滌綸短纖維疵點的產生原因及對策

劉力威 尹正路 白萬勇（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司 河南 洛陽 471000）

一、前言

洛陽分公司短纖維裝置采用聚酯裝置CP-1線生產的聚酯熔體為原料，生產滌綸短纖維。裝置工藝技術及主要工藝設備均來自美國杜邦公司，由康泰斯公司提供設備及技術安裝。裝置的公稱生產能力為年產10萬噸滌綸短纖維，配備兩條生產線，每條生產線的生產能力為日產150噸（1.33dtex纖維計），年操作時間為330天，生產操作彈性為80-110%。

二、疵點的原因分析

化學短纖維的外觀疵點包括纖維的含雜和疵點兩項內容。含雜是指除纖維以外的夾雜物，疵點是生產過程中形成的不正常異狀纖維。

1.聚酯熔體中的雜質

直接酯化法就是用精對苯二甲酸與乙二醇進行反應生成對苯二甲酸乙二酯和水的過程。反應方程簡式為：

直接酯化反應實質是一種動態平衡反應，在工業化連續生產中，PT A的純度、反應溫度和停留時間均會影響PET的產率及純度，進而影響后續紡絲工序，導致產品質量指標降等。

（1）PT A的純度

在對苯二甲酸的制備過程中，不可避免地含有對羧基苯甲醛,它的存在對酯化反應和縮聚反應都不利，它是單官能團物質，而單官能團物質是縮合聚合反應的鏈終止劑，只有對羧基苯甲醛上的羧基參與酯化反應，甲醛基在酯化過程中不參與酯化反應，在縮聚過程中也不參與鏈增長反應。它的存在會使酯化反應不完全，酯化率達不到規定指標，同時會使熔體中含有甲醛基等雜質，影響熔體紡絲纖維指標。

（2）反應溫度

直接酯化反應在初始反應時屬于多相反應（也稱非均相反應）階段。隨著酯化反應清晰點的出現，直接酯化又屬于均相反應階段，一個酯化反應過程出現兩個反應階段，這是PT A法酯化反應的特點。

直接酯化反應溫度升高對于非均相反應和均相反應都是有力的。對非均相反應而言，反應速度是溫度的函數，溫度升高反應速度快，而且清晰點出現的早；對均相反應而言，溫度愈高反應速度愈快。酯化反應溫度升高有一個限制因素，反應溫度高乙二醇易發生醚化反應生成二乙二醇醚（二甘醇）。它的存在會使熔體純度降低，粘度有波動，影響后續紡絲，PET產品中二甘醇的含量大約80%是在酯化系統生成的，因此控制好酯化反應溫度是關鍵因素。

（3）反應物停留時間

停留時間是指物料從進入反應器內到離開反應器所需要的時間，也就是物料的反應的反應時間，反應物在反應器內的停留時間在生產過程中被轉化為便于控制和操作的液面。液面的控制和操作比較直觀，一般來說只要把液面控制穩定，物料在反應器內就是一個定值。

在其他工藝參數一定的前提下，反應器內的物料液位升高，就意味著反應器內的物料停留時間被延長了。反應時長雖然對酯化反應有利，同時也會使二甘醇的生成量增加。如反應器內物料液位太高，反應器內的氣相空間相應就會減少。此種情況極易發生氣流夾帶現象，造成氣相系統堵塞使裝置無法運行，被迫停工停產處理堵塞故障。

反應器內的物料液位偏低，就意味著反應器內的物料停留時間被縮短了。反應時間縮短對酯化反應不利，會使酯化反應不完全，酯化率低達不到規定指標。短時間液位低會造成產品中羧酸基含量增加，長時間物料的液位低會造成縮聚反應無法進行，造成物料黏度低無法進行切粒或者不能進行紡絲。

2.纖維中的疵點

（1）組件對疵點的影響

紡絲組件的作用：一是將熔體過濾，去除熔體中的凝膠粒子和雜質，提高熔體的可紡性；二是使熔體能充分混合，保證熔體溫度、黏度均勻；三是把熔體均勻地分配到噴絲板的每一小孔中形成熔體細流。

組件在使用一段時間后，組件過濾層滯留大量的凝膠物質，凝膠物質在長時間高溫作用下會發生熱降解，降解物隨噴絲孔擠出后產生弱絲；同時降解物殘留在噴絲板面上，影響板面的剝離性，造成板面漿塊，使紡絲位斷頭率增加。

