(一)導絲(si) 盤拉伸
初生纖維離開凝固浴進入二浴前,在兩(liang) 組導絲(si) 盤之間進行拉伸。拉伸倍數的大小,取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 組導絲(si) 盤之間的速度差異。
(二)二浴拉伸
經導絲(si) 盤拉伸後的聚乙烯醇纖維束在二浴中進一步進行拉伸。二浴拉伸為(wei) 90℃下的熱拉伸。拉伸作用是由進絲(si) 速度和出浴後進入幹燥機羅拉時的速度差異形成的。二浴中含有2600mol/m³的硫酸鈉及少量硫酸,以抑製纖維的膨潤並中和絲(si) 條中剩餘(yu) 的醋酸鈉。
二浴拉伸對以後纖維的幹熱拉伸起了重要的作用。經過二浴拉伸,纖維中的大分子開始沿拉伸方向緊密排列,有利於(yu) 以後進行更高倍的拉伸,從(cong) 而達到提高纖維強度的目的。
(三)幹熱拉伸
幹熱拉伸是聚乙烯醇纖維紡絲(si) 後多級拉伸的特征之一。其目的是使纖維在絕幹狀態下在接近軟化點溫度時進行高倍拉伸,使大分子進一步取向,使分子間靠攏而發生結晶化。這樣不僅(jin) 提高了纖維的強度,更主要的是提高了纖維的水中軟化點,即提高了耐熱水性。
出二浴的絲(si) 條,先經過若幹對玻璃導杆整形,即成為(wei) 厚薄均勻具有一定寬度的扁型絲(si) 條,然後進入幹燥機、預熱機、拉伸機、冷卻機,卷繞成絲(si) 軸。從(cong) 幹燥機到拉伸機,都有一對納爾遜式滾簡組成的烘倉(cang) ,烘倉(cang) 由電熱絲(si) 加熱,絲(si) 條在此間連續繞9~10圈。出二浴的絲(si) 條經過幹燥機和預熱機烘燥,水分已烘幹,進入拉伸機時,絲(si) 束的溫度已達 225~230℃。絲(si) 束在預熱和拉伸機之間進行了幹熱拉伸,拉伸後的絲(si) 束經冷卻滾筒後直接繞在絲(si) 軸上,使絲(si) 束的溫度降下來,以防止絲(si) 束長時間高溫後發黃。
經幹熱拉伸後的半成品絲(si) 束,必須進行水中軟化點、濕強度和線密度的測試。水中軟化點(Rp)是纖維束在一定張力下在水中收縮8%時的熱水溫度。一般要求水中軟化點控製在90℃±2℃。Rp值的大小主要與(yu) 各熱倉(cang) 溫度,特別是拉伸倉(cang) 的溫度有關(guan) ,溫度愈高,Rp值愈大。幹熱拉伸或總拉伸倍數增加,也會(hui) 使Rp增加。
半成品的線密度與(yu) 紡絲(si) 時計量泵的轉速和吐出量有關(guan) 。半成品的強度除了與(yu) 總拉伸倍數有關(guan) 外,還與(yu) 各級拉伸的配比有關(guan) 。
(四)熱處理
在整個(ge) 幹熱拉伸過程中,絲(si) 束一直處於(yu) 高溫狀態,但各個(ge) 區的溫度要求不同。見表1。
表1 幹熱拉伸中纖維表麵的溫度要求
短纖維 | 絲(si) 束 | ||
升溫過程 | 溫度/℃ | 升溫過程 | 溫度/℃ |
幹燥出口第10圈 | 125±5 | 幹燥出口第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 |
幹熱拉伸後,必須進行熱處理,以消除內(nei) 應力,鞏固拉伸效果,並起一定的收縮作用,以提高斷裂伸長率。熱處理時間,由卷繞圈數和絲(si) 束速度決(jue) 定,見表2。
表2 熱處理時間
烘倉(cang) | 卷繞圈數 | 熱處理時間範圍 |
幹燥 | 10.5 | 150~200S |
預熱 | 10.5 | 70~90S |
拉伸 | 10.5(短) | 40~60S |
6.5(長) | 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(chan) 中,經熱處理冷卻後的絲(si) 束帶有很多硫酸鈉,因此很硬,容易切成所需的長度。絲(si) 束在固定刀和回轉刀組成的切斷機上切成所需長度。切斷長度根據成品纖維規格而定,如成品纖維長度為(wei) 35mm,切斷長度就為(wei) 37~38mm,因為(wei) 纖維在後處理時會(hui) 收縮。
(六)卷曲處理
經過熱拉伸和熱處理的絲(si) 束還有很大的內(nei) 應力,使纖維在使用過程中易於(yu) 變形。如果纖維表麵平直,則抱合性差。為(wei) 了製成合格的產(chan) 品,必須進行卷曲處理。卷曲是在鬆弛狀態下,用加熱的方法消除纖維的內(nei) 應力。由於(yu) 纖維內(nei) 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。
卷曲有熱風和熱水兩(liang) 種方式。熱風卷曲在熱卷曲機中進行,切斷後的絲(si) 片用送棉機送入卷曲機中。卷曲機是一個(ge) 內(nei) 壁帶有角釘,具有一定傾(qing) 斜度的大圓筒,圓筒轉動時,纖維也相應翻動。圓筒中有熱空氣循環,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(ti) 積龐大,耗電量很大,且易發生火災,工廠一般已不用。
熱水卷曲是把切斷後的絲(si) 片投人熱水中,使絲(si) 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。