为8，晶体密度为1.233g/cm3 。在α型晶体中，聚己内酰胺分子具有完全伸展的平面锯齿形构象，并集合成本质上在同一平面内的氢键薄片，相邻分子链的方向是逆平行的，用这种方式排列可生成无的氢键。

γ型的晶体其相邻的分子链是平行的，只可能生成一半氢键，故其结晶不稳定。这种晶型的酰胺基平面和亚甲基的锯齿面不在同一平面上，其分子链比α型晶体略有收缩。

由于γ型和β型晶体结晶不稳定，通过对样品进行不同的处理（如在空气或消遣拉伸或加热），这种不稳定的结构有转变成α型晶体的趋势。

根据Illers等的研究报道，将聚己内酰胺熔体骤冷后，在低于130℃的温度下热处理时。只形成γ型结晶；若继续提高温度，可出现γ型和α型两种晶型共存；而在210℃以上进行热处理时，则只形成α型结晶。通常聚合所得的聚己内酰胺经熔融、成型、冷却、固化后，在高温下易形成α型结晶，但α型结晶经碘处理后，

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又可转化为γ型结晶。

聚己二酰己二胺的晶体结构有两种晶型α型和 β型。班(Bunn)和加纳(Garner)测定了聚己二酰己二胺的结构，认为聚己二酰己二胺的分子链在晶体中具有完全伸展的平面锯齿形构象，并由氢键固定这些分子形成片，这些片的简单堆砌结果形成α结构的三斜晶胞，可以用具有a＝0．49nm，b＝O．54nm，c＝1．72nm, α＝48．5°，β＝77°γ＝63．5°的三斜晶系来描述聚己二酰己二胺α型晶体的结构。晶胞中原子位置的测定完全证实了预期的分子结构，而且红外吸收光谱也同这些晶体的结构—致，当然不能排除无定形区中其他结合的可能性。

有关β型晶体的资料不多，其晶体结构尚不清楚，由于X射线的纤维照片中出现子午斑和层线条纹，认为β型晶体结构相当于α型晶体结构的轻微扰动。 2.聚酰胺的物理性质和化学性质 1.密度

聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件的不同而有差异，不同晶型的晶态密度不同；结果也不一致。据洛尔丹（Roldan）报道，根据X射线的数据计算得到下列数值：α型晶体密度计算值为1.230g/cm3，酝晶（拟六方晶体）为1.174g/cm3，β型晶体哦1.150g/cm3；无定形区的密度为1.084 g/cm3。通常聚己内酰胺是部分结晶的，因此没得的密度在1.12～1.14g/cm3之间。据一些资料报道，聚己二酰己二胺单斜晶系的α型晶体密度1. 240g/cm3；三斜晶系的α型晶体密度为1.203g/ cm3；三斜晶系的β型晶体密度为1.258 g/cm3。但有的资料对其晶型末加区别，认为完全晶态的密度为1.24 g/cm3；完全非晶态的密度为1．09 g/cm3，并作为计算纤维结晶度的依据，由于聚己二酰己二胺也是部分结晶的，通常其密度值的范围在1.13一1.16 g/cm3。几种主要聚酰胺的密度数据见表2-1。

表2-1 聚酰胺的密度（25℃）

聚酰胺种类 结晶相密度/ g2cm3 聚酰胺6 1.23 非晶相密度/ g2cm3 1.10 常规法成型所得纤维密度/ g2cm3 1.12～1.16 19

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聚酰胺6 聚酰胺610 聚酰胺11 聚酰胺12 1.24 1.17 1.12 1.11 1.09 1.04 1.01 0.99 1.12～1.16 1.06～1.09 1.03～1.05 1.01～1.04 注：后四种聚酰胺为参照，本节以下表亦是。 2.熔点

聚酰胺是一种部分结晶高聚物，具有较窄的熔融范围，使用的测定方法不同，所得的熔点数值也不同。表2-2列出了不同方法测得的几种聚酰胺的熔点。

表2-2 用不同方法测得的几种聚酰胺的熔点

方法 聚己内酰胺 熔点/℃ 聚己二酰己二胺 Fisher-Johons法（ASTM D789） 毛细管法 Kofler逐步加热（ASTM D2117） X射线法 差热分析法 聚酰胺像其他高聚物一样，易受过冷作用的影响，实际上其凝固点常常比熔点

206 224 267 264 192 192 227 224 219 259 190 217 220 260 191 219 聚酰胺11 聚酰胺610 （218～226） （256～266） （188～194） （216～223） （214～223） （254～266） （122～193） （212～221） 221 261 191 220 （214～230） （250～268） （185～196） （212～230） 20

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低大约30℃，据报道，聚己二酰己二胺凝固温度为215～240℃。

目前，一般采用差示扫描量热法(DCS)来测定聚合物的熔点，用DCS测定聚己内酰胺的熔点时，经常会观察到多重峰现象。根据Weigel等的研究报告，聚己内酰胺最多可出现5个吸热峰，其中有两对峰分别与α型和β型结晶的熔融峰相对应。 3.玻璃化温度

聚酰胺的玻璃化温度与测定方法和测定条件有关。因为水是聚酰胺的塑化剂，故随着聚合物的吸湿，玻璃化温度有所下降。

表2-3 聚酰胺绝干时的玻璃化温度

测定方法 聚酰胺6 聚酰胺6 Tg/℃ 聚酰胺610 黏弹性的损耗峰tanδ DSC 48 50 4.动态黏弹谱

典型的聚己内酰胺动态黏弹谱如下图所示。从损耗角度正切（tanδ ）的温度曲线可以看到三个分散峰。其中60℃附近的α分散峰来源于聚己内酰胺非晶区中的分子链段的运动，它与玻璃化温度相对应。-40℃附近的β分散峰是基于非晶区中分子链上氢键结合较弱的氨基运动。此外，-120℃附近的γ分散峰则与亚甲基链的局部运动相对应。聚己内酰胺的α分散峰温度也与玻璃化温度一样，受吸湿性的影响，随着吸湿量的增加而向低温方向偏移。 5.熔体黏度

聚己内酰胺的熔体黏度绑着数均分子量的增大而增加，在恒定温度下，有下列关系式：

46 43 41 75.65 80.78 67.70 53 54 聚酰胺11 聚酰胺12 lgη?A?ClgMn 式中：η为熔体黏度，d聚酰胺2Mn为数均分子量；A、C为常数。 21

