冷却侧吹风速度对涤纶POY、DTY质量及性能的影响李玉梅[摘要]以实验为基础,从理论上分析探讨了冷却侧吹风速度对涤纶POY力学性能、纤度不匀及取向度等指标的影响,进而论述了影响DTY物理性能、外观指标及染色均匀性的理论依据,提出了生产高质量DTY时最适宜的冷却侧吹风速度参数。[关键词]聚对苯二甲酸乙二酯纤维;POY;DTY;冷却侧吹风速度;条干不匀;取向度[中图分类号TQ102152+2[文献标识码A[文章编号100321308(2002)0320046205引言1在熔体纺丝中,由于聚合物熔体细流与冷却介质之间的热交换是依靠对流来实现的,所以,冷却侧吹风条件是影响纤维固化过程的重要因素之一1。它直接影响着POY的结晶度,使POY的内在结构发生变化,从而显著地影响着DTY的质量及性能。因此,侧吹风速度的波动是使纤维质量不匀的根源。本文根据用不同冷却侧吹风速度制得的POY,以及相应的DTY的力学性质和所测试的主要2实验211设备德国Barmag公司成套干燥装置、15E4螺杆,纺丝机,SW4SSD型卷绕机,FK6M—700型假捻变形机。212原料仪征一厂切片,干燥后切片含水率为30μgΠg;POY,240DΠ48F;DTY,150DΠ48F。213实验条件卷绕速度:3600mΠmin;纺丝冷却侧吹风温度:19℃±1℃;相对湿度:65%±5%;依次改变侧吹风风压为:2mmH2O,风速为:0102mΠs;19mmH2O,35mmH2O,0122mΠs;0145mΠs[收稿日期2002205223;修订日期2002208213科研报告《纺织科学研究》4753mmH2O,84mmH2O,0170mΠs;0195mΠs。在5种风速条件下分别制得POY卷装各4只,再进行后拉伸变形,制得相应的DTY卷装,然后进行纤维结构和性能的测试。214测试仪器及方法214112141221413德国Textechno公司STATIMATⅡ型自动拉伸强度测试仪,试验数据取30次平均值。瑞士USTER—TESTERⅠ型条干均匀度测试仪,试验数据为6000m的平均值。SM—LUX,POL型偏振光显微镜,用色那蒙补偿法测试双折射,试验数据取20根单纤维的平均值。21414德国FAK315型圆筒形针织自动机,DTY针织袜筒(220针),用分散性染料ESTMAN聚酯蓝染色,灰色分级卡,目视判色。21415拉力为2cNΠtex(0122gΠd)的纤维张力仪测定沸水收缩率;用TEXTURMAT全自动变形卷曲试验仪测试卷曲收缩率;空气循环型烘箱的操作温度为120℃。3实验结果与讨论311POY的力学性质从表1可以看出,随着冷却侧吹风速度的变化,POY的屈服应力和初始模量无明显变化,自然拉伸倍数在风速为0145mΠs时最大,强力不匀、伸长不匀及60%伸长时拉伸力的波动值在风速为0145mΠs时最低。有文献表明2:在60%伸长时,拉伸力的CV%值与POY后拉伸变形时拉伸力波动的关系表1不同风速下POY的力学性质风速(mΠs)屈服应力(cNΠdtex)初始模量(cNΠdtex)断裂强度(cNΠdtex)断裂伸长率(%)自然拉伸倍数(倍)60%伸长时拉伸力(cN)CV(%)CV(%)CV(%)0.020.220.550.5620.3520.332.02.18.06.4123.01124.1011.209.201.381.401881896.643.240.450.5620.352.24.6123.024.201.411901.100.600.5620.322.24.8123.214.221.401902.140.950.5520.112.19.1121.108.201.392072.17312不同风速下POY纤度不匀和单丝直径不匀率的变化(见表2)从表2中可以看出,在不同侧吹风速度下POY纤度不匀率、条干不匀率和单丝直径不匀率变化的情况;可见在0145mΠs风速下,POY的纤度不匀率、条干不匀率和单丝直径不匀率都比较小。这是因为风速适宜时气流平稳,熔体细流与冷却气体介质的对流交换均匀,凝固点稳定,纺丝和卷绕时的张力波动小,因此制得的纤维粗细均匀3。2002年第3期48表2不同风速对POY纤度不匀和单丝直径不匀率的影响风速(mΠs)纤度(d)纤度CV(%)条干不匀U(%)单丝直径CV(%)0.020.220.450.600.95238.08239.06240.20240.24240.421.270.920.220.280.483.261.940.800.820.862.321.560.580.600.88图1为240DΠ48F涤纶POY在U%=018%时的条干波谱图,图中没有明显的峰,振幅都很小,是较理想的POY条干波谱图图1240DΠ48FPOY条干波谱图(U%=018%)风速过大(大于0195mΠs)时,由于风速的不稳定因素增加,熔体细流与冷却气体介质的对流热交换不均匀,纤维的凝固点上下波动,从而引起纤度不均匀。而当风速小于0135mΠs时,因窗外的空气流动,窗内冷却气流形成涡流,使纤维振动严重,造成拉伸点上下移动,纤维沿轴向形成一点一点的竹节丝。这种POY经加弹易产生僵...