由于密封墊圈、過濾網或入口銅墊圈質量上的不合格，以及組裝工藝中粗細砂的比例和各項扭矩的設定的不同，導致組件在使用的過程中出現內漏、外漏現象，都會造成紡絲異常，毛絲增多，疵點含量增多。

（2）環吹風對疵點的影響

熔體從噴絲板的小孔中噴出以后，在外力的作用下被拉細，同時在冷卻風的作用下被冷卻固化，最終形成初生纖維，

我廠采用的是環吹風冷卻，在紡絲的過程中，環吹風的風溫、風速及系統過濾介質直接影響著初生纖維中的疵點含量。

風溫的影響

環吹風溫度過高，會使單絲凝固點下移，如遇“野風”干擾，兩根單絲極易互相碰撞而粘連在一起形成疵點。

風速的影響

當風速過大時,風不僅能穿透絲層,到達絲束中心,而且還有多余的風力在絲束中心形成渦流,使絲束搖晃不定甚至互相碰撞而粘連一起形成并絲；風速過小時,風力穿不透絲束,由于噴絲板“孔口脹大”現象的影響,使未來得及冷卻的絲束粘連在一起形成疵點。

系統過濾介質的影響

為了保證環吹風的質量,在絲束冷卻前的工藝空調系統中安裝有三層過濾網及環吹海綿過濾層,以濾掉風中的灰塵微粒。但由于環吹風主風道里過濾層封閉不嚴或風道有漏風現象,空氣中的塵粒未經這些過濾層的過濾,就直接進入環吹海綿過濾層中,使環吹海綿過濾層因塵粒越積越多而堵塞；其次由于環吹海綿過濾層材質本身厚薄不均勻或安裝時與環吹筒接觸位置不適當,都會造成環吹局部風速降低或吹風不均勻，進而造成初生纖維疵點含量增加。

（3）油劑對疵點的影響

油劑是化學纖維生產和加工中的一種助劑,它的主要作用是改進纖維的平滑性、集束性和抗靜電性,保證纖維順利加工。

在紡絲生產過程中，由于纖維與纖維、纖維與加工機件間的摩擦，使其表面發生電荷的轉移從而產生靜電。這種帶靜電的纖維，若不使靜電及時逸散，則在紡絲時會出現絲束松散，不能順利卷繞，容易產生毛絲、斷頭、纏輥現象，造成初生纖維疵點含量增加，因此消除纖維靜電很重要。

在后加工生產過程中，集束性主要表現為絲束從盛絲桶中引出時，絲束不亂；在集束生頭和拉伸過程中毛絲極少，沒有纏結、蕩絲等。適當的上油量在牽伸過程中不但可以減少單絲斷絲的概率和纏輥次數，同時對未牽伸絲進行潤濕，改善分子鏈的柔性，使牽伸點控制在一個較窄的區域，保證牽伸平穩，減少因牽伸不均而造成的疵點含量超標。

（4）其他因素

蒸汽系統：由于蒸汽壓力的波動，會導致牽伸溫度不穩定，牽伸點不固定，會出現牽伸不足或牽斷的現象，這些毛絲、斷絲會使產品疵點含量增加。

設備方面：絲道上的各個輥子不平滑，有毛刺，導致運行絲束被掛斷，這些斷絲因未牽伸或牽伸不足進入成品中，便成了疵點。

操作因素：使尾絲或毛絲通過拉伸工序進入到切斷機；控制不好成品絲打費時間，讓綜合絲進入成品中都會造成疵點含量增加。

三、降低疵點對策

通過對以上原因分析，針對不同的原因分別采取了不同的措施

1.加強與聚酯裝置聯系，控制好反應溫度，停留時間，保證熔體成份均勻、黏度穩定

2.統一更換了一批組件和環吹桶，優化其組裝工藝和組裝原材料，保證其過濾效果和適當的風溫、風壓

3.徹底疏通油劑上油管線，清除油劑衍生物，穩定上油率，保證纖維的平滑性和可牽伸性

4.對絲道上的各個導輥進行打磨或更換，保證其光滑；同時加強操作工的技能培訓，保證標準化作業

結論

經過聚酯裝置和短纖維裝置的共同努力，通過優化工藝和設備上的技術改進，有效的解決了疵點降等的問題，提高了成品絲的優等品率，在市場競爭激烈的情況下，用品質贏得客戶的認同。

[1]張連山，王淑仙，孫志明.聚酯生產工[M].北京：化學工業出版社，2005.8.

[2]劉志田，張文，白萬勇.短纖維應知應會手冊[M]洛陽石油化工總廠LPC/ZY-04-01.