2011年12月课程设计 聚己内酰胺的熔体黏度也依赖于温度，单体含量等因素。由于低聚物与高聚物之间存在着与温度有关的平衡，因此情况较聚己二酰己二胺复杂得多。 6.吸湿性

聚酰胺6和聚酰胺6相对于其他合成纤维，有较好的吸湿性，水分子可以进入聚酰胺的非晶区与酰胺键结合，对于聚酰胺6，由水分子与酰胺键的配位模型可以看出，每两个酰胺键间与其配位的水分子有3个，其中1个水分子产生的强固的氢键结合，其他2个水分子则处于松散结合状态。聚酰胺的吸湿性还受环境、相对温度等因素影响。 7.对化学药品性

聚酰胺的耐碱性很好，但耐酸性较差，通常可溶于有机酸和无机酸以及它们的浓溶液中，也可溶于苯本分和某些醇中，特别在高温时更容易溶解。聚己二酰己二胺和聚己内酰胺在稀酸液中会被水解成单体和低聚物，而在室温下的浓酸溶液中可以溶解，但水解速率极低。聚酰胺在煮沸的多元醇中可能发生溶胀、丧失开关或溶解，而一般的有机溶剂对聚己内酰胺只起溶胀作用。

第二节 切片的萃取和干燥

一、干燥的目的

干燥的目的主要是除去切片的水分，切片中的水分含量对纺丝过程和纤维质量有很大的影响，聚酰胺6切片在熔融状态下极易水解，即使有微量的水存在，也会大大加速水解反应的进行，使分子量降低，相对黏度降低。黏度太低或者局部黏度不匀，都会对纺丝成形带来很坏影响。同时水在高温下极易气化，而在螺杆挤出纺丝时，水蒸汽排除有很困难，这部分水蒸汽与纺丝熔体混合，致使纺丝成形时形成气泡丝，在拉伸时容易断裂，使断头率增加。同时通过干燥可使切片含水均匀，从而保证纤维质量均匀。

二、切片的萃取

己内酰胺的聚合反应是一个可逆平衡反应，反应不能进行到底，当达到平衡后，聚合体内仍含有8%～10%的单体和低聚体。这些低分子物在熔融纺丝过程中会变成气体蒸发出来，恶化工作条件，同时，低分子物存在于纤维中不利于拉伸加工，易

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断头或产生毛丝，影响纤维的机械性能。当然，极少量的低分子物对纤维的影响不大且有利于拉伸。生产中采用萃取方法使低分子物含量下降到1.5%～2%左右，技能符合纺丝条件。

切片的萃取，工业生产中一般采用热的软水，以洗出切片中的低分子物。萃取过程实际上是水分不断地渗入到切片内部、低分子物不断地从切片中扩散出来而溶解在热的软水中的过程。因此，选择较高的萃取温度、增加切片和水的的接触面积以及在水中加入适量的去氧剂，可提高萃取效率和确保切片质量。

萃取设备采用连续式萃取塔，塔高8～12m，内壁由不锈钢制成，外壁为普通碳钢制成的夹套；塔底成锥形，锥形截面上钻有很多小孔，萃取水可由这些小孔进入塔内；锥形底部与出料管连通，出料的顶端有出料螺杆；萃取塔顶部有储料斗、旋风分离器、萃取水出口和视镜等 ；出水管道上装有阀门并与转子流量计相通，用于指示排水量。

切片在连续萃取塔内以95℃热软水对流方式进行萃取，萃取塔内切片自上而下地流动，萃取水则自下而上，与切片逆向流动，萃取后的切片从塔底排出。萃取水采用连续循环，当萃取液中单体及低聚物的浓度达到5%左右时，将萃取液送入回收槽，并不断地补充新鲜软水。回收的萃取液经真空蒸发后在进行蒸馏回收。萃取后切片单体含量为1.5%～2%时输送至干燥工序。 三、切片的干燥

聚酰胺切片的干燥方式最常用的是真空转鼓间歇干燥，在选择工艺条件时，要考虑很多因素，要保证干燥后的切片含水率低，且波动范围小，干燥过程中聚合物的氧化降解及热降解越小越好。

干燥的温度通常控制在105℃～110℃，过高，切片容易变黄。生产中往往采用抽真空的方法把切片中的水蒸汽排除，并将切片的周围的空气排除，以加速干燥过程，降低切片达到平衡时候的含水率，防止切片的氧化，在同样的干燥温度下，真空度越高，干燥效果越好。干燥时间越长，切片的含水率越低，但是设备的生产效率越低，所以干燥的时间选择，应以切片达到纺丝所要求的含水率为依据，聚酰胺6的干燥时间，当温度为105℃～110℃，真空度99.75k聚酰胺时，约为18小时。

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目前才用的最为普遍的干燥设备是真空转鼓式干燥设备，它具有干燥质量高，更换品种容易，干燥过程中高聚物不易氧化等特点，其主要部分分为转鼓部分和加热系统，以及抽真空系统，其工艺步骤如下：把湿切片机爱如鼓内，关紧加料盖，转动真空转鼓，并开始加热，通入蒸汽之前，先打开排气阀，用蒸汽驱净空气后再关闭排气阀抽真空，当切片含水率达到工艺要求后，停止加热，并在夹套内通软水循环冷却降温，当切片达到工艺要求后，用惰性气体解除鼓内真空，出料。

而连续干燥设备LVC该装置有干燥能力大，干燥效果好，能耗低等优点，其是有预结晶系统和干燥系统组成，设备参数为：物料的粒度3mmx(3.5~4)mm; 3mmx3mmx2.3mm; 4mmx4mmx2.3mm 切片含水率≤0.5％ 干切片含水率≤0.0025％ 结晶状态为物料在连续化状态下结晶，无机械搅拌。进风温度170~180℃ 物料与干燥介质对流传热，传质，物料以稳定的活塞式流出，不发生短路现象，无机械搅拌。

