喷丝板的设计

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1、第19卷第3期聚酯工业Vol.19No.32006205PolyesterIndustryMay.2006喷丝板的设计王永恒,石彩杰,崔再治(大连合成纤维研究所股份有限公司,辽宁大连116021)摘要:介绍了熔融纺丝所用喷丝板的材质、喷丝板形状、熔体在喷丝孔中的流变特征,喷丝板微孔几何形状重要参数,喷丝孔排列方式,开孔范围及孔间距,喷丝板的厚度。关键词:熔纺;喷丝板;设计中图分类号:TQ340.5;文献标识码:B文章编号:100828261(2006)0320027204近年来,合成纤维的开发和研究进入了一个新又要保证纤维的品质要求。喷丝板的材质对其

2、机械阶段。合成纤维品种规格差别很大,采用的纺丝机性能和使用寿命和周期有很大的影响。通常材质的的形式及工艺条件也多种多样,而喷丝板作为纺丝硬度越高,喷丝板的使用寿命就越长,但是其加工难机不可缺少的精密部件,其功能是将纺丝泵(或称度会加大,所以需选用耐高温、耐腐蚀以及具有优良计量泵)精确计量过的纺丝熔体通过喷丝板上的微机械性能的不锈钢为材质。常用不锈钢有SUS304,孔喷挤出具有一定粗细和质地细密的纤维束。它的SUS316L,SUS321,SUS431以及SUS630,其特性如形状及特征尺寸是保证纤维成品品质的重要条件。表1所示。其中SUS316加工性能

3、好,耐腐蚀性好,熔融纺1喷丝板的材质喷丝板多用SUS316加工;SUS630的机械强度较高,喷丝板工作状态相当苛刻,既要承受高温高压,耐腐蚀性好,常用于制造耐高压的喷丝板。表1喷丝板材质的特性Table1PropertiesofspinneretmaterialAISI(美国)304316316L321431630DIN(德国)1.43011.44011.43041.45411.40571.4542牌号对照JIS(日本)SUS304SUS304SUS316LSUS321SUS431SUS630GB(中国)0Cr18Ni9-0Cr18Ni14Mo1Cr

4、18Ni9Ti1Cr17Ni20Cr17Ni4Cu4NbC≤0.080.080.030.120.170.17Cr18～2016～1816～1817～1915～1715.5～17.5合金元素的质Mo-2～32～3---量分数/%Ni8～10.510～1410～148～111.5～2.53～5Cu-----3～5Ti---2～3--Nb/Ta-----0.15～0.45硬度130～180130～180130～180130～180HRC26～35HRC28～44HB磁性无无无-有有抗拉强度/MPa496～600496～600480～600490～60078

5、5～1370840～1370机械物理性能屈服强度/MPa196205176205588785延伸率/%504550501414～22-3)7.97.957.957.97.77.75密度/(t·m弹性模量E/GPa197197197197204209收稿日期:2006201215。作者简介:王永恒(19752),男,甘肃武威人,助理工程师,工学学士,从事化纤、化工设备研究工作。28聚酯工业第19卷足,条干不匀,影响产品染色性能;喷丝头拉伸比过2喷丝板的结构大,拉伸过度,会造成单丝断裂,形成毛丝,生产状2.1喷丝板形状况恶化。[1]常用喷丝板为圆形,为适

6、用于不同品种化纤纺喷丝头拉伸比R计算式为:2丝场合,圆形结构又分为平板型、凸缘平板型、平板R=πd0Vρ/4Q。环型、凸缘环型等;也有矩形喷丝板,矩形喷丝板又式中:Q为单孔吐出量,g/s;ρ为熔体密度,一般取3分为凸缘矩型及凸缘凹槽矩型等,多用于孔数较多1.18g/cm;d0为喷丝板微孔直径,cm;V为第一导的短纤维纺丝。丝辊速度,cm/s。2.2熔体在喷丝孔中的流变特征喷丝头拉伸比一般控制在80～200,纺丝效果聚合物熔体为非牛顿流体,是黏弹性流体,在小较好,生产涤纶FDY时,由于第一牵引辊速度较低,孔中作黏性流动的同时,将发生弹性形变,而弹性形喷

7、头拉伸比应小些,约80～100,而生产涤纶POY变的存在是纺丝不稳定的关键因素之一。减小弹性时喷丝头拉伸比应较大些。形变的方法可归结为:2.3.2微孔长径比(1)减小熔体在小孔中的流动速度;根据熔体在微孔中流动特性的分析可知,增大(2)提高纺丝温度从而降低熔体黏度;长径比有助于弹性能的松弛,减小出口处的压力和(3)正确设计喷丝微孔的几何形状。膨化,纺丝相对稳定。选择长径比的原则是:3显然前2种方案并不可行,因为纺丝速度不能①熔体在孔道中的停留时间t必须大于熔体-3太低,纺丝温度不能过高。只有第(3)种方案可行。的松弛时间(高速纺PET的松弛时间为10

8、s)。而几何形状中主要是微孔直径、长径比、导孔形状对②必须考虑喷丝板的加工的可行性和清洗条熔体内弹性能的贮存