本發(fā)明屬于熔融紡絲領域,涉及一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法。
背景技術:
中國是化纖大國,化纖是紡織領域重要的原材料。從化纖的產量來說,2014年中國化纖產量達到4390萬噸,其中聚酯纖維占到了化纖總產量的70%以上。以聚酯纖維的產品轉型升級直接影響到化纖領域的發(fā)展,其中聚酯轉型升級中以生產高效節(jié)能及纖維品質提升為主要發(fā)展趨勢。聚酯熔融紡絲技術的提升對于化纖領域的轉型升級具有重大的促進作用。
現(xiàn)有的熔融紡絲技術在應用過程中存在的問題主要集中在紡絲速度提升有限,生產效率提升不明顯,纖維成形過程中流變阻力與空氣摩擦阻力較大,熔融紡絲生產加工過程中,容易導致毛絲、斷頭等出現(xiàn),毛絲、斷頭等現(xiàn)象的出現(xiàn)導致一定數量廢絲的產生,隨著化纖產能的增加,生產過程中的廢絲料量也會相應增加,造成了嚴重的資源浪費,同時由于熔融紡絲過程中普遍采用吹風方式進行冷卻,容易造成纖維氣流擾動,導致冷卻過程中發(fā)生冷卻不充分、均勻,降低纖維的品質。
針對以上存在的問題,需要對熔融紡絲技術進行優(yōu)化,提升熔融紡絲速度、降低能耗的同時進一步提升纖維品質。一方面,在熔體紡絲過程中,紡程上纖維的受力分布是熔融紡絲技術的核心部分,對于熔體成型及品質調控起到關鍵的作用,從纖維紡程研究角度出發(fā),當熔融紡絲工藝發(fā)生變化時,會引起紡程上力的分布變化,纖維在紡程上受到的力以流變阻力、空氣摩擦阻力為主,這兩種力對紡速的提升具有直接的影響。另一方面,纖維從噴絲板微孔噴出到卷繞成形主要經歷緩冷區(qū)、吹風區(qū)、自然冷卻區(qū),其中吹風區(qū)是保證纖維冷卻過程的重要環(huán)節(jié),包含了力場、溫度場、速度場等,吹風區(qū)是紡絲過程中即紡絲動力學的研究,以及取向、結晶結構發(fā)展與演變機理的研究是紡絲理論研究的重要內容,目前吹風區(qū)主要形成了側吹風、環(huán)吹風的冷卻方式,纖維在吹風區(qū)的冷卻效果直接關系到纖維品質指標。
中國專利CN 102206879 A中針對以上的問題在纖維成形過程中設計負壓紡絲條件(0.01~0.001MPa),通過降低空氣摩擦阻力的方式提升纖維的紡速,但是對于熔體所受的流變阻力缺乏必要考慮,而流變阻力對于纖維紡速與品質的提升是關鍵因素之一,紡絲組件中噴絲板的結構對熔體所受流變阻力具有直接影響,進而調控纖維成型過程。
中國專利CN103952782A公開了一種長絲側吹風裝置及其吹風工藝。這種裝置具有紡絲箱、上油裝置和卷繞裝置,紡絲箱底端設有噴絲板,噴絲板下方設有側吹風裝置,所述側吹風裝置包括冷風機,冷風機連接有送風管和整流風道,在送風管和整流風道之間設有過濾器和風量調節(jié)閥。側吹風冷卻的風速均勻,能夠提高紡絲質量;設有側吹風擋板,將側吹風機的風向攔截且進行分解,使風的方向與絲束運動方向大體一致,減少了側吹風機對絲束的干擾。中國專利CN102199796B公開了一種可調式環(huán)吹風冷卻系統(tǒng),在環(huán)吹風裝置的負壓倉和風筒倉均裝備高精度壓力傳感器,進風管處加裝自動控制閥,整條生產線只由一臺電腦控制,就能實現(xiàn)自動連鎖調節(jié)風壓,并設計環(huán)吹頭可調節(jié)式環(huán)吹風裝置,隨時保證風筒倉風壓和風量的穩(wěn)定,最大的保證了產品質量。然而,不管是側吹風或是環(huán)吹風冷卻方式都無法避免纖維氣流形成的擾亂導致在冷卻過程中發(fā)生冷卻不充分、均勻。雖環(huán)吹風相比較側吹風可以在一定程度上保證纖維的冷卻效果,在超細旦、細旦纖維開發(fā)上品質指標得到提升,但對纖維冷卻過程中纖維與空氣邊界層缺乏系統(tǒng)設計。
綜上所述,在現(xiàn)有技術的基礎上進一步提升熔融紡絲技術,對于克服熔融紡絲過程中由于流變阻力和空氣摩擦阻力造成的紡絲速度較慢的問題,以及避免冷卻過程中由于吹風方式不當造成纖維冷卻不均勻導致的纖維制品的品質降低具有非常重要的意義。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有熔融紡絲成形技術的不足,利用流變阻力的機理,通過對噴絲板表面噴絲微孔進行低表面能處理,降低熔體在噴絲板處的流變阻力,大大提升紡速,同時采用負壓冷卻替代傳統(tǒng)的側吹冷卻和環(huán)吹冷卻,實現(xiàn)初生纖維在恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中充分、均勻冷卻,制備出品質優(yōu)良的聚酯纖維。
為達到上述目的,本發(fā)明采用的技術方案為:
一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,聚酯熔體從低阻尼噴絲微孔擠出后首先經過緩冷形成初生纖維,然后初生纖維依次進行負壓冷卻和自然冷卻;
所述低阻尼噴絲微孔是經過聚硅氧烷處理液表面處理的低表面能的噴絲微孔,噴絲微孔表面能En≤35mJ/cm2,表面粗糙度Ra≤0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA≥85°;
所述負壓冷卻是指在負壓環(huán)境中冷卻,所述負壓環(huán)境是指壓力為0.001~0.01MPa、溫度為5~105℃、相對濕度為60~80%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境,所述恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境內為空氣氣氛;
紡絲過程中的紡絲速度為8000~20000m/min,集束點纖維的速度為5000~10000m/min,卷繞速度為8000~20000m/min。
作為優(yōu)選的技術方案:
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述低阻尼噴絲微孔的制備方法為:
以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70~85℃條件下,使流動液從噴絲板的噴絲微孔流出,然后在95~120℃條件下進行初步固化,再在200~230℃進行再次固化,最后在260~280℃進行終固化,冷卻后得到低阻尼噴絲微孔;
所述聚硅氧烷處理液按重量份計,各組分為:
所述聚硅氧烷處理液的制備方法為:按比例加入硅溶膠和鋁溶膠,然后用催化劑調節(jié)pH值,使體系的pH值維持在2~4.5,然后再加入溶劑和硅氧烷,再在常溫下進行水解15~20min,然后再把體系放入45~80℃進行高溫縮合,反應維持30~75min,反應結束后再加入助劑,進行攪拌5~10min后,待體系冷卻到室溫,得到所需的聚硅氧烷處理液。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述硅氧烷為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一種以上;
所述硅溶膠為堿性硅溶膠,其pH值為10.3±0.2,硅溶膠的固含量為30~45wt%,平均粒徑為30~50nm;
所述鋁溶膠為堿性鋁溶膠,其pH值為9.6±0.2,鋁溶膠的固含量為20~35wt%,平均粒徑為45~65nm;
所述溶劑為醇與水的混合溶劑,醇為一元醇或者二元醇;且一元醇與水的體積比為1.25~1.60:1,二元醇與水的體積比為0.75~1.0:1;
其中一元醇為乙醇、異丙醇或丁醇,二元醇為乙二醇或1,3-丙二醇;
所述催化劑為甲酸、乙酸、鹽酸、磷酸或硝酸中的一種或兩種的混合物;
所述助劑為流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物;其中流平劑、消泡劑與表面增硬耐磨劑的質量比為1:1~5:0.25~0.5。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述硅氧烷為甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物,且相應的體積比為1:0.05~0.25:0.05~0.1;
流動液從噴絲板的噴絲微孔流出的流速為0.01~10L/min,時間為0.5~5min;初步固化時間為15~20min;再次固化時間為20~25min;終固化時間為5~10min;冷卻采用自然冷卻。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述聚酯為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PTT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)或PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯);