其干燥示意图如下：

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现今最先进的干燥系统是BM干燥系统，它的预结晶分为干燥和连续，预结晶干燥分开按照，A.OTW—150型预结晶器，按照流化床的方式进行工作，就是利用循环的高温热风，早干燥机内直接与切片接触，热风自下而上通过孔眼，连续地把切片吹起和移动，干燥介质气流速度大于临界的硫化速度，小于带出速度，从而使切片处于类似的沸腾态。B.OKTD型干燥器，整个干燥塔由受料室、干燥室、出料室、组成，出料室存预结晶切片并装有料位计，当料位低于设定的下限时，料位计发出信号，预结晶器开始工作。

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5.上油方式

高速纺丝的上油方式不同于常规纺丝，其上油机构不在卷绕机的板面上，而在纺丝窗下方的甬道入口处，丝束用导丝钓集束后采用油嘴上油。油剂经齿轮泵送至喷油嘴，精确地控制送油量，以保证丝条含油均匀，并使各根单丝抱合在一起，减少丝条与空气的接触表面，这样，在高速运转时，可减少丝与空气的摩擦阻力和降低丝条上的张力，以保证高速卷绕的顺利进行。

油嘴的材质可使用耐磨性好的二氧化钛陶瓷或三氧化二铝陶瓷，在油嘴与丝接触部分，要求十分光滑。 6.热辊温度

聚酰胺6 FDY的拉伸是在第一导丝盘和后一对导丝盘之间完成，一般的速度分别为4000m/min和5500m/min左右。拉伸是一种冷拉伸过程，使用未加热导丝盘。为弥补长丝有后松弛现象，通过第二对热辊进行热定型。热辊使用特殊热媒进行加热。第三导丝盘起到稳定和调节张力的作用。当卷绕张力在O.13cN/dtex时，卷装成形良好。 7.拉伸倍数

聚酰胺的强度随着拉伸倍数的增加而提高，伸长则相应降低。这是由于在张力作用下，纤维内的大分子沿纤维轴向规整排列，取向度提高故拉伸倍数增加，可提高纤维的强度。但拉伸倍数如果超过临界界限，则有相反的效应，强力下降。聚酰胺6FDY的拉伸倍数宜为1.2—1.4倍。 8.卷绕速度

在聚酰胺6 FDY生产中，由于高速纺丝接着高速拉伸，丝中应力较难松弛。改变不同的拉伸倍数，都可得到断裂伸长差不多接近35％以上的全拉伸丝。原则上卷绕头的速度必须低于第二导丝盘的转速，这样可以保证拉伸后的丝得到一定程度的低张力，得到满意的成品质量和卷装，防止全消光丝因张力过大而造成塌边。卷绕速度一般为5000—6000m/min。

9.网络作用

聚酰胺6 FDY主要是作为高档经编针织面料、高密机织面料的原料，要求丝条抱合性好。为了提高纤维集束性能，在第一导丝盘前使用预网络器，避免毛丝绕辊；

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在第三导丝盘后装有网络器，进一步进行网络。比较适合的网络度是大约20个/m。 三、聚酰胺的生产流程及工艺 1.生产流程

聚酰胺6高速纺丝拉伸一步法工艺，即全拉伸丝(FDY)工艺简称为H4S(High Speed-Stretch-Set-Spining)技术。来自切片料斗的聚己内酰胺切片进入螺杆挤出机，切片在挤出机内通过热能和机械能使之熔融、压缩和均匀化，聚合物熔体经螺杆末端的混炼头流向熔体分配管，进入纺丝箱体。经纺丝组件、喷丝板压出而成为熔体细流，并在骤冷室的恒温、恒湿空气中迅速凝固成丝条，经喷嘴上油后，丝条离开纺丝甬道，被牵引到第一导丝辊，以一定的高速度将丝条从喷丝板拉下，得到预取向丝(POY)。丝条自第一导丝辊出来后被牵引到第二导丝辊，并通过改变两导丝辊的速度比来调节所要求的拉伸比，丝条最后经过第三导丝辊，以控制一定的卷绕张力和松弛时间，然后进入卷绕装置。在卷绕机的上方配有交络喷嘴，在喷嘴中通入蒸汽或热空气，使丝条交络并热定型，成品丝卷绕在筒管上，满卷的丝筒落下后经检验、分级和包装，便得到聚酰胺长丝FDY产品。

其工艺流程如下：

聚酰胺6干切片储仓→螺杆切片料斗→螺杆挤压机→熔体分配管道→纺丝箱→计量泵→纺丝组件／喷丝板→冷却侧吹风室→上油嘴→上油轮→第1网络喷嘴→第1、第2和第3拉伸辊(冷辊/分丝辊+热对辊+冷辊半卷) →第2网络喷嘴→断丝传感器→卷绕头 2.生产工艺

聚酰胺FDY设备与聚酯类同。本节着重讨论纺丝过程中，各主要工艺参数对成品丝质量的影响。

1.纺丝温度 聚酰胺熔体的纺丝温度主要取决于聚合体的熔点和熔体黏度。纺丝温度必须高于熔点而低于分解温度，聚酰胺6和聚酰胺6的熔点分别为215℃和255℃，而两者的分解温度相差不大，约300℃左右，为此聚酰胺6

的纺丝温度技制在260℃一270℃，聚酰胺6控制在280℃一290℃。由于聚酰胺6的熔点与分解温度之间的温差范围较窄，因此纺丝时允许温度被动范围更小，对纺

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2011年12月课程设计 丝温度的控制要求更严格。 聚酰胺的熔体黏度随相对分子质量增大而增大；在相对分子质量相同的情况下，熔体黏度随温度的升高而减小。但聚酰胺6的熔体黏度还与低分子物含量及水含量有关，因此在选择纺丝温度时应考虑这些因素。

2.冷却条件 纺丝应选择适当的冷却条件，并保证其稳定、均匀，避免受到外界条件的影响，从而使熔体细流在冷却成型过程中所受的轴向拉力保持稳定。对于—定的冷却吹风装置（FDY机目前多采用侧吹风)，冷却条件主要指冷却空气的温度、湿度、风量、风压、流动状态以及丝室温度等参数。通常冷却吹风使用20℃左右的露点风，送风速度一般为0.4 m/s一0.5m/s，相对湿度为75％一80％，冷却吹风位置上部应靠近喷丝板，但注意不能使喷丝板温度降低，以保证 纺丝的顺利进行。

