高速紡PA6工業絲生產的影響因素探討

孔令根

(江蘇海陽化纖有限公司，江蘇泰州225300)

高速紡PA6工業絲生產的影響因素探討

孔令根

(江蘇海陽化纖有限公司，江蘇泰州225300)

采用一步法高速紡設備生產PA6工業絲，從原料、設備和紡絲工藝等分析了生產的影響因素。結果表明:在生產1 386 dtex PA6工業絲時，應保持開車前的工藝管路清潔;PA6切片相對分子質量控制在21 300±200，含水率小于40 μg/g，紡絲時應控制紡絲溫度(292±5)℃，側吹風風壓(550±5)Pa，側吹風溫度(16±1)℃，側吹風相對濕度(90±5)%，紡絲速度2 480 m/min;組件介質海砂采用鹽酸酸洗，可保證生產穩定，廢絲率僅3.1%。

聚己內酰胺纖維 工業絲 高速紡絲 一步法

江蘇海陽化纖有限公司PA6工業絲生產線為二步法生產工藝，而國內同行大多采用一步法生產工藝。為提高產品檔次，增強市場競爭力，該公司于2009年新建了國產化的高速紡設備(24個位)生產線，于2010年投料開車。在開車初期，硬頭、飄絲現象嚴重，拉伸斷頭頻繁，廢絲率高，生產不穩定，且紡位難以開足。作者結合該設備開車的實際情況，分析了生產的主要影響因素，以供同行參考借鑒。

1 試驗

1.1 原料

PA6切片:相對分子質量21 300±200，單體質量分數小于等于1.5%，含水率小于等于40 μg/g，江蘇海陽化纖有限公司產;油劑:日本竹本公司產。

1.2 主要設備及檢測儀器

BWA35G-900/4，BWA35G-600/2型錦綸紡牽聯合機:擠出機型號為JK81A-150×25，北京中麗制機工程技術有限公司制;牽伸輥 RGJ-190×350:北京中紡精業機電設備有限公司制;BWA35G-600/2型、BWA35G-900/4型卷繞頭:北京中麗制機工程技術有限公司制。WGL-2500DT型拉力試驗機:桂林奧峰電器制造有限公司制。

1.3 PA6工業絲生產

PA6工業絲高速紡生產工藝流程見圖1。生產1 386 dtex PA6工業絲斷裂強度為8.56 cN/dtex，斷裂強度不勻率為2.2%，斷裂伸長率為23.6%，斷裂伸長不勻率5.0%，廢絲率3.1%。

圖1 PA6工業絲高速紡絲生產工藝流程Fig.1 Flow chart of high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

2 結果與討論

2.1 工藝管路的清潔

工藝管路包括物料管路、聯苯管路、供油管路、板面保護蒸汽管路等。由于高速紡絲時，絲條與空氣間摩擦力較大，因而絲條在到達卷繞裝置時張力很大，這時若纖維中含有較大直徑的機械雜質，在高的張力下容易因應力集中而產生單絲斷裂，形成毛絲［1］。因此，在開車前，切片料倉及熔體管路都必須吹掃干凈。

紡絲箱體采用聯苯蒸氣循環加熱，要求均勻、溫差小。聯苯管路內雜質的存在，將會阻塞聯苯蒸氣循環通道，使熔體受熱不均，從而影響紡絲。

高速紡絲為原油直接上油，遇水易產生沉淀，堵塞供油管道。雜質的存在會堵塞油唇，從而導致上油的不均勻，影響絲條的抱合性。因而在供油之前必須清除管路內的雜質及水漬。

板面蒸汽保護可減少單體對噴絲板面的污染，延長噴絲板的使用周期，而雜質的存在會堵塞蒸氣管道，影響保護效果。

2.2 PA6 切片質量

2.2.1 相對分子質量及其分布

PA6切片的相對分子質量必須控制在一定的范圍內，相對分子質量過高，PA6的高溫流動黏度增加，可紡性下降;相對分子質量過低，纖維的強度受到影響。另外，PA6切片的相對分子質量分布寬，則其可紡性差，紡絲溫度范圍窄，工藝難以控制［2］。實踐證明，PA6后聚移熱段溫度控制在245～250℃，且相對分子質量控制在21 300±200時，紡絲狀況較好。

2.2.2 PA6 切片含水率

PA6切片含水率高，易造成PA6高聚物在熔融狀態下水解，降低熔體黏度，拉伸性能變差，斷頭率增加。因聚合裝置與紡絲裝置相距較遠，必須采用灌裝運輸的辦法。通過灌裝時抽真空，發送間加裝去濕機取得了較好的效果，供紡絲的切片含水率可控制在40 μg/g以內。