所述低阻尼噴絲微孔包括常規(guī)圓孔和各種異形孔,各種異形孔為三角型、三葉型、中空型、扁平型、十字型、豐字型、“8”字型、“Y”型或“H”型微孔。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述緩冷是指在20~30℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為5~15cm。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述負壓環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),所述維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出;所述封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,所述恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1~2m。
如上所述的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,初生纖維經負壓冷卻和自然冷卻后進行集束、上油和卷繞,具體紡絲工藝如下:
聚酯POY絲:紡絲溫度為270~300℃,紡絲速度為8000~12000m/min,集束點纖維的速度為5000~8000m/min,拉伸溫度為60~80℃,總拉伸倍率為1.2~2.0,卷繞速度為8000~12000m/min;
聚酯DTY絲:聚酯POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成聚酯DTY絲,其中第一羅拉的線速度為200~600m/min,第二羅拉的線速度為500~600m/min,第三羅拉的線速度為300~600m/min,卷繞羅拉的線速度為400~700m/min,牽伸比為1.1~1.8,PU盤式假捻D/Y比為1.2~2.5;
聚酯HOY絲:紡絲溫度為270~300℃,紡絲速度為18000~20000m/min,集束點纖維的速度為8000~10000m/min,卷繞速度為18000~20000m/min;
聚酯FDY絲:紡絲溫度為270~300℃,紡絲速度為15000~18000m/min,集束點纖維的速度為6000~8000m/min m/min,熱輥GR1的速度為5000~6000m/min,溫度為80~110℃,熱輥GR2的速度為6000~8000m/min,溫度為115~135℃,卷繞速度為15000~18000m/min。
本發(fā)明的一種低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,通過對熔體紡絲過程中受到的流變阻力和空氣摩擦阻力以及冷卻過程中的冷卻方式進行調控,實現(xiàn)紡絲速度和纖維品質的提升。
本發(fā)明對流變阻力的調控主要是通過對紡絲噴絲微孔表面進行低表面能處理實現(xiàn)的,低表面能處理能夠提高噴絲微孔光滑度和降低摩擦系數,降低紡絲過程中高溫高粘度熔體與噴絲微孔之間的摩擦,降低紡絲過程中張力波動,實現(xiàn)紡絲過程的高速化與穩(wěn)定化。低表面能處理后的噴絲微孔為低阻尼噴絲微孔,聚酯熔體在低阻尼噴絲微孔中速度提升原理如下式:
V’=V0+V(x);
式中,V0為聚酯熔體在未經低表面能處理噴絲微孔中某一位置點的速度,V(x)為聚酯熔體在低表面能處理后的噴絲微孔表面所產生的滑移的速度,V’為聚酯熔體在低表面能處理后噴絲微孔相同位置點的速度;
對比可以看出聚酯熔體在低表面能處理的噴絲微孔即低阻尼噴絲微孔中的速度相對于未經低表面能處理的噴絲微孔的速度增加了V(x),說明低表面能處理噴絲微孔能夠顯著提升熔體的流動速度。
聚酯熔體在熔體管道其滑動摩擦力f=F×μ;
式中,μ為滑動摩擦系數,F(xiàn)為熔體壓力;
在相同的壓力F條件下,低阻尼噴絲微孔的表面能較低,噴絲微孔表面與熔體的滑動摩擦系數μ越低,滑動摩擦力f也隨之降低,而在紡絲過程中為了避免聚酯熔體出口斷裂,為了減少毛絲斷頭等現(xiàn)象的產生,滑動摩擦力f必須小于聚酯斷裂的最小應力σ,因此低阻尼噴絲微孔能夠降低滑動摩擦力f,從而減少由于熔體斷裂導致的毛絲斷頭的發(fā)生。
熔體在流動過程中的速度梯度,導致熔體本身在流動過程中存在剪切作用,當其剪切作用大于熔體本身的自聚能時,熔體發(fā)生斷裂。常規(guī)超高速紡絲過程中熔體速度越快,紡絲平直越難控制,同時對于細旦、超細旦纖維而言,其本身紡絲過程中噴絲微孔孔徑小,熔體與噴絲微孔基材摩擦阻力大,因此易于導致紡絲剪切過大,而在剪切過程導致纖維最外圍先發(fā)生斷裂,當斷裂面積過大,深入到纖維徑向深度過大時,纖維發(fā)生斷裂,而紡絲出現(xiàn)毛絲,因此在后期拉伸過程中易于出現(xiàn)斷裂,毛絲現(xiàn)象的產生,影響產品品質。本發(fā)明采用低阻尼噴絲微孔,熔體在流動過程中的剪切作用力大大降低,低于熔體本身的自聚能,從而避免了熔體斷裂現(xiàn)象的產生,保證了纖維的優(yōu)良品質。
本發(fā)明對空氣摩擦阻力和冷卻方式的調控主要是通過采用負壓熔融紡絲工藝實現(xiàn)的,紡絲過程中,聚酯熔體從噴絲微孔擠出后首先經過緩冷形成初生纖維,然后初生纖維依次進行負壓冷卻和自然冷卻,負壓冷卻是在壓力小于大氣壓、溫度為5~105℃的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行的。傳統(tǒng)熔融紡絲工藝過程中,纖維在緩冷區(qū)緩冷后再經吹風區(qū)進行充分冷卻,吹風區(qū)的吹風包括了側吹風與環(huán)吹風兩種形式,側吹風在過去相當長的時間內成為化纖冷卻的主要方式,但是隨著化纖朝著低纖度、異形等方向發(fā)展時,傳統(tǒng)的側吹風已經無法很好滿足絲束的冷卻成形,環(huán)吹風是側吹風的進一步發(fā)展,尤其對開發(fā)高品質的細旦、異形纖維產品起到了關鍵的作用。但是傳統(tǒng)的敞開式吹風冷卻方式,是通過一定速度的吹風直接與纖維接觸,通過加快空氣流動,提高空氣與纖維的熱交換速度,增加熱交換量,實現(xiàn)纖維的冷卻,形象地描述成“電風扇”式冷卻,敞開式吹風冷卻過程中內外徑分布的絲束所受到的風速與風溫產生差異,導致冷卻不均一,影響纖維的品質??傮w來說,不管是側吹風或是環(huán)吹風冷卻方式都無法避免纖維氣流形成的擾亂導致在冷卻過程中發(fā)生冷卻不充分、均勻。
本發(fā)明采用封閉式無氣流擾動式負壓冷卻,完全區(qū)別于吹風冷卻方式,通過一定溫度氣流對封閉腔體環(huán)境進行調控,封閉腔體環(huán)境與纖維之間進行熱量交換,實現(xiàn)纖維的冷卻,而不需要氣流對纖維進行直接接觸冷卻,纖維可以形象比喻為“空調”式冷卻。通過具有恒定壓力和溫度等特征的封閉腔體對纖維進行冷卻,絲束全部處于相同的冷卻環(huán)境下,均一性可以得到保證,克服了傳統(tǒng)敞開式吹風冷卻過程中由于纖維冷卻不均一造成纖維品質下降的缺點。
有益效果:
1)本發(fā)明的低阻尼噴絲微孔具有低表面能特點,能夠提高噴絲微孔光滑度和降低摩擦系數,有效降低熔體流動過程中的流變阻力,提高整體的紡絲速度;
2)本發(fā)明的低阻尼噴絲微孔采用聚硅氧烷單體水解縮合后進行逐級表面固化,既保證了噴絲微孔的尺寸穩(wěn)定性和低表面能特性,同時還可以提高固化后聚硅氧烷體型結構的轉變,提高噴絲微孔表面硬度和耐摩擦性能;
3)本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,突破了現(xiàn)有的側吹風或環(huán)吹風冷卻方式,避免因為空氣擾動對纖維成形過程的不利影響,實現(xiàn)纖維充分、均勻冷卻,尤其適合細旦、超細旦纖維的成形加工;
4)本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,可以通過調節(jié)恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中氣流的溫度和濕度調控纖維結晶速率和結晶過程,實現(xiàn)對纖維的力學性能的調控;
5)本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,可以通過調節(jié)恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的氣壓調控紡絲過程中纖維的阻力,實現(xiàn)對熔融紡絲速度的調控;