3．纺丝速度和喷丝头拉伸倍数 熔体纺丝速度很快，若纺丝速度太慢，卷绕张力太小，丝条就不能卷绕到丝盘上，所以纺丝速度必须有一个下限值，目前高速纺丝己达到4000 m／min一6000m／min，甚至更高，由于熔体纺丝法的纺丝速度很高，因而喷丝头拉伸倍数也较大，在4600m／min的纺丝速度条件下，对于给定的线密度(例如llldtex／36f)，喷丝头拉伸倍数可高达200倍。

卷绕速度和喷丝头拉伸倍数的变化会影响卷绕丝的结构和拉伸性能。喷丝头拉伸倍数越大，剩余拉伸倍数就越小。纺丝速度在2000m／min一3000m／min之前，剩余拉伸倍数随纺速的增加而迅速减少；当纺速高于3000m／min之后，剩余拉仲倍数变化较为缓慢。这一纺速(范围)可作为高速纺丝与常规纺丝的分界点，当

纺丝速度超过此界限时，就能有效地减小后(剩余)拉伸倍数。FDY机通过第一导丝辊的高速纺丝和第二导丝辊的补充拉伸，使可获得全拉伸丝(FDY)。纺速达到足够高时，聚酰胺6在纺丝线上结晶，可由在线测量的直径、温度及双折射的数据观察到，聚酰胺6的黏均分子量为53000。以最高纺速6660m／min纺丝时，从直径分布图可以观察到微小的纫颈现象。在看到纫颈的位置，双折射串迅速增大，可以推断是取向结晶开始产生。在线温度测量也表明：当纺速足够高时，所测温度随与喷丝板距离的加大而出现一个平稳段。

从纺丝恰好结束时起双折射率随时间变化，最高纺速的初生纤维，在纺丝线上

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2011年12月课程设计 有结晶发生，其双折射率不随整理时间而改变；然而在所有其他纺速下，纤维的双折射率均随着整理时间的延长而大为改变，说明纤维发生取向结晶而形成高度完善的准六方晶相。可以断定，整理过程纤维的吸湿性使丝条有效的Tg降低，因此提供了准六方晶体形成所应具备的流动性。这—过程也导致聚酰胺6纤维在整理时长度增加，尤其是在低纺速下纺制的纤维。

4．上油 高速纺丝上油比常规纺丝上油更为重要，它直接影响纺丝拉伸卷绕成型工艺的正常进行和丝条的质量，特别是丝条与机件的高速接触摩擦，更容易产生静电，引起毛丝和断头，因此要施加性能良好的纺丝油剂。

常规纺丝采用油盘上油，但对于高速纺丝，油盘上油不但均匀性差，而且油滴会飞离油盘，因此FDY工艺中采用上油量比较均匀的齿轮泵计量、喷嘴上油法，且由于FDY己具有相当高的取向度和结晶度，所以在卷绕机上上油效果欠佳，故喷嘴上油的位置设在吹风窗下端。

对丝条的含油量也有一定的要求。当油剂含量过少时，表面不能均匀地形成油膜，摩擦阻力增大，集束性差，易产生毛丝；但含量过多，则会使丝条在后加工过程中造成油剂下滴及污染加剧。一般用于机织物的丝条含油量为0.4％一0.6％，用于针织物的则可高达2％一3％。

5．拉伸倍数 FDY工艺是将经第一导辊的预取向丝(POY)连续绕经高速运行的辊筒来实行拉伸的。拉伸作用发生在两个转速不同的辊筒之间，后一个速度大于前一个，两个辊简的速度比即为拉伸倍数。纺制聚酰胺FDY时，一般第一导辊的速度可达POY的生产水平(4000 m／min一4500m／min)。而拉伸的卷绕辊筒速度则高达5500 m／min一6000m／min。对于不同的聚合物，拉伸辊筒的组数、温度及排列方式也有所差异。对聚酯而言，由于其玻璃化温度(Tg)相对较高，两组辊筒均要加热，第一辊控制为70℃一90℃，以使丝条预热，第二辊则为180℃左右。而聚酰胺因为Tg比较低，模量也稍低，所需的拉伸应力相应较小，故可采用冷拉伸形式，但根据设备型号和生产品种的不同，采用第一辊不加热或微热而第二辊进行加热的形式，以实现对纤维的热定型。

对于己具有一定取向度的预取向丝，其剩余拉伸比较小，所以聚酰胺FDY工艺的拉伸倍数一般只有1.2—1.3倍。

34

2011年12月课程设计 6．交络作用 FDY过程的设计，是以一步法生产直接用于纺织加工的全拉伸丝为目的，考虑到高速卷绕过程中无法加捻，故在第二拉伸辊下部对应于每根丝束设置交络喷嘴，以保证每根丝束中具有每米约20个交络点。除了赋予交络点以外，喷嘴的另一个作用是热定型，为此在喷嘴中通入蒸汽或热空气，以消除聚酰胺纤维经冷拉伸后存在的后收缩现象。

丝束经交络后，便进入高速卷绕头，卷绕成为聚酰胺FDY成品丝。原则上卷绕头的速度必须低于第二拉伸辊的速度，这样可以保证拉伸后的丝条得到一定程度的低张力收缩，以获得满意的成品卷装质量。聚酰胺FDY的卷绕速度一般为5000m／min。

第三章 聚酰胺纤维的后加工

根据产品的品种和用途，聚酰胺纤维的后加工工艺和设备也有差异。本章将介绍聚酰胺长丝、弹力丝的后加工工艺及设备。

第一节聚酰胺长丝的后加工

现在聚酰胺长丝的生产多采用POY-DTY工艺，即以高速纺的POY丝为原料，在拉伸加捻机(又称DT机)上一步完成拉伸加捻作用。 一、长丝后加工工艺流程 POY-DTY工艺流程如下：

POY丝筒→导丝器→喂入罗拉→热盘→热板→拉伸盘→钢丝圈→环锭加捻

→卷绕筒管→DTY丝

卷绕丝从筒子架引出，经导丝器、喂给罗拉到达拉伸盘，在喂给罗拉和拉伸盘之间进行冷(或热)拉伸，从拉伸盘引出的拉伸丝，再经导丝钩和上下移动着的钢领板，被卷绕在筒管上，并获得一定的捻度，成为拉伸加捻丝。 二、长丝后加工工艺特点 1.拉伸

