2第八章聚酯切片及其干燥习题参考答案

涤纶长丝习题的参考答案

第八章聚酯切片及其干燥

1.长丝对切片质量有何要求？并说明理由。

[1] 特性粘数

特性粘数是用来表示切片相对分子质量大小的一个指标。相对分子质量的大小直接影响其加工性和纤维质量。由于相对分子质量测量较麻烦，所以用特性粘数来表示。

相对分子质量低，则熔体粘度下降，纺丝易断头，纤维也经不起较高倍率的拉伸，所得成品强力下降，延伸度上升，耐热性、耐光性、耐化学稳定性差。当相对分子质量小于8000～10000时，几乎不具可纺性。要使产品既具有适当的物理机械性能，又能顺利纺丝，聚酯切片必须有适当的相对分子质量。长丝切片的特性粘数，一般为0.66 0.02dL/g。

[2] 熔点(软化点)

熔点是指高分子链能自由运动的温度。熔点高低直接影响纺丝温度。长丝生产要求切片的熔点260℃左右。若波动大，会使生产波动，质量不稳定。熔点升高或降低，均可能使染色性能下降。

[3] 二甘醇含量

二甘醇是切片生产中的付产物，其含量的多少影响切片的熔点、色相和成品的染色，要求含量小于1.3%。且分布均匀。

[4] 凝聚粒子

聚酯切片中的凝聚粒子主要有聚合物的氧化凝胶物，二氧化钛凝聚物，催化剂沉淀物，以及反应釜壁上生成的高熔点物，碳化物等。这些杂质的存在一方面加重了熔体预过滤器或组件过滤层的负荷，而且还极易导致毛丝和断头，要求凝聚粒子含量＜0.4个/mg（10μm ＜直径＜20μm）。

[5] 端羧基含量：

端羧基含量高，说明相对分子质量分布宽，可纺性差。一般要求其含量为30mmol/106mg。

[6] 二氧化钛含量：

在聚酯切片中加入TiO2的目的是为了使纤维消光，加入量为0.3%～0.5%。在能取得较好消光效果的前提下，TiO2的含量应尽量低，并且分布均匀，粒子细。

[7] 灰分：含量高，表明切片内杂多，切片的可纺性差。一般要求<0.1%。

[8] 铁质：含铁量高，会使纤维发黄，色泽变差，要求其含量<3ppm。

[9] 色相：切片的色相不仅影响成品纤维的色相，而且影响切片的可纺性。一般要求b<3。

[10] 粒子尺寸：要求切片粒子的尺寸均匀，超大粒子和粉末含量尽量少，粉末含量不超过0.02%，以防止切片在输送过程中的堵塞，且能减少成品纤维的原料消耗。

[11] 含水率：含水率高，不利于干燥，并增大切片消耗。切片的标准含水率为0.4%。

2.怎样在纺前对切片可纺性作出判断？

答：未曾使用过的切片，除要看切片的质量指标，还需从以下几个方面分析、判断其可纺性。

[1] 切片的外观形状和包装:

外观形状为切口光滑的园柱形，大小适中，破碎粒子和粉末含量少的切片，容易筛选干燥，在干燥过程中产生的粉末少，螺杆进料顺畅，压力波动小，不影响可纺性。

切片的包装应在贮运过程中不易污染和积存灰尘、泥砂等物。若有在投料前应予以清除，

否则易造成纺丝组件升压过快。

[2] 切片的色泽:

色泽均一、晶亮的切片可纺性好，若色泽暗淡或明亮不一，或发黄和有夹心碳化粒子，则可纺性较差。

[3] 批间质量差异:

批内或批间质量指标差异小，可纺性好，否则易造成生产不稳定。

[4] 相对分子质量分布指数：

一般用凝胶色谱柱测得α值小于2.0时，可纺性较好。

[5] 差热分析：

熔融结晶温度高，峰形分布窄或峰形极尖锐的切片可纺性差，熔融温度低，峰形分布宽，且平坦的切片可纺性好。

[6] 耐热性：耐热性差，可纺性差。

3.试述切片可纺性的表现特征。

答：切片可纺性的表现特征为：

[1] 预过滤器或纺丝组件的升压速率

日升压速率，高速纺丝应小于10%，常规纺丝应小于6%，否则，易出现染色不匀和毛丝、断头等问题。升压速率过快，还会影响预过滤器和纺丝组件的使用寿命。

[2] 卷绕筒子满卷率：可纺性好的切片，断头少，满卷率高，大于95%。

[3] 拉伸断头率和绕辊率：可纺性好的切片，拉伸时断头率和绕辊率均较低。

[4] 假捻变形断头率：在变形或拉伸变形张力下，可纺性差的切片其断头率高。

[5] 成品的物理性能：切片的可纺性差，成品的强度低、伸长度小，不匀率大，从外观上看筒子的毛丝也较多。

4.切片含水率对纺丝工艺有何影响？

答： [1] 切片中的水分使聚酯分子在纺丝时产生剧烈水解，相对分子质量降低，从而使丝的质量下降甚至无法纺丝。

[2] 水分的存在使单丝中夹带水蒸汽，形成“气泡丝”，引起毛丝和断头。

[3] 含水量的差异，使成品染色不匀。

[4] 含水切片软化点低，易在螺杆挤出机的进料口受热而软化粘连，造成“环结”堵塞。

5.切片干燥的目的是什么？

[1] 除去水分；[2] 提高切片含水的均匀性；[3] 提高结晶度及软化点。

6.对切片干燥有何要求？

答：切片干燥的要求：

[1]干燥切片的含水率对不同纺丝工艺要求不同，速度愈高、单丝线密度愈小，要求含水率愈低。常规纺丝：含水率≤80ppm，高速纺丝：含水率≤50ppm，最好≤30ppm。

[2]尽量除去切片在预结晶、干燥过程中因摩擦、撞击而产生的粉末。

[3]干燥过程中不能产生粘连粒子和结块。否则易堵塞管道，并使螺杆进料不畅，造成压力波动。

[4]切片干燥后，要求特性粘数的变化<0.01。

[5]要求干切片不再度吸湿回潮，干燥均匀性要好。干燥设备运转费用低，操作维修方便。

7.试述切片干燥的原理

[1] 水分的脱除：

切片的含水量包括自由含水量（F’）和平衡含水量(F*)。自由含水是可以脱除的水分，平衡含水则是与一定的干燥条件相平衡的，不能被完全脱除的水分，降低平衡水分关系到切片的最终含水量能否符合纺丝要求。因此，切片干燥的关键是减少平衡含水量。根据享利定律：F*=KP （1）式中：K——平衡常数P——水汽分压

由式（1）可知，若要降低平衡含水量，必须降低平衡条件的水汽分压，可采用抽真空、空气脱湿、提高温度等均可降低水汽分压。

水分脱除的速率取决于干燥介质温湿度和水分与切片结合的形式。根据水分子与切片结合形式可将切片中的水分为表面吸附水和内部结合水。自由水分基本属于表面吸附水，存在于切片表面或孔隙中，较容易去除；平衡水分基本属于分子间水分，其中部分水分子与聚酯大分子形成氢键，很难去除。只有当切片内部与表面存在水汽分压差时，内部结合水由于温度升高而加剧运动，才能扩散到切片表面，进而蒸发，被干燥介质带出。切片内的水分扩散到表面较困难，必须有足够的时间才能达到平衡。水分的平衡是切片内部与表面的平衡，又是切片表面与干燥介质的平衡。

[2] 结晶

当切片温度超过T g时，无定形区开始结晶，结晶需一定的的温度和时间。结晶在预结晶和干燥两个阶段完成，预结晶可以防止切片在干燥时接触高温产生粘连。

8．干燥时，切片的温度最好不要超过多少度？干燥风的温度最好不要超过多少度？

一般切片温度不宜超过165℃，干燥进风温度不应超过190℃。