6)本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,能夠顯著提高纖維的紡絲速度和集束速度,采用本方法制備聚酯POY的紡絲速度為8000~10000m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為3000~4000m/min),集束點纖維的速度為5000~8000m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為1000~2000m/min),聚酯HOY的紡絲速度為18000~20000m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為4000~6000m/min),集束點纖維的速度為8000~10000m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為3000~4000m/min),聚酯FDY紡絲速度為15000~18000m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為4000~5000m/min),集束點纖維的速度為6000~8000m/min m/min(采用常規(guī)熔融紡絲方法的速度為2000~3000m/min),極大地提高了生產效率;
7)本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,在提升聚酯纖維紡絲成形速度基礎上進一步提升纖維的品質,聚酯纖維毛絲、斷頭率、廢絲率大大減低,纖維的優(yōu)良品率AA%≥98%,廢絲率≤1kg/t;
8)采用本發(fā)明的低阻尼聚酯負壓熔融紡絲成形方法,實現(xiàn)了纖維的快速冷卻,加快了紡絲成型加工的生產速度,提高了效率。
具體實施方式
下面結合具體實施方式,進一步闡述本發(fā)明。應理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后,本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
實施例1
一種低阻尼PET POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份甲酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,然后加入10份乙醇與水的混合溶劑,乙醇與水的體積比為1.25:1,然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的圓孔型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為35mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為270℃,紡絲速度為12000m/min的條件下將PET熔體細流從圓孔低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在20℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為5cm;
然后初生纖維在壓力為0.001MPa、溫度為105℃、相對濕度為80%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET POY絲,集束點纖維的速度為8000m/min,拉伸溫度為60℃,總拉伸倍率為2.0,卷繞速度為12000m/min。
對比例1
一種低阻尼PET POY絲常壓熔融紡絲成形方法,首先在紡絲溫度為270℃,紡絲速度為2500m/min的條件下將PET熔體細流從與實施例1相同的圓孔低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在20℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為5cm;然后采用環(huán)吹風對吹風冷卻區(qū)的纖維進行冷卻,吹風冷卻區(qū)的空間高度為1m;最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET POY絲,集束點纖維的速度為1000m/min,拉伸溫度為60℃,總拉伸倍率為2.0,卷繞速度為2500m/min。
將實施例1與對比例1對比可以看出,在保持其它工藝參數相同的條件下,采用負壓冷卻方式能夠實現(xiàn)紡絲速度的顯著提升,說明采用負壓冷卻比采用環(huán)吹風方式冷卻更有利于高紡絲成型加工的生產速度,提高生產效率。
實施例2
一種低阻尼PTT POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將20份pH值為10.5、固含量為45wt%、平均粒徑為50nm的堿性硅溶膠和20份pH值為9.8、固含量為35wt%、平均粒徑為65nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入8份乙酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入20份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入40份甲基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解20min,然后再把體系放入80℃進行高溫縮合,反應維持75min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在85℃條件下,使流動液在5min內以10L/min的流速從噴絲板的三角型噴絲微孔流出,然后在120℃條件下進行初步固化20min,再在230℃進行再次固化25min,最后在280℃進行終固化10min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.15μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為86°;
然后在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為11000m/min的條件下將PTT熔體細流從三角型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在21℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為6cm;
然后初生纖維在壓力為0.002MPa、溫度為100℃、相對濕度為75%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.1m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT POY絲,集束點纖維的速度為7000m/min,拉伸溫度為65℃,總拉伸倍率為2.0,卷繞速度為11000m/min。
對比例2
一種PTT POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為2500m/min的條件下將PTT熔體細流從普通三角型噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在21℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為6cm;然后在與實施例2相同的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT POY絲,集束點纖維的速度為1000m/min,拉伸溫度為65℃,總拉伸倍率為2.0,卷繞速度為2500m/min。
將實施例2與對比例2對比可以看出,在保持其它工藝參數相同的條件下,采用低阻尼噴絲微孔能夠實現(xiàn)紡絲速度的顯著提升,說明采用低阻尼噴絲微孔比采用普通噴絲微孔更有利于提高紡絲成型加工的生產速度和生產效率。
實施例3