在聚酰胺长丝加工过程中，拉伸是一个关键工序。通过拉伸，使纤维根据用途

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不同而具有适当的物理-力学性能和纺织性能，如强度、延伸度、弹性、沸水收缩率、染色性等。

聚酰胺6纤维与其他合成纤维不同的是聚合物中含有低分子化合物，低分子化合物的存在降低了大分子间的相互作用力，起着增塑剂的作用，使纤维易于拉 伸，但强度却不能同时改善。而且低分子物含量过高，易于游离在丝的表面，沾污拉伸机械，给拉伸带来因难。

拉伸过程的主要工艺参数如下。

(1)拉伸倍数：拉伸倍数的选择决定于原丝的性质和对成品的质量要求，随着拉伸倍数的提高，纤维的强度增大，延伸度下降，沸水收缩率增加。

民用丝要求有—定延伸度，柔软而且有弹性，染色性好，因此拉伸倍数选择较低，UDY需经拉伸3.5～4倍。若采用POY，因为具有一定的取向度，故拉伸倍数应适当降低，一般为1.2～1.3倍。高强力丝及帘子线要求强度高，延伸度低，因此拉伸倍数要求高些，一般在5倍以上(对UDY)，此时应采取二段或三段拉伸。 (2)拉伸温度：一般拉伸温度要求高于玻璃化温度，并低于软化温度。温度过高时，大分子解取向的速度很快，不能得到稳定的取向结构。聚酰胺6纤维的玻璃化温度约为35℃～50℃，熔融温度约为215℃～220℃，对于民用单、复丝，一船可在室温下进行拉伸；而对于强力丝或短纤维，则应在升温下(约150℃)进行拉伸。所谓室温拉伸即冷拉伸，即不对纤维进行加热，拉伸所产生的变形热，一部分传递给空气介质，另一部分热量使纤维自身温度升高，当纤维本身的温度

超过其玻璃化温度时，拉伸便可顺利进行。含水含单体的聚酰胺6纤维的玻璃化温度在室温附近，且民用长丝的拉伸倍数不高，所以聚酰胺6长丝生产一般采取室温下拉伸。热拉伸则多用于聚酰胺6纤维，该种纤维玻璃化温度约为40℃～60℃，熔融温度约为265℃，均比聚酰胺6纤维高，且此种纤维中无小分子的增塑作用，因此必须对纤维进行加热．使拉伸温度高于其玻璃化温度，以促进分子的热运动，有利于拉伸的顺利进行。对帘子线等高强力聚酰胺6长丝，因采用较高倍数的拉伸，为了降低拉伸所需张力，并使拉伸均匀，也需采用热拉伸。

(3)拉伸速度：在拉伸过程中，一方面当拉伸倍数和拉伸温度一定时，提高拉伸速度，拉伸应力也相应增加，但另一方面拉伸热效应也会随拉伸速度的提高而增加。

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前者是主要因素时，拉伸速度提高使拉伸应力随着提高；后者是主要因素时，拉伸速度提高则使拉伸应力减小。但在实际拉伸条件下，速度变化的范围较小，如在200～700m/min的范围内，拉伸张力只出现单调的变化；随着拉伸速度增大，聚酰胺丝的拉伸张力增大。 2.环锭加捻

丝条经拉伸后，通过拉伸加拖机上的加捻机构可获得一定的捻度。环锭加捻机构由导丝钩、隔丝板、钢领、钢丝钩、锭子和筒管等几个重要部分组成。拉伸加捻机常用的加捻方法是，拉伸盘和小转子捏持丝的一端，另一端由锭子和钢丝钩带动加以回转，使丝条得到加捻。纤维在拉伸加投机上所获得的捻度增加，在卷绕直径一定范围内，丝条的捻度可按下式近似计算：

捻度（捻/m）=

锭子转速（r/min）

拉伸盘出丝速度（m/min）用于聚酰胺纤维的国产拉仲加捻机类型有VC443A型复丝拉伸加捻机，VC431型、SFZN-1型重旦拉伸加捻机及VC45l型单丝拉伸加捻机。

目前拉伸加捻机的发展趋势是高速度、大卷装、高效能和自动化。如德国辛泽(Zlnser)公司的519型拉伸加检机就属于此类型，其拉伸速度可提高到2500m/min，锭子转速达20000r/min，卷装净重达4kg，并具有自动装载筒子架机构和自动落纱的拔筒插管机。 3.后加捻

经过拉伸加捻后的纤维，尽管己经获得一定的捻度(5～20捻/m)，但因捻度太少，所以仍称为无捻丝。聚酰胺长丝除以无捻丝(拉伸丝)形式出厂外，有时还要根据品种和纺织后加工的要求，特别是针织物用丝，在层式加捻机或倍捻机上，对拉伸丝进行后加捻，也有的采用环锭式后加捻。

后加捻的目的是增大长丝的捻度，一般要求l00～400捻/m，使纱线中的纤维抱合得更好，以增加纱线的强力，提高纺织加工性能。

在加捻过程中，随着捻度增加，丝条强力也逐渐增加，但是当捻度增加到一定极限值后，强力反而下降。

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4. 变形丝

聚酰胺变形丝生产多采用假捻变形法中的内拉伸变形法，由于聚酰胺纤维的模量较低，织物不够挺括，因此产品一般以高弹丝为主。高弹丝的生产仅用一个加热器，这是与低弹丝生产工艺的最大区别。

原丝连续通过张力器，以伸直状态进入喂入辊，再通过加热器，使假捻器至喂入器之间已加捻或内拉伸加捻的丝条经受热定型。因此，通过加热器的丝具有很高捻度，然后，丝条进入假捻器与输出辊之间的解捻区，因丝条在高捻度下定型，所以解捻后的丝成为具有正负螺旋状交替排列的集合体，具有高弹性。经热定型再解捻的丝，会发生与解捻方向相反的转矩，其转矩在针织加工时，由于丝松弛而缠结，会影响针织加工的正常进行。因而对于针织用变形丝，需将捻向不同的两束丝合捻，以抵消其转矩，而用于机织加工的高弹丝，则不需合股并始。为了增加丝条的抱合力和手感，也可考虑合股后再加捻。但为了保持蓬松性，后加捻度最好少一些。后加捻度视线密度而定。

