細(xì)旦中空滌綸(PET)短纖維熔融紡絲動(dòng)力學(xué)研究及應(yīng)用.pdf

1、開(kāi)發(fā)差別化聚酯(PET)纖維是化纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向。近年來(lái)，應(yīng)市場(chǎng)及消費(fèi)者的需求，許多化纖企業(yè)都將開(kāi)發(fā)柔軟、滑爽、保暖的細(xì)旦中空PET短纖維作為重要研究項(xiàng)目。在生產(chǎn)加工過(guò)程由于細(xì)旦及中空度的要求所造成的困難，僅憑往常的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決會(huì)明顯降低工作效率。目前，計(jì)算機(jī)模擬是解決工程問(wèn)題的最有效方法。本文意將細(xì)旦中空PET纖維熔融紡絲動(dòng)力學(xué)過(guò)程與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，建立、研究紡絲工藝條件與產(chǎn)品性能間權(quán)重關(guān)系，并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行理論指導(dǎo)。針對(duì)這一

2、切實(shí)需求，本文圍繞以下內(nèi)容進(jìn)行了研究與探討：
　　 在系統(tǒng)研究PET熔融紡絲動(dòng)力學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)上，選取力平衡、能量平衡、本構(gòu)方程及取向方程，擬合公式求解過(guò)程中所用的參數(shù)及PET材料結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時(shí)，結(jié)合中空纖維的幾何結(jié)構(gòu)及噴絲板的設(shè)計(jì)參數(shù)、噴絲孔孔數(shù)及分布情況，建立了細(xì)旦中空PET熔融紡絲動(dòng)力學(xué)單絲、復(fù)絲模型。
　　 采用四階龍格-庫(kù)塔(Runge-Kutta)法對(duì)所建模型進(jìn)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(xì)旦中空PET熔融紡絲過(guò)程泵供量、熔體特性粘度、紡絲速度、紡絲溫度及冷卻吹風(fēng)條件對(duì)中空纖維性能的影響。研究結(jié)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(shí)，建立了紡絲加工工藝條件與中空度之間的權(quán)重關(guān)系，分析了不同空間位置絲條的中空度以及凝固點(diǎn)的差異。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)證了模型的可靠性，并理論上指導(dǎo)1.56dtex×38mm細(xì)旦中空PET短纖維

4、的開(kāi)發(fā)。
　　 對(duì)初始張力F00進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，得到F00與紡絲工藝參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，并進(jìn)行編程處理，簡(jiǎn)化程序中關(guān)于F00設(shè)初值、循環(huán)賦值的運(yùn)行部分，縮短程序的運(yùn)行時(shí)間，提高效率。
　　 以建立的模型為理論基礎(chǔ)，結(jié)合天津石化2000t/a的差別化纖維生產(chǎn)裝置成功開(kāi)發(fā)出1.56dtex×38mm細(xì)旦中空PET短纖維并實(shí)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(qiáng)度的力學(xué)性能。纖維中空度為19.1