化纤设备

第一章第一章化学纤维的常用基本概念

1、化学纤维的概念及分类再生纤维，合成纤维

用天然的或人工合成的高分子物质为原料、经过化学或物理方法加工而制得的纤维的统称。因所用高分子化合物来源不同，可分为以天然高分子物质为原料的再生纤维和以合成高分子物质为原料的合成纤维。简称化纤。化纤品种：长丝、短纤维、丝束、异形截面纤维、复合纤维、变形丝、差别化纤维

2、化学纤维常用设备一般有湿法纺丝设备、熔融纺丝设备、干法纺丝设备。

3、线密度（纤度）表示纤维粗细程度的量

1000m长纤维质量的克数即为该纤维的特数。

特数=1000/公制支数

特数≈9*旦尼尔数

4、断裂伸长率是一种反映纤维韧性的指标。

5、初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力。在衣着上则反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度。

6、沸水收缩率

将纤维放在沸水中煮沸30min后，其收缩的长度与原来长度之比，称沸水收缩率。

沸水收缩率是反映纤维热定型程度和尺寸稳定性的指标。第二章聚酯切片的干燥

一、切片干燥的目的

1．除去水分切片中水分的不良影响：①在纺丝温度下，水的存在使PET大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难，成品丝质量降低；②少量水分气化，往往造成纺丝断头，使生产难以正常进行。

2. 提高结晶度及软化点

二、真空转鼓干燥机优点是：结构简单，流程短，干燥质量高，能耗低；更换切片方便，出料灵活；操作环境好，噪音低；其缺点是：切片干燥周期长，单机产量低；切片干燥后产生的粉尘多；各批切片干燥质量有差异。干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。··倾斜式安装方式。

倾角为25o。目的是保证切片在干燥过程中能较好地翻转，以使传热均匀，防止切片粘结和卸料方便。

第三章聚酯纤维的纺丝成型与设备熔体纺丝法

1、凡高聚物的熔点低于其分解温度的，多采用熔体纺丝法

熔体纺丝的基本过程包括：熔体的制备;、熔体自喷丝孔挤出;、熔体细流的拉长变细同时冷却固化。

挤压机要同时完成加热熔融和挤压运输的作用。

挤压机对物料有两个作用，一是把聚合物熔融成熔体，二是在一定的机头压力下将熔体定量的不断输出。

新型螺杆：分离型螺杆，分流型螺杆，屏障型螺杆。

2、聚酯切片的熔融纺丝广泛采用单螺杆挤压机。其工作部分分为三段，即进料段、压缩段及计量段。

冷却装置设置在套筒加料口部分作用：为了防止料口物料过早突然加温，切片表面融化而粘附在螺槽内，产生环结现象，导致堵料而无法正常工作，另外也是为了热量不传递到减速箱中。

纺丝成型设备工作流程：熔融纺丝成形设备包括纺丝箱和冷却吹风装置。纺丝箱体由熔体分配管、计量泵、纺丝组件组成，经过滤器过滤的熔体进入纺丝箱体。由纺丝箱中的熔体分配管均匀分配到各纺丝部位，每个部位配一台计量泵，将熔体定量压入纺丝组件，经喷丝板的细孔被挤出形成熔体细流。最后在由冷却吹风装置提供的一定冷却条