现代假捻变形的合股工序在同一机台上完成。在一个部件上同时安装捻向相反的两个假捻器，可同时得到两束捻向相反的变形丝，经过输出辊合股后卷绕于筒管上。这既减少了工序，又提高了生产效率，且可得到优质的合股变形丝。

为了提高变形丝质量，增加变形丝的稳定性和防止气团的形成。对于高速拉伸假捻变形，多采用空气冷却或水冷却板进行强制冷却。从板冷却和空气冷却丝的温度差△T可以看出，约0.75m的冷却距离最佳。 5.压洗

压洗是聚酰胺6后加工的必备工序。因为萃取后的切片纺丝后得到的纤维低分子物的含量达到2%—2.3%直接纺即使经过“纺前脱单体”还有7%—8%。这些低分子物的存在将影响丝条染色的均匀性，而且存放的时间稍久时低分子物就会析出，在丝条的表面像发霉的霉点一样，从而使丝条或织物发黄发脆，严重影响了丝条的外观和内在质量。因此，必须通过高压的措施对成品纤维进行高温高压清洗，使低分子物的含量≤1.5%

6.热定型

可采用热水、蒸汽、干热定型，对应的温度分别是100℃—110℃、110℃—120℃、

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160℃—180℃。定型要严格控制工艺条件。 7.络筒

络筒前要平衡，要放在相对湿度60%—65%，温度20℃—22℃的平衡间存放24h，使各丝筒之间、丝筒的内外层之间含湿量均匀。

络筒前也要补充油剂，因为压洗的过程中大部分的油剂被洗掉。 聚酰胺6FDY物理性能指标：

项目 77dtex/24f

纤度（dtex） 76.9 —77.0 线密度CV（%） 0.1 断裂强度（cN/dtex） 4.27

断裂强度CV（%） 3.0 —7.5 断裂伸长率（%） 40.0 —41.5 断裂伸长CV（%） 9 —13

沸水收缩率（%） 8.5 —9.5 条干均匀率CV（%） 1.25 含油率（%） 0.8 —1.0

网络度（个/米） 16

第四章

聚酰胺纤维的性能及吸湿排汗基理

第一节 聚酰胺纤维的性能

(1)断裂强度：聚酰胺纤维因为结晶度、取向度高以及分子间作用力大，所以强度也比较高。一般纺织用聚酰胺长丝的断裂强度为4.4 cN/dtex～5.7cN/dtex，作为特殊用途的聚酰胺强力丝断裂强度达6.2cN/dtex～8.4cN/dtex甚至更高。聚酰胺纤维的吸湿率较低，其湿态强度约为干态强度的85％～90％。

(2)断裂伸长：聚酰胺纤维的断裂伸长随品种而异，强力丝断裂伸长率要低一些，约为20％～30％，普通长丝为25％～40％。通常湿态时的断裂神长率较干态高3％～5％。

(3)初始模量：聚酰胶纤维的初始模量比其他大多数纤维都低。因此，聚酚胺纤维在使用过程中容易变形。在同样的条件下，聚酰胺6纤维的初姑模量较聚酰胺6

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纤维稍高一些，接近于羊毛和聚丙烯腈纤维。

(4)回弹性：聚酰胺纤维的回弹性极好，如聚酰胺6长丝在伸长率10％的情况下，弹性回复率为99％，在同样伸长的情况下，聚酪长丝弹性回复率为67％，而粘胶长丝的弹性回复率仅为32％。

(5)耐多次变形性或耐疲劳性：由于聚酰胺纤维的弹性好，因此它的打结强度和耐多次变形性很好。普通聚酰胺长丝的打结强度为断裂强度的8D％～90％，较其他纤维高。聚酰胺纤维耐多次变形性近于涤纶，而高于其他所有化学纤维和天然纤维，因此聚酰胺纤维是制作轮胎帘子线较好的纤维材料之—。例如，在同样试验条件下，聚酰胺纤维耐多次变形比棉纤维高7～8倍，比粘胶纤维高几十倍。

(6)耐磨性：聚酰胺纤维是所有纺织纤维中耐磨性最好的纤维。它的耐磨性为棉花的l0倍，羊毛的20倍，黏胶纤维的50倍。以上数据是单根纤维测定的结果，不能推广到织物。在不同的使用条件下，纤维耐磨性的次序也有不同，而不是恒定的。 (7)吸湿性：聚酰胺纤维的吸湿性比天然纤维和人造纤维的都低，但在合成纤维中，除维纶外，它的吸湿性是较高的。由于聚酰胺6纤维中有单体和低分子物存在，吸湿性略高于聚酰胺6纤维。

(8)密度：聚酰胺纤维的密度较小，在所有纤维中，其密度仅高于聚丙烯和聚乙烯纤维。

(9)染色性：聚酰胺纤维的染色性虽然不及天然纤维和人造纤维，但在合成纤维中是较容易染色的。一般可用酸性染色、分散染料及其他染料染色。

(10)光学性质：聚酰胺纤维具有光学各向异性，有双折射现象。双折射率随拉伸比变化很大，充分拉伸后，聚酰胺6纤维的纵向折射率约为1.582，横向折射率约为1.591；聚酰胺6纤维的纵向折射率为1.580，横向折射串约为1.530。 聚酰肢纤维的表面光泽度较高，通常在纺丝前需添加消光剂TiO2进行消光。 (11)耐光性：聚酰胺纤维的耐光性较差，在长时间的日光和紫外光照射下，强度下降，颜色发黄，通常在纤维中加入耐光剂，以改善其耐光性能。

(12)耐热性：聚酰胺纤维的耐热性能不够好，在150℃下，经历5h即变黄，强度和延伸度显著下降，收缩率增加。但在熔纺合成纤维中，其耐热性较聚烯烃纤维好得多，仅次于涤纶。通常，聚酰胺6纤维的耐热性较聚酰胺6纤维好，它们的安

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全使用温度分别为130℃和93℃。在聚酰胺6和聚酰胺6聚合时加入热稳定剂，可改善其耐热性能。聚酰胺纤维具有良好的耐低温性能，即使在-70℃下，其回弹性变化也不大。