一種低阻尼PBT POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為35wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為50nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份鹽酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,然后加入15份丁醇與水的混合溶劑,丁醇與水的體積比為1.60:1,然后再加入35份乙基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入50℃進行高溫縮合,反應維持40min,反應結束后再加入2份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在3min內以5L/min的流速從噴絲板的三葉型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在210℃進行再次固化22min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.1μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為285℃,紡絲速度為10000m/min的條件下將PBT熔體細流從三葉型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在22℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為8cm;
然后初生纖維在壓力為0.003MPa、溫度為90℃、相對濕度為70%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.2m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PBT POY絲,集束點纖維的速度為6500m/min,拉伸溫度為70℃,總拉伸倍率為1.6,卷繞速度為10000m/min。
對比例3
一種PBT POY絲常壓熔融紡絲成形方法,首先在紡絲溫度為285℃,紡絲速度為2500m/min的條件下將PBT熔體細流從普通三葉型噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在22℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為8cm;然后采用環(huán)吹風對吹風冷卻區(qū)的纖維進行冷卻,吹風冷卻區(qū)的空間高度為1.2m,最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PBT POY絲,集束點纖維的速度為1000m/min,拉伸溫度為70℃,總拉伸倍率為1.6,卷繞速度為2500m/min。
將實施例3與對比例3對比可以看出,在保持其它工藝參數相同的條件下,采用低阻尼噴絲微孔和負壓冷卻能夠實現(xiàn)紡絲速度的顯著提升,說明采用低阻尼噴絲微孔和負壓冷卻比采用普通噴絲微孔和常壓冷卻更有利于提高紡絲成型加工的生產速度和生產效率。
實施例4
一種低阻尼PET POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將18份pH值為10.3、固含量為40wt%、平均粒徑為45nm的堿性硅溶膠和18份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為60nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入7份磷酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入18份乙二醇與水的混合溶劑,乙二醇與水的體積比為0.75:1,然后再加入38份三甲基氯硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入70℃進行高溫縮合,反應維持70min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在4min內以8L/min的流速從噴絲板的三葉型噴絲微孔流出,然后在110℃條件下進行初步固化18min,再在220℃進行再次固化24min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為290℃,紡絲速度為9000m/min的條件下將PET熔體細流從中空型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在23℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為9cm;
然后初生纖維在壓力為0.005MPa、溫度為80℃、相對濕度為65%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.3m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET POY絲,集束點纖維的速度為6000m/min,拉伸溫度為75℃,總拉伸倍率為1.4,卷繞速度為9000m/min。
實施例5
一種低阻尼PBT POY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份硝酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,然后加入10份1,3-丙二醇與水的混合溶劑,1,3-丙二醇與水的體積比為1.0:1,然后再加入30份苯基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的中空型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為300℃,紡絲速度為8000m/min的條件下將PBT熔體細流從扁平型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在24℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為10cm;
然后初生纖維在壓力為0.006MPa、溫度為70℃、相對濕度為60%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.4m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PBT POY絲,集束點纖維的速度為5000m/min,拉伸溫度為80℃,總拉伸倍率為1.2,卷繞速度為8000m/min。
實施例6
一種低阻尼PTT DTY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份甲酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,然后加入10份乙醇與水的混合溶劑,乙醇與水的體積比為1.25:1,然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的圓孔型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為35mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為270℃,紡絲速度為12000m/min的條件下將PTT熔體細流從十字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在25℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為11cm;
然后初生纖維在壓力為0.007MPa、溫度為60℃、相對濕度為80%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.5m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
然后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT POY絲,集束點纖維的速度為8000m/min,拉伸溫度為60℃,總拉伸倍率為2.0,卷繞速度為12000m/min;
最后自然冷卻后將PTT POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成PTT DTY絲,其中第一羅拉的線速度為200m/min,第二羅拉的線速度為500m/min,第三羅拉的線速度為300m/min,卷繞羅拉的線速度為400m/min,牽伸比為1.1,PU盤式假捻D/Y比為1.2。
實施例7