件下固化成丝条。

3、熔体分配管要求：1.熔体在分配管中流经时间短，

以防止热裂解；2.总管到各分管及纺丝部位所受阻力相等，

能均匀分配熔体，以保证丝条线密度均匀。设计方法：

使分配管路对称和等长。

4、计量泵组成：一对互相外啮合的齿轮、三块泵板（上、

中、下）。计量泵的作用是把熔体定量定压地输入纺丝组

件中，保证丝条线密度均匀。为了传动平稳，主被动轮重

叠系数大于1，即同时有一对或两队齿啮合，形成封闭腔。

工作原理：齿轮、壳体、端盖形成密封空间，分为：

a、吸油区：退出啮合，密封容积周期性由小到大，形成

负压，经吸油口吸油。

b、压油区：进入啮合，密封容积周期性由大到小，在熔

体出口形成一定的压力，将熔体从出口处压出而进入组

件。

5、困油现象：在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合

状态，形成一个封闭空间，使一部分油液困在其中，而这

封闭空间的容积又将随着齿轮的转动而变化(先缩小，

然后增大)，从而产生困油现象。

危害：产生噪音和振动、使轴承受到很大的径向力、功率

损失增加、容积效率降低（当封闭V增大时，P下降，析

出气泡）、对泵的工作性能和使用寿命都有害

排除：开卸荷槽

纺丝组件：可分为普通纺丝组件，复合，异形等类型，每

类又分长丝和短纤维纺丝组件。作用：过滤一定量熔体，

均匀分配，通过喷丝板中的喷丝孔喷射成形。复合纺丝与

普通单组分纺丝组件不同之处是具有多块分配板的分配

系统，各种不同成分熔体分别均匀分配，到达喷丝板时才

按一定方式汇合进喷丝孔。

喷丝板型号中字母含义：PRB160—500—0.25YJ，PR：熔

融纺丝喷丝板代号；B：凸缘形；160：外径为160mm；

500：喷丝孔数为500；0.25：喷丝微孔直径为0.25J：表

示精密等级，普通级略，精密级为J；Y：表示是异形孔，

且孔形为Y形。

6、冷却吹风成型装置

（1）侧吹风装置。结构简单、操作方便。只适宜长丝纺

丝，因为长丝的单丝根数少，丝条需要散失热量少。

（2）环吹风装置，适合短纤。每块喷丝板孔数多

第四章纺丝卷绕设备

一、长丝卷绕设备中导丝机构和卷取机构的作用分别是什

么？导丝机构：做往复运动，带着丝条在筒管轴线方向来

回摆动；卷取机构：做圆周运动，它使丝条在筒管的圆周

上缠绕。

二、长丝卷绕设备导丝机构有哪些形式？圆柱凸轮式、拨

叉式、皮带式

三、摩擦传动卷取机构的优缺点。

优点：摩擦传动的结构简单；采用摩擦传动的机器，在换

筒时，不必切断传动部分的电源；改变卷绕速度时，只要

改变摩擦辊的转速即可。

缺点：丝层直接与摩擦辊表面接触摩擦，发热产生较大的

热应力，丝条易损伤；卷绕速度提高到超高速时，卷装易

打滑。

第五章聚酯纤维的后加工与设备

1、纤维的后加工包括拉伸、热定形、加捻、变形加工和

成品包装等工序。

2、牵伸加捻机主要作用是拉伸、其次是加捻

3、牵伸加捻机类型：1）按纤度粗细不同：细纤度牵伸加

捻机、粗纤度牵伸加捻机

（2）按拉伸区的不同：单区牵伸加捻机、双区牵伸加捻

机

（3）按拉伸温度的不同：冷牵伸加捻机（室温下）、热

牵伸加捻机（接近玻璃化温度）

4、横动装置作用：使丝条在罗拉上缓慢变换位置，以防

压辊表面磨损集中。

5、丝条卷绕的形成：钢丝钩与钢领之间存在摩擦力及空

气阻力，钢丝钩的转速总是落后于锭子。筒管固装在锭子

上，所以筒管与钢丝钩存在转速差，形成丝条的卷绕。

6、假捻变形原理

将丝条两端固定，以中间握持点回转，则从握持点分界获

得正反方向的正负捻。丝条以一定速度输送时，则在握持

点以前加捻，握持点以后解捻，经过加捻、热定形、解捻

变形过程后纤维仍保留螺旋卷曲。

摩擦假捻是以高速回转面或移动面直接与被加工原丝接

触，利用摩擦力直接给丝以假捻的一种方法。

7、假捻变形机的类型按假捻装置分：转子式假捻变形机、

摩擦式假捻变形机

摩擦式假捻变形机类型：根据丝条与加捻器所接触位置分

为：外摩擦式、内摩擦式、平面摩擦式。【1】三轴外摩

擦式假捻器【2】球形摩擦式假捻器【3】内摩擦式假捻器

【4】皮圈式摩擦假捻器【5】钳环摩擦式假捻器

8、生产上对转子式假捻器的要求：（1）均一性：保证各