(13)电性能：聚酰胺纤维的直流电导率很低，在加工过程中容易因摩擦而产生静电。但其电导率随吸湿率的增加而增加，并随湿度增加而按指数、函数规律增加。例如，当大气中相对湿度从0变化到100％时，聚酰胺6纤维的电导率可增加106倍。因此，在纤维加工中。进行给湿处理，可减少静电效应。

(14)耐微生物作用：聚酰胺纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于聚氯乙烯纤维，但有油剂或上浆剂的聚酰胺纤维，耐微生物作用的能力降低。

(15)化学性能：聚酰胺纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用性能较差。 第二节 吸湿排汗机理

吸湿排汗纤维是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，从而达到导湿快干的目的。毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力以及扩散能力。也有人将吸湿排汗纤维称谓“可呼吸纤维”。吸湿排汗纤维是一类着眼于吸湿、排汗特性和服装内部舒适性的功能纤维。早期吸湿性、排汗性的赋予是以天然纤维和合成纤维的复合为主流，用途只是在较为狭窄的范围内开展的，现在则以中空截面纤维或异形截面纤维之类使纤维自身特殊化以及吸湿、排湿聚合物共混的加工方法为主流。

具有吸湿排汗功能的纤维一般都具有高的比表面积，表面有众多的微孔或沟槽，一般设计为异形截面，利用毛细管原理，使得纤维能够快速吸水、输水、扩散和挥发，因而能迅速吸收皮肤表面湿气和汗水，并排放到外层蒸发。其织物比传统的布料吸水率少14倍，比其它功能性布料更干爽一比纯棉快干5倍，比锦纶快干2倍。因此，纤维结构体的吸水是由于纤维间隙中的毛细管作用所产生的现象，对衣服的舒适性和卫生性的产生起到很大作用，是实用上的重要性能。在平衡状态下，毛细管直径越小，达到水分平衡状态所需要的时间越长，因此吸水速度也成为现实的问

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2011年12月课程设计 题。 本课题是采用十字形喷丝板生产的异形丝，使纤维表面形成微细沟槽，即使当织物中纤维形成的毛细管处于水平位置时，虽然没有外力场的势能差，但由于毛细管曲面附加压力的作用，能自动引导液体流动，称之为芯吸 （见下图）。

芯吸效应

芯吸是一种维持毛细管内流体迁移的性能，是使水分子沿纤维表面形成的毛细管上升、并从另一端析出水珠的性能。当人体出汗时，汗液以液态水的形态分布在皮肤表面，通过纱线和织物的芯吸作用，将液态汗水从织物的一面传递到另一面，并散发到空气中，以促进热量的散失，对织物的穿着舒适性起着十分重要的作用。织物中毛细管内液态水的运输，可以在没有外力场条件下完成。这是因为毛细管中液面的弯曲有一定的附加压力，这些附加压力由液固界面张力引起。这种由于毛细管压力自动引导液态流动的现象称为芯吸现象。毛细管压力可以根据LaPlace公式计算:

P=

2ζＲ

cosθ

式中:P——毛细管压力(Pa)； σ——水的表面张力(N/m)； R——毛细管半径(m)； ?一一接触角(°)。

异形纤维之间和异形纤维束之间形成的毛细管数量比相同细度的圆形纤维之间和圆形纤维束之间形成的毛细管数量要增加许多，形成毛细效应时，虽然毛细管当量半径变小，但总的来说，由于毛细管数量的增加，纤维充实度减小，毛细效应比圆形纤维明显。截面一般设计为特殊的异形状，利用毛细管原理，使得纤维能够快速的输水、扩散和挥发，能迅速吸收皮肤表面湿气和汗水，并排放到外层蒸发。

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第五章 工艺计算

第一节 物料衡算

一、己知条件

聚酰胺生产中各工序的损失率如下：切片筛选0.2，干燥63.0，纺丝15.1，卷绕20.8，分级1 0.9 加捻25.4，分级2 4.9

各工序添加物料的量为：纺丝用油50㎏/t,油剂浓度10﹪，含水率4%，POY含油率0.4﹪， DTY油剂20㎏/t 二、计算过程与结果

1000㎏成品作为平衡表的计算基准，采用逆流程方向，自下而上反推法计算： 分级工序的物料量为:1000 + 4.9 = 1004.9（㎏） 进加捻工序的总物料量为:1004.9 + 25.4 = 1030.3（㎏） 进分级1工序的总物料量:1030.3 – 20 + 0.9 = 1011.2（㎏） 进卷绕工序的物料量为:1011.2 + 20.8 = 1032（㎏） 进入工序的物料量为：1032 – 50 + 15.1 = 997.1（㎏） 进入、干燥工序的物料量为：997.1 + 63.0 = 1060.1（㎏） 进入工序的物料量为：1060.1 + 0.2 = 1060.3（㎏） 三、聚酰胺6生产物料平衡表 工序 筛选 萃取、干燥 纺丝 卷绕 分级1 加捻 输入/㎏ 聚酰胺6 1060.3 1060.1 997.1 1032 1011.2 1030.3 油剂 0 0 50 0 20 0 总计 1060.3 1060.1 1047.1 1032 1031.2 1030.3 聚酰胺6 1060.1 997.1 1032 1011.2 1030.3 1004.9 输出/㎏ 损失 0.2 63 15.1 20.8 0.9 25.4 总计 1060.3 1060.1 1047.1 1032 1031.2 1030.3 43

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分级2 成品 1004.9 0 1004.9 1000 1000 4.9 1004.9 1000 四、物料平衡图 筛选1060.3㎏

（其中干切片1056.3㎏，水4.2㎏）

卡料0.2㎏ 萃取、干燥1060.1㎏ （其中干切片1055.9㎏，水4.2）

粉末1.6㎏低分子57.4㎏

油剂5 ㎏水45㎏ 纺丝997.1 ㎏ 水4.0㎏ 合计63㎏ 合计50㎏ 料块3.5㎏ 废丝11.6㎏ 卷绕1032㎏ 合计15.1㎏ 其中：丝1059㎏ 油4㎏ 水39㎏