一種低阻尼PTT DTY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將20份pH值為10.5、固含量為45wt%、平均粒徑為50nm的堿性硅溶膠和20份pH值為9.8、固含量為35wt%、平均粒徑為65nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入8份乙酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入20份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入40份甲基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解20min,然后再把體系放入80℃進行高溫縮合,反應維持75min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在85℃條件下,使流動液在5min內以10L/min的流速從噴絲板的三角型噴絲微孔流出,然后在120℃條件下進行初步固化20min,再在230℃進行再次固化25min,最后在280℃進行終固化10min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.15μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為86°;
然后在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為11000m/min的條件下將PTT熔體細流從豐字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在26℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為12cm;
然后初生纖維在壓力為0.008MPa、溫度為50℃、相對濕度為76%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.6m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
然后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT POY絲,集束點纖維的速度為6500m/min,拉伸溫度為65℃,總拉伸倍率為1.8,卷繞速度為11000m/min;
最后自然冷卻后將PTT POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成PTT DTY絲,其中第一羅拉的線速度為300m/min,第二羅拉的線速度為520m/min,第三羅拉的線速度為400m/min,卷繞羅拉的線速度為500m/min,牽伸比為1.3,PU盤式假捻D/Y比為1.5。
實施例8
一種低阻尼PBT DTY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為35wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為50nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份鹽酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,然后加入15份丁醇與水的混合溶劑,丁醇與水的體積比為1.60:1,然后再加入35份乙基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入50℃進行高溫縮合,反應維持40min,反應結束后再加入2份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在3min內以5L/min的流速從噴絲板的三葉型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在210℃進行再次固化22min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.1μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為288℃,紡絲速度為10000m/min的條件下將PBT熔體細流從“8”字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在27℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為13cm;
然后初生纖維在壓力為0.009MPa、溫度為30℃、相對濕度為72%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.8m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
然后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PBT POY絲,集束點纖維的速度為6000m/min,拉伸溫度為70℃,總拉伸倍率為1.5,卷繞速度為10000m/min;
最后自然冷卻后將PBT POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成PBT DTY絲,其中第一羅拉的線速度為400m/min,第二羅拉的線速度為550m/min,第三羅拉的線速度為500m/min,卷繞羅拉的線速度為500m/min,牽伸比為1.5,PU盤式假捻D/Y比為1.8。
實施例9
一種低阻尼PET DTY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將18份pH值為10.3、固含量為40wt%、平均粒徑為45nm的堿性硅溶膠和18份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為60nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入7份磷酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入18份乙二醇與水的混合溶劑,乙二醇與水的體積比為0.75:1,然后再加入38份三甲基氯硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入70℃進行高溫縮合,反應維持70min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在4min內以8L/min的流速從噴絲板的三葉型噴絲微孔流出,然后在110℃條件下進行初步固化18min,再在220℃進行再次固化24min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為290℃,紡絲速度為9000m/min的條件下將PET熔體細流從“Y”型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在28℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為14cm;
然后初生纖維在壓力為0.01MPa、溫度為20℃、相對濕度為66%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.9m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
然后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET POY絲,集束點纖維的速度為5500m/min,拉伸溫度為75℃,總拉伸倍率為1.3,卷繞速度為9000m/min;
最后自然冷卻后將PET POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成PET DTY絲,其中第一羅拉的線速度為500m/min,第二羅拉的線速度為580m/min,第三羅拉的線速度為500m/min,卷繞羅拉的線速度為600m/min,牽伸比為1.6,PU盤式假捻D/Y比為2.0。
實施例10
一種低阻尼PET DTY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份硝酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,然后加入10份1,3-丙二醇與水的混合溶劑,1,3-丙二醇與水的體積比為1.0:1,然后再加入30份苯基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的中空型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為300℃,紡絲速度為8000m/min的條件下將PET熔體細流從“H”型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在30℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為15cm;
