螺杆挤出机和过滤器的工艺参数选择

（一）干燥工艺参数

再利用聚酯纺短纤通常采用比纺长丝差一些的原料，原料均匀性更差一些，因此预结晶与干燥条件要更温和一些，同时为提高干燥的均匀性，干燥时间也要略长一些。以沸腾+充填干燥工艺为例，综合这些因素，一般预结晶温度控制在150℃左右，时间6～8h；干燥温度控制在160℃以下，干燥时间4～5h，干燥后聚酯含水率在50mg/kg左右。同时干燥塔的容积要相应增加30%左右。

（二）螺杆挤出机工艺参数

原料在螺杆挤出机中由固态转为均匀液态的过程决定了熔体的品质，根据聚酯熔融性能选择螺杆各区温度非常重要。在螺杆进料段，物料由螺杆不断向前推进，并进行预热，但在进入压缩段前不应熔化，否则后段将无法产生相应的压缩力使熔体推进，物料在靠近压缩段处，温度接近熔点。进入压缩段后，温度逐渐升高，进入计量段后，温度达到设定值。

纺短丝用螺杆挤出机通常选用长径比1∶30的深槽螺杆，并装有混炼头。为增加进料量，一般采用大口径的进料管，并加长进料段以及在机筒开槽。一区、二区温度一般控制在50～100℃之间；三区、四区温度一般控制在270～280℃之间；五区温度略降；六区、七区温度一般控制在275～285℃之间。测量头温度接近螺杆出口温度。

螺杆机头压力与纺丝入口压力有连锁关系，机头压力过小，计量泵无法正常工作，吐出量不准；机头压力过大，螺杆内熔体逆流与漏流加大，聚合物易降解，螺杆也易产生环结阻料。根据过滤器与计量泵的工作压力要求，机头压力一般不低于12MPa。

（三）过滤器的工艺参数

再生聚酯采用两级过滤器，过滤器的过滤面积一般是根据螺杆挤出机的挤出量来计算，同时要考虑再生聚酯的品质。初过滤面积大，过滤精度低，通常选择100～150μm；精过滤面积略小，过滤精度提高，通常选择50μm左右。

由于再生聚酯采用的是二级过滤，熔体在过滤器中停留时间长，所以过滤器的温度设定要比原生切片纺低，一般低于纺丝温度10℃左右。

过滤器的设计压力为25MPa，工作压力为20MPa，两级过滤器都选择单级压差达到6MPa时切换。

（四）纺丝工艺参数

1.纺丝温度

纺丝温度是决定可纺性与纤维拉伸强度的重要因素，通常根据聚酯的黏度、含水率、纺丝的线密度及纺丝机结构确定。黏度高的，纺丝温度高；含水高的，纺丝温度低。温度过高时，聚合物热降解大，不利于纺丝；温度过低，熔体流动性变差，纺丝困难，且所纺产品的强度变大，伸长变低。纺丝过程中挤出机测量头、熔体输送管道、过滤器、纺丝箱体均由联苯炉供给气相热媒加热或保温，因此，纺丝温度与联苯温度密切相关。通常保持联苯炉的气相温度、螺杆挤出机测量头联苯温度及联苯排放罐的温度一致，联苯蒸气温度主要根据测量头的温度调整。联苯排放罐的温度主要反映联苯循环体系中有无低沸物冷凝液存在，若温度低，需开排放。在输送管道中熔体温度不应有明显变化，否则易造成熔体内外温度不均匀。通常选取联苯蒸气温度比熔体温度高1～2℃为宜。

再利用聚酯纺短纤时，由于聚酯均匀性差，为防止高温降解，纺丝温度比原生切片纺大约低5～10℃。熔体温度过高，因为冷却缓慢，容易造成并丝；熔体温度过低，喷丝板出口剪切效应过大，易产生断丝。同时，纺细旦丝时温度要高一些，纺粗旦丝时温度低一些。