油剂20㎏ 分级1011.2㎏ 油2㎏水18㎏

废丝 4.9㎏

分级1004.9㎏

丝20.4㎏ 油水5㎏ 合计25.4㎏

假捻1030.3㎏

废丝0.9㎏

废丝13.8㎏ 油水7㎏合计20.8㎏

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成品1000㎏

其中（聚酰胺6 950㎏）

水45㎏ 油 5㎏

第二节 设备计算

主要参数：成品丝78dtex/24f 卷绕速度5000m/min 年总产量30000t 机械效率0.90 成品率0.95 年开工天数333天 1.螺杆挤出机

泵供量 G=纤度3卷绕速度310-4 = 7835000310=39.0g/min 日产量=泵供量3机械效率3时间3泵数

=3930.9036032433840310-6=194.0t/d=8457.7kg/h 实际产量/螺杆产量=14.6台

即选用JWM150/25型螺杆15台 其具体参数为：

螺杆直径 150mm 长径比 25 转速范围20—60r/min 机头压力 20—25M聚酰胺 加热区 6个 2.牵伸卷绕机

卷绕日产量=纤度3卷绕速度3头数3603243机械效率3成品效率3设备利用率310-4310-6

=78350003401636032430.9530.9530.9310-4310-6 =183.2t/d 卷绕机年产量=1753333=6101t

故选用24位一组的卷绕机5台能满足年产50000t的要求。 3.纺丝机

纺丝机系数0.82 纺丝箱每位8个头

每个纺丝位的年产量=纤度3卷绕速度3头数3系数3603243333310-4310-6=78350003830.923603243333310-10=122.7t 工艺年产量：0.9971330000=29913t

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-4

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需要纺丝位数：29913÷122.7=243.8

故纺丝机选用408个位，每个纺丝机按24个位，需要11台纺丝机。 4.计量泵

所需计量泵流量=纤度3卷绕速度310-4

=7835000310-4=39.0g/min

故选用型号为831.2ml/r的计量泵 计量泵台数：4016÷8=502

第三节 工艺参数计算

产品规格：78dtex/24f 年总产量：30000t 卷绕速度：5000m/min 1.泵供量

泵供量=纤度3卷绕速度310-4=39.0g/min 2.计量泵转速

计量泵转速=泵供量/（泵规格3熔体密度3容积效率） =39/（1.231.1430.98）=29.09r/min 3.螺杆转速

N=【2Q2+πDh33Sin2φ3P/（6ul）】/（π2D2h3SinφCosφ） Q2=6860cm3/min D=150mm h3=0.035D=0.525cm

L=0.253150325=93.75cm P=20M聚酰胺 φ=17°40′ μ=320聚酰胺2s

N=【236860+π31530.52533Sin217°40′3203106/（63320393.75）】/（π2315230.5253Sin17°40′3Cos17°40′）=40.94r/min 4.喷丝头拉伸倍数

生产78dtex/24f的聚酰胺6预取向丝时，其单根线密度为3.25dtex。由孔径与单丝线密度的关系表知，孔径选择0.10mm 熔体通过喷丝孔道内的速度Vs=Q/（ρπ2/43d2N） 由Q=39.0g/min ρ=1.14g/cm3 d0=0.10mm N=24

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Vs=18158.45cm/min=18.158m/min

喷丝头拉伸倍数D=Vw/Vs=5000/18.158=275.3

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附录：

一、原料制备

项目 条件 项目 条件 开环剂用量/% 3 分子量稳定剂0.3～0.35 用量/% 消光剂用量/% ﹤0.5 液面高度/m 二、切片质量 项目 条件 0.5～0.8 上段聚合温度/℃ 260～270 中段聚合温度/℃ 260 下段聚合温度/℃ 250 聚合时间/h 20～30 项目 熔点/℃ 条件 220±1 相对黏度2.48～2.50 /dL/g 羧基含量60～70 /mol/t 切片直径/mm 2.2～2.5 低聚物含量/% ≦0.5 三、纺前处理 1.萃取 项目 循环水温/℃ 条件 98～100 氨基含量/mol/t 35～45 水分含量/% Ti2O2含量/% ≦0.05 0.2～0.3 项目 排出水浓度/% 萃取时间/h 条件 3～4 18～24 切片中萃取物含﹤2 量/%

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2.干燥 （1）输送

项目 受料时间/S 输送时间/S （2）预结晶

项目 风速/m/s 停留时间/s （3）主干燥 项目 条件 项目 停留时间/s 条件 4 条件 ≧20 15～20 项目 热风进风温度/℃ 热风出风温度/℃ 条件 110～120 80～90 条件 3～5 15～18 项目 密封时间/h 排除压力时间/S 条件 1～2 1～2 热风进风温度115～130 /℃ 风量/Nm3/min 含水/ppm 四、纺丝 1.纺丝机 项目 纺速/m/min 螺杆直径/mm 条件 5000 120 22 ≦600 风速/m/s 8～10 项目 成品规格/dtex/24f 长径比 条件 78 25 螺杆熔体出口温度258 /℃ 螺杆转速/r/min 每个位头数/个 40.94 8 螺杆机头压力/M聚酰20 胺 纺丝位数/位 联苯温度/℃ 计量泵规格/cm3/r 24 263 1.2（38） 单根丝线密度3.25 /dtex 49

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喷丝板孔数/孔 喷丝头拉伸倍数 2.螺杆加热温度 分区 24 275.3 喷丝板孔径/mm 组件更换周期/天 0.10 15 一区 二区 253±2 三区 258±2 四区 260±2 五区 261±2 螺杆加热温度233±2 /℃ 3.侧吹风 项目 风湿/℃ 风湿/% 油剂浓度/% 4.卷绕车间温度 夏季/℃ 25～27 五、FDY丝生产 1.对原丝（FDY）质量要求 项目 断裂强条件 度﹥5 条件 20±0.5 65±5 10 项目 风速/m/min 上油方式 条件 0.4～0.7 喷油嘴式 冬季/℃ 20 相对湿度/% 60～70 项目 延伸度/% 条件 30 /cN/tex 捻度/捻/m 含油/% 2.生产工艺 项目 条件 项目 假捻形式 拉伸比 假捻张力/cN 条件 皮圈式 1.252 20～22 ≦20 0.8 Ti2O2含量/% 0.2～0.3 加工速度/m/min 602 D/Y比 加捻张力/cN 1.59 19～20 50

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6fjw.html