2.3 主要生產工藝

2.3.1 紡絲溫度

以1 386 dtex PA6工業絲生產為例，紡絲溫度過高，會使PA6熱分解加劇，黏度降低，易出現氣泡絲、注頭現象;紡絲溫度過低，熔體黏度增大，易出現漏料，硬頭絲等現象［1］。因而紡絲溫度的確定非常重要，經過摸索紡絲溫度控制為(292±5)℃時，紡絲效果最佳(見表1)。生產中設定螺桿擠出機Ⅰ ～Ⅵ區溫度分別為(290，315，315，310，300，295℃，緩冷器溫度300℃，紡絲箱體溫度292℃，且控制波動范圍5℃。

表1 紡絲溫度對PA6可紡性的影響Tab.1 Effect of spinning temperature onspinnability of PA6 industrial yarn

2.3.2 側吹風條件

紡絲的冷卻成形條件必須穩定、均勻，特別要避免外界條件的影響，使得熔體細流在冷卻成型過程中所受的軸向拉力保持穩定。在PA6工業絲生產開車時，除了要保證側吹風溫度、濕度、風壓等參數穩定外，生產環境的穩定至關重要，采取封閉大絲室，控制卷繞間微正壓等措施，收效較好。1 386 dtex PA6工業絲生產空調參數為:側吹風風壓(550±5)Pa，側吹風溫度(16±1)℃，側吹風相對濕度(90±5)%，大絲室溫度(32±5)℃，大絲室濕度(40±5)%，卷繞間溫度(24±2)℃，卷繞間相對濕度(60±5)%。

2.3.2 紡絲速度

在開車初期，由于設備及導絲構件處于磨合階段，熱輥絲道也未固定，紡絲速度和拉伸倍數可適當低些，待生產穩定后，視指標情況再作調整。紡絲速度的提高，在一定的范圍內可提高纖維的強度，但可紡性下降。從表2可以看出，在生產1 386 dtex PA6工業絲時，紡絲速度控制在2 480 m/min，紡絲狀況好。

表2 紡絲速度對PA6工業絲強力及可紡性的影響Tab.2 Effect of spinning speed on strength and spinnability of PA6 industrial yarn

2.4 海砂質量

生產中組件過濾介質為海砂，采取分級過濾，并據紡絲品種按相應比例裝填，先粗(17目)后細(30目)，金屬網密實。海砂的處理至關重要，必須先用水泡，去除灰塵雜物，后酸洗，再用水沖至pH值顯中性，450℃烘干4 h，再篩揀，去除破碎物，這樣可減少飄絲現象的發生，保證紡絲生產的正常進行。

3 結論

a.在高速紡PA6工業絲生產過程中，工藝管線的清潔、切片質量以及生產工藝條件是影響紡絲工況的主要因素。1 386 dtex PA6工業絲生產工藝如下:PA6切片相對分子質量控制在21 300±200，切片含水率小于 40 μg/g，紡絲溫度(292±5)℃，紡絲速度2 480 m/min，紡絲狀況好。

b.生產中海砂采用鹽酸酸洗，450℃烘干4 h，可有效減少飄絲現象。

［1］董紀震，趙耀明，陳雪英，等.合成纖維生產工藝學［M］.北京:中國紡織出版社，1994:183－240.

［2］梁伯潤.高分子物理學［M］.北京:中國紡織出版社，2000:166－219.

Influential factors on high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

Kong Linggen
(Jiangsu Haiyang Chemical Fiber Co.，Ltd.，Taizhou225300)

PA6 industrial yarn was produced by one-step process on a high-speed spinning plant.The influential factors on the production were analyzed from the aspects of raw materials，equipments and process.The results showed that the steady production of 1 386 dtex PA6 industrial yarn can be guaranteed with the fiber waste rate of 3.1%by keeping process pipeline clean before start-up，controlling PA6 chip with the relative molecular mass of 21 300 ±200 and moisture content below 40 μg/g，spinning temperature(292±5)℃ and speed 2 480 m/min，cross air pressure(550±5)Pa，air temperature(16±1)℃ and relative humidity(90 ±5)%and washing the spinpack media of sea sand with hydrochloride.

polycaprolactam fiber;industrial yarn;high-speed spinning;one-step process

TQ342+.11

B

1001-0041(2012)05-0070-03

2012-02-17;修改稿收到日期:2012-08-22。

孔令根(1967—)，男，工程師，主要從事化纖生產技術工作。E-mail:hy.klg@163.com。