3.纺丝速度

纺丝速度的高低直接影响纤维的取向。纺速越高，纺丝线速度梯度越大，丝与冷却风的摩擦阻力加大，卷绕丝大分子取向高；纺速过低，丝束张力过小，卷绕丝束易发生跳动，纺丝稳定性差。纺速及速比确定后，要求保持恒定，以免喷丝头拉伸、卷绕张力等发生变化，造成初生纤维结构与线密度不匀，影响成品质量。通常纺普通棉型短纤，纺速选择1000m/min左右，纺三维卷曲纤维，一般纺速在850m/min左右。

（五）环吹风工艺参数

1.环吹风温度(www.xing528.com)

环吹风温度是影响纤维取向的重要因素，温度过高，凝固点会下移，如遇野风干扰，容易产生并丝；温度过低，易影响喷丝板板面温度，造成注头；一般环吹风温度选择22～26℃，并尽量保持稳定，否则将影响纤维断面的均匀性，造成后纺断丝缠辊。

2.环吹风湿度

环吹风湿度高，热含量高，冷却效果好，但易结露；湿度低，冷却效果差，易造成熔断丝，通常湿度选择在70%左右为宜。

3.环吹风风速

环吹风风速过大，风不仅能穿透丝层，到达丝束中心，多余的风还容易在丝束中心形成涡流，造成丝束晃动、碰撞，形成并丝；风速过小，风力穿不透丝束，由于“孔口胀大”效应，易使来不及冷却的丝束粘连形成并丝。同时，风速不稳定，也易造成丝束凝固点飘移不定，原丝结构不均匀，后纺时易断丝缠辊。通常风速宜控制在1.1m/s左右，具体视产品规格确定。

（六）拉伸工艺参数

短纤维在拉伸过程中，要求拉伸点必须固定在某一位置，拉伸点前后移动，会产生纤维拉伸不足或未拉伸，波动范围越大，成品纤维质量越差。拉伸点的位置主要受拉伸张力和屈服强度影响，主要表现在拉伸速度、拉伸倍数与温度的影响。

1.总拉伸倍数

在拉伸过程中物料的平衡可简化成下式表示：

式中：A1为未拉伸丝的截面积；A2为拉伸丝的截面积；D1为未拉伸丝的密度；D2为拉伸丝的密度；V1为丝束喂入速度；V2为丝束拉伸速度；VX为拉伸点移动速度。

机械拉伸倍数R=V2/V1；产生细颈时的r=A1D1/A2D2

由式（6-19）可知，当R>r时，VX为负值，拉伸点向7号导丝辊方向移动；当R < r时，VX为正值，拉伸点向1号牵伸辊方向移动。R值过大或过小，都会导致在牵伸过程中产生毛丝、断丝，造成缠辊，严重时引起丝带断裂。只有在R=r 时，拉伸点才能固定。因此工艺设定应使第一段机械拉伸倍数等于产生细颈的拉伸倍数，它可通过初生纤维的应力—应变曲线求得。

目前再生聚酯主要生产的几个品种的总拉伸倍数的经验值：棉型纤维，初生丝冷拉伸倍数在2.8～3.6之间，后拉伸倍数在3.2～4.2之间；1.67tex（15旦）三维卷曲纤维的冷拉伸倍数在2.5左右，后拉伸倍数在3.0以内；0.67～0.89tex（6～8旦）的冷拉伸倍数在2.2～2.3之间，后拉伸倍数在2.7～2.8之间；0.22～0.33tex（2～3旦）的冷拉伸倍数在1.9～2.1之间，后拉伸倍数在2.3～2.5之间。一般来说，在初生纤维的冷拉伸倍数基础上，加上0.3～0.4倍即是后拉伸倍数。

总拉伸倍数的分配是根据品种来确定的，一级拉伸倍数占总拉伸倍数的85%以上。

2.拉伸速度

在拉伸过程中，随着拉伸速度的提高，拉伸应力随之提高，但当拉伸速度超过某值时，拉伸应力反而降低。选择适当的拉伸速度，可破坏初生纤维的不稳定结构并重建形成新的取向和结晶。目前，在再生聚酯纺丝中，拉伸速度差异较大，但主要设定在250～300m/min之间。