然后初生纖維在壓力為0.01MPa、溫度為5℃、相對濕度為60%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為2m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
然后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET POY絲,集束點纖維的速度為5000m/min,拉伸溫度為80℃,總拉伸倍率為1.2,卷繞速度為8000m/min;
最后自然冷卻后將PET POY絲經過8小時平衡后,分別經第一羅拉、第Ⅰ熱箱、冷卻板、PU盤式假捻器、第二羅拉、網絡噴嘴、第Ⅱ熱箱、第三羅拉和油輪,最后經過卷繞羅拉卷繞成型,制成PET DTY絲,其中第一羅拉的線速度為600m/min,第二羅拉的線速度為600m/min,第三羅拉的線速度為600m/min,卷繞羅拉的線速度為700m/min,牽伸比為1.8,PU盤式假捻D/Y比為2.5。
實施例11
一種低阻尼PET HOY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為40wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為60nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份甲酸和乙酸的混合物作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,甲酸與乙酸的質量比為1:1,然后加入15份乙醇與水的混合溶劑,乙醇與水的體積比為1.25:1,然后再加入35份甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物,相應的體積比為1:1,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入70℃進行高溫縮合,反應維持60min,反應結束后再加入2份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在4min內以8L/min的流速從噴絲板的扁平型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在220℃進行再次固化24min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔;測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為33mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為87°;
然后在紡絲溫度為270℃,紡絲速度為20000m/min的條件下將PET熔體細流從圓孔低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在20℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為5cm;
然后初生纖維在壓力為0.001MPa、溫度為105℃、相對濕度為80%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油和卷繞得到PET HOY絲,集束點纖維的速度為10000m/min,卷繞速度為20000m/min。
實施例12
一種低阻尼PET HOY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份鹽酸和磷酸的混合物,作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,鹽酸與磷酸的質量比為1:2,然后加入10份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物,相應的體積比為1:0.05:0.05,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的十字型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34.8mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.19μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為19500m/min的條件下將PET熔體細流從三角型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在21℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為6cm;
然后初生纖維在壓力為0.002MPa、溫度為100℃、相對濕度為74%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.1m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油和卷繞得到PET HOY絲,集束點纖維的速度為9500m/min,卷繞速度為19500m/min。
實施例13
一種低阻尼PTT HOY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為40wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為60nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份甲酸和乙酸的混合物作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,甲酸與乙酸的質量比為1:1,然后加入15份乙醇與水的混合溶劑,乙醇與水的體積比為1.25:1,然后再加入35份甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物,相應的體積比為1:1,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入70℃進行高溫縮合,反應維持60min,反應結束后再加入2份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在4min內以8L/min的流速從噴絲板的扁平型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在220℃進行再次固化24min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔;測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為33mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為87°;
然后在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為19000m/min的條件下將PTT熔體細流從三葉型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在22℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為8cm;
然后初生纖維在壓力為0.003MPa、溫度為90℃、相對濕度為68%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.2m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油和卷繞得到PTT HOY絲,集束點纖維的速度為9000m/min,卷繞速度為19000m/min。
實施例14