锭之间捻度差异最小（2）高速性（3）温升低：限制转子

温度的升高（4）寿命长（5）操作方便，能在不停车的条

件下拆装（6）通用性

9、为控制导丝器和钢丝钩间的气圈张力不变，设法保持

钢丝钩转速不变，而锭子转速随卷装直径增大而逐渐降

低，必须安装锭子变速控制机构

10、干燥的目的：降低纤维的含水率，提高纤维的温度，

为热定型创造条件。

热定型的目的：消除纤维内应力，提高结晶度，改善纤维

的使用性能。

11、链板式松弛热定型机

由铺丝机构、烘房、链板、传动系统和热风循环系统组成。

12、圆网式松弛热定型机

工作原理：纤维吸附在回转着的一组上下交叉排列的圆网

滚筒表面，由离心风机送出的热空气从圆网外面被吸至网

内，循环的热风不断透过纤维层而带走水分。每个圆网滚

筒的转动方向与相邻滚筒的方向相反，当纤维从一个滚筒

传送到另一个滚筒时，使它的两面都得到了均匀的干燥。

13、卷曲的目的：使纤维具有一定的抱合力，使其具有类

似天然纤维的卷曲度，以利于纺织加工。

14、卷曲的方法

（1）化学卷曲：用化学方法处理已制得的纤维，使纤维

形成卷曲；

（2）物理卷曲：用物理方法处理已纺成纤维，使之改变

分子间的作用力而造成卷曲；

（3）机械卷曲：施加机械力使已纺成纤维形成卷曲。

15、填塞箱式卷曲机原理：将丝束推进填塞箱（卷曲箱）

内，在丝束出口处用反压顶住，强迫纤维弯折，形成二维

空间的平面卷曲。机械卷曲。

16、卷曲机构对纤维卷曲质量的影响

a、卷曲轮直径：卷曲波纹大小与卷曲轮直径成正比。

b、卷曲轮宽度

（1）过窄：丝塞在卷曲箱中，增加了丝束厚度方向的不

均匀性；

（2）过宽：丝束不能填满卷曲箱，丝束边缘阻力较小，

形成“荷叶边”的自由卷曲状态。

c、卷曲轮温度

（1）过高：纤维过热而粘连，影响卷曲质量；

（2）过低：会对丝束起冷却作用，抵消了预热效果。

d、卷曲轮压力（主压）

（1）过大：会减少纤维的上油率；

（2）过小：丝束不能喂入卷曲箱内，丝束在辊轮表面打

滑，摩擦发热。

切断。切断的目的。聚酯短纤维通常是与棉、羊毛以及其

他化学纤维混纺的，根据所纺纤维品种长度不同，要求聚

酯纤维也被切断成相应的不同规格的长度。

46.牵伸张力机张力有什么要求?

切断前拉直过程中的张力一定要恰当，只能拉直卷曲，而

不能拉长纤维本身，而且张力作用时间要短，一定要快拉

快放。

17、压轮式切断机工作原理：靠丝束本身层层向刀盘上缠

绕，外层向内层施加压力来握持的。

工作时，进入切断机构的丝束，预先经过张力装置使丝束

的张力均匀，然后连续的绕在刀盘的外周，使丝层越来越

厚。当厚度大于刀盘和压轮之间的间隙时，压轮把丝束压

向刀刃，绕在刀盘上的内层丝束被刀刃割断，切断后的短

纤维从刀盘内侧被抛下，送至排出槽。

第六章丙烯腈纤维的生产过程与设备

1、多种路线的共同点：成纤高聚物为共聚物、溶液纺丝、

溶剂回收

不同点：a共聚物组成不同、b聚合方法不同、c溶剂不同

DMF法、DMSO法、NaSCN法、d不同纺丝法：干法和

湿法干湿法、e不同拉伸后处理先拉后洗、先洗后拉

f不同的溶剂回收工艺

2、40.丙烯腈的聚合：均相溶液聚合和非均相沉淀聚合。

均相溶液聚合常用的溶剂有硫氰酸钠水溶液，氯化锌水溶

液、硝酸、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺

(DMAc)等。水相沉淀聚合：水为聚合介质，采用水溶性引

发剂，聚合产物不溶解于水相而沉淀出来。

三排四桨叶式特殊搅拌器。

脱单体塔：塔内有五层伞，第一层起阻挡作用，以免逸出

的单体气体带着料液雾沫直冲喷淋冷凝器。第二至第五层

伞是使浆液在伞上布成薄膜以增加蒸发面积，使浆液内的

单体易于逸出

3、聚丙烯腈纤维后加工

4、预拉伸和第二次拉伸：预拉伸介质溶液，倍数1.5~2.5，

第二次拉伸95~100℃热水或蒸汽中，倍数8~11.

干燥致密化，就是把纤维进行干燥去除水分，同时加热至

大分子链段能自由运动的温度所进行的热处理工序。

干燥致密化及热定型的作用是消除纤维的内应力和结

构缺陷，改进纤维的物理机械性能和纺织加工性能。

聚丙烯腈纤维的后处理包括拉伸、水洗、致密化、卷曲、

热定型、上油、干燥、切断和打包等工序。