特性粘数

特性粘数和断头

高速纺的典型特征是纺丝线上的应力高，势必造成长丝具有较高的分子取向度和结晶度，同时出现颈缩，而这样纺制的纤维其性能不适合下游变形加工。这是因为，具有较高取向度和结晶度的大分子链在变形和加捻过程中会产生较大的阻力，轻者会影响变形和加捻的效果，重者会造成断头。何况，当丝条出现颈缩时，丝条的不匀率上升，从而使丝条的整体质量下降。

在涤纶长丝高速纺生产中，特性粘数的大小与丝条的机械性能，条干均匀性，染色均匀性及纺丝拉伸的运转稳定性等有密切的关系。例如，对机械性能的影响，通常用纤维的强伸积来表征，由于强伸积W=强度×伸长%与特性粘度是呈正相关关系，即随着特性粘数的增大，纤维的机械性能逐步提高。另外，还有对纤维的质量和运转稳定性产生影响，当特性粘数值过高时，纺丝时熔体粘度增大，造成流变性能变坏，使纺丝拉伸时易产生毛丝、断头等，丝条手感僵硬，并对后加工进一步拉伸加捻不利，易产生毛丝、断头等现象。当特性粘数过低时，熔体流变性能虽然变好，但纤维性能变差，甚至会产生纺丝张力偏低、飘丝、滴浆、断头等问题。

生产中首先要控制的是特性粘数的波动（分子量的波动和分子量分布加宽），其次是特性粘数降。特性粘数的波动主要表现在原料特性粘数的波动，干切片特性粘数的波动，初生丝特性粘数的波动。特性粘数降主要表现在切片结晶干燥过程，切片挤压纺丝过程。一般要求控制点上特性粘数的波动应控制在±0.02之内，波动越大，纤维的质量就越不均匀，可纺性也越差。例如特性粘数每波动±0.01，纤维强伸积就波动±0.03。对于同一批原料，特性粘数波动较小，一般都小于±0.01。所以不同厂家，甚至是同一厂家不同批号的原料不能混合投入。结晶干燥

后，切片特性粘数波动一般会增加，除非各项工艺条件比较稳定。经过这个过程，特性粘数降也开始产生，而且有资料表明，当加热温度大于180度时，时间超过5小时，这个过程的特性粘数降会更加明显，如果切片含水率较高，以及补充空气露点过高时更严重。切片经挤压熔融至纺丝成形，特性粘数降会加剧，特性粘数波动也会加剧，因为切片在这个过程中，会发生热降解，热氧化，热水解三种副反应，是一个物理降解和化学降解的综合过程，反应速率以热水解为最大，热水解的作用是使PET分子链断裂，分子量下降（即特性粘数降），分子量分布加宽（特性粘数波动增加），因此最直接影响纺丝过程特性粘数波动和特性粘数降的因数是切片含水率。因此，涤纶高速纺生产中干切片的含水率一般要求低于0.003。某项实验表明，干切片含水率过高时，在加热温度大于180度，水解反应明显发生，大于300度时会严重水解，而热降解和氧化裂解反应在285度时已同时发生，大于300度更明显，其后果除了初生丝性能变差外，还会产生气泡丝，飘丝，甚至断头等现象。除了含水率的影响外，挤压纺丝过程中的熔融温度、压力、剪切速率等因数也会影响到特性粘数和熔体粘度的变化。