一種低阻尼PBT HOY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將20份pH值為10.5、固含量為45wt%、平均粒徑為50nm的堿性硅溶膠和20份pH值為9.8、固含量為35wt%、平均粒徑為65nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入8份磷酸和硝酸的混合物作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,磷酸與硝酸的質量比為2:1,然后加入20份1,3-丙二醇與水的混合溶劑,1,3-丙二醇與水的體積比為1.0:1,然后再加入38份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物,且相應的體積比為1:0.25:0.1,再在常溫下進行水解20min,然后再把體系放入80℃進行高溫縮合,反應維持75min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在85℃條件下,使流動液在5min內以10L/min的流速從噴絲板的豐字型噴絲微孔流出,然后在120℃條件下進行初步固化20min,再在230℃進行再次固化25min,最后在280℃進行終固化10min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為35mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.18μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為86°;
然后在紡絲溫度為290℃,紡絲速度為18500m/min的條件下將PBT熔體細流從中空型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在23℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為10cm;
然后初生纖維在壓力為0.004MPa、溫度為75℃、相對濕度為65%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.3m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油和卷繞得到PBT HOY絲,集束點纖維的速度為8500m/min,卷繞速度為18500m/min。
實施例15
一種低阻尼PBT HOY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為35wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為50nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份鹽酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,然后加入15份丁醇與水的混合溶劑,丁醇與水的體積比為1.60:1,然后再加入35份乙基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入50℃進行高溫縮合,反應維持40min,反應結束后再加入2份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在3min內以5L/min的流速從噴絲板的Y型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在210℃進行再次固化22min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.1μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為300℃,紡絲速度為18000m/min的條件下將PBT熔體細流從扁平型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在24℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為10cm;
然后初生纖維在壓力為0.005MPa、溫度為60℃、相對濕度為60%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.4m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油和卷繞得到PBT HOY絲,集束點纖維的速度為8000m/min,卷繞速度為18000m/min。
實施例16
一種低阻尼PTT FDY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將20份pH值為10.5、固含量為45wt%、平均粒徑為50nm的堿性硅溶膠和20份pH值為9.8、固含量為35wt%、平均粒徑為65nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入8份乙酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入20份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入40份甲基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解20min,然后再把體系放入80℃進行高溫縮合,反應維持75min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在85℃條件下,使流動液在5min內以10L/min的流速從噴絲板的8字型噴絲微孔流出,然后在120℃條件下進行初步固化20min,再在230℃進行再次固化25min,最后在280℃進行終固化10min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.15μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為86°;
然后在紡絲溫度為270℃,紡絲速度為18000m/min的條件下將PTT熔體細流從十字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在25℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為11cm;
然后初生纖維在壓力為0.006MPa、溫度為50℃、相對濕度為80%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.5m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT FDY絲,集束點纖維的速度為8000m/min,熱輥GR1的速度為6000m/min,溫度為80℃,熱輥GR2的速度為8000m/min,溫度為115℃,卷繞速度為18000m/min。
實施例17
一種低阻尼PET FDY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為35wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為50nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份鹽酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,然后加入15份丁醇與水的混合溶劑,丁醇與水的體積比為1.60:1,然后再加入35份乙基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入50℃進行高溫縮合,反應維持40min,反應結束后再加入2份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在3min內以5L/min的流速從噴絲板的Y型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在210℃進行再次固化22min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為32mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.1μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為88°;
然后在紡絲溫度為280℃,紡絲速度為17000m/min的條件下將PET熔體細流從豐字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在26℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為12cm;
然后初生纖維在壓力為0.008MPa、溫度為30℃、相對濕度為76%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.6m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET FDY絲,集束點纖維的速度為7500m/min,熱輥GR1的速度為5800m/min,溫度為90℃,熱輥GR2的速度為7500m/min,溫度為120℃,卷繞速度為17000m/min。
實施例18
一種低阻尼PBT FDY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將15份pH值為10.3、固含量為40wt%、平均粒徑為40nm的堿性硅溶膠和15份pH值為9.6、固含量為30wt%、平均粒徑為60nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入6份甲酸和乙酸的混合物作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在3,甲酸與乙酸的質量比為1:1,然后加入15份乙醇與水的混合溶劑,乙醇與水的體積比為1.25:1,然后再加入35份甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物,相應的體積比為1:1,再在常溫下進行水解18min,然后再把體系放入70℃進行高溫縮合,反應維持60min,反應結束后再加入2份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌8min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在80℃條件下,使流動液在4min內以8L/min的流速從噴絲板的H型噴絲微孔流出,然后在100℃條件下進行初步固化18min,再在220℃進行再次固化24min,最后在270℃進行終固化8min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為33mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.2μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為87°;
然后在紡絲溫度為285℃,紡絲速度為16000m/min的條件下將PBT熔體細流從“8”字型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在28℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為13cm;
然后初生纖維在壓力為0.008MPa、溫度為20℃、相對濕度為69%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.8m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PBT FDY絲,集束點纖維的速度為7000m/min,熱輥GR1的速度為5500m/min,溫度為100℃,熱輥GR2的速度為7000m/min,溫度為125℃,卷繞速度為16000m/min。
實施例19
一種低阻尼PTT FDY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將20份pH值為10.5、固含量為45wt%、平均粒徑為50nm的堿性硅溶膠和20份pH值為9.8、固含量為35wt%、平均粒徑為65nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入8份乙酸作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在4.5,然后加入20份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入40份甲基三乙氧基硅烷,再在常溫下進行水解20min,然后再把體系放入80℃進行高溫縮合,反應維持75min,反應結束后再加入3份質量比為1:5:0.5的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌10min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在85℃條件下,使流動液在5min內以10L/min的流速從噴絲板的8字型噴絲微孔流出,然后在120℃條件下進行初步固化20min,再在230℃進行再次固化25min,最后在280℃進行終固化10min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.15μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為86°;
然后在紡絲溫度為290℃,紡絲速度為15500m/min的條件下將PTT熔體細流從“Y”型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在29℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為14cm;
然后初生纖維在壓力為0.009MPa、溫度為10℃、相對濕度為65%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為1.9m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PTT FDY絲,集束點纖維的速度為6500m/min,熱輥GR1的速度為5200m/min,溫度為100℃,熱輥GR2的速度為6500m/min,溫度為130℃,卷繞速度為15500m/min。
實施例20
一種低阻尼PET FDY絲負壓熔融紡絲成形方法,首先制備聚硅氧烷處理液,首先按重量份計,將10份pH值為10.1、固含量為30wt%、平均粒徑為30nm的堿性硅溶膠和10份pH值為9.4、固含量為20wt%、平均粒徑為45nm的堿性鋁溶膠混合,然后加入5份鹽酸和磷酸的混合物,作催化劑調節(jié)體系pH值,使pH值維持在2,鹽酸與磷酸的質量比為1:2,然后加入10份異丙醇與水的混合溶劑,異丙醇與水的體積比為1.42:1,然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物,相應的體積比為1:0.05:0.05,再在常溫下進行水解15min,然后再把體系放入45℃進行高溫縮合,反應維持30min,反應結束后再加入1份質量比為1:1:0.25的流平劑BYK 310、消泡劑BYK 025和表面增硬耐磨劑T801的混合物助劑,進行攪拌5min后,待體系冷卻到室溫,得到聚硅氧烷處理液;
然后采用聚硅氧烷處理液處理噴絲微孔得到低阻尼噴絲微孔,以噴絲板為固定床,以聚硅氧烷處理液為流動液,在70℃條件下,使流動液在0.5min內以0.01L/min的流速從噴絲板的H型噴絲微孔流出,然后在95℃條件下進行初步固化15min,再在200℃進行再次固化20min,最后在260℃進行終固化5min,自然冷卻后得到低阻尼噴絲微孔,測試表明制備的低阻尼噴絲微孔的噴絲微孔的表面能En為34.8mJ/cm2,表面粗糙度Ra為0.19μm,表面靜態(tài)接觸角WCA為85°;
然后在紡絲溫度為300℃,紡絲速度為15000m/min的條件下將PET熔體細流從“H”型低阻尼噴絲微孔擠出后經過緩冷形成初生纖維,緩冷是指在30℃的空氣氣氛中緩慢冷卻,緩冷區(qū)域的空間高度為15cm;
然后初生纖維在壓力為0.01MPa、溫度為5℃、相對濕度為60%的恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中進行負壓冷卻,負壓冷卻的環(huán)境通過維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置實現(xiàn),維持封閉環(huán)境中氣氛的恒溫恒壓恒濕的裝置包括封閉腔體、進氣口、出氣口和氣泵,其中進氣口位于封閉腔體底部的水平兩側,出氣口位于封閉腔體的頂部,氣流經由氣泵泵入,從進氣口進入封閉腔體后從出氣口流出,封閉腔體包括上封板和下封板,上封板和下封板的中心處分別開有走絲通孔,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境的空間高度為2m,恒溫恒壓恒濕封閉環(huán)境中的氣氛為空氣;
最后自然冷卻后進行集束、上油、拉伸和卷繞得到PET FDY絲,集束點纖維的速度為6000m/min,熱輥GR1的速度為5000m/min,溫度為110℃,熱輥GR2的速度為6000m/min,溫度為135℃,卷繞速度為15000m/min。