丙綸 BCF 紡絲機工藝流程!
丙綸 BCF 紡絲機用于生產膨體連續長絲,其工藝流程復雜且精細,各環節緊密相連,共同決定產品質量與性能。
原料準備:優質的聚丙烯(PP)切片是起始點。這些切片需具備高純度,無雜質、黑點等缺陷,因為即使微小雜質也可能在紡絲時造成噴頭堵塞或影響絲質。為確保質量,切片常來自大型、信譽良好的石化企業。在投入使用前,要通過干燥處理去除水分,水分殘留會使聚丙烯在高溫下發生降解,降低纖維強度。通常采用熱風循環干燥設備,將切片在特定溫度(如 80 - 100°C)下干燥數小時,使含水率降至極低水平(一般低于 0.05%)。同時,依據產品需求,會添加各類添加劑,如抗氧化劑防止纖維在加工和使用中老化,光穩定劑增強抗紫外線能力,色母粒賦予纖維顏色。添加劑經精確計量后,與干燥好的聚丙烯切片在混合設備中充分混合均勻,保證在后續紡絲過程中均勻分散,為纖維提供預期性能。
熔融擠出:混合均勻的原料進入螺桿擠出機。螺桿在電機帶動下高速旋轉,通過螺紋將原料向前推送。在這過程中,螺桿外部的加熱器對原料加熱,使其溫度逐步升高至聚丙烯熔點以上(一般在 180 - 230°C),聚丙烯切片逐漸熔融成為黏流態熔體。螺桿特殊的結構設計,如漸變的螺槽深度和壓縮比,能對熔體施加剪切力,使其進一步混合均勻,并提高熔體溫度均勻性。熔體在螺桿的推動下,被擠出機的機頭壓入熔體管道,此時熔體壓力可達 10 - 20MPa,以穩定流速進入后續環節。
過濾:從擠出機出來的熔體中可能含有未熔融的顆粒、機械雜質等,若不除去會嚴重影響紡絲質量,導致噴頭堵塞、絲條斷頭。因此,熔體進入紡絲泵前需通過精密過濾器。過濾器多采用多層不銹鋼濾網,濾網目數通常在 100 - 500 目之間,具體依產品要求而定。雜質被濾網攔截,清潔的熔體則順利通過,保障紡絲過程的穩定進行。隨著生產進行,濾網上雜質逐漸積累,會增加熔體通過阻力,當壓力差達到設定值時,需及時更換或清洗濾網,以維持正常生產。
計量泵送:經過濾的熔體進入紡絲泵。紡絲泵是高精度計量設備,其齒輪精密嚙合,通過精確控制齒輪轉速,將熔體定量、穩定地輸送至噴絲板。泵的轉速與熔體流量成線性關系,可依據所需絲條規格精確調節,保證各噴絲孔擠出的熔體流量一致,使紡出的絲條粗細均勻。例如,生產較細的 BCF 絲時,泵轉速相對較低,以控制較小的熔體流量;生產較粗絲條時,則提高泵轉速。
噴絲成形:熔體由紡絲泵送至噴絲板,噴絲板是紡絲的核心部件,上面分布著眾多微小噴絲孔,孔的形狀、大小和排列方式決定絲條的截面形狀與纖度。常見噴絲孔為圓形,生產異形纖維時則采用特殊形狀噴絲孔,如三角形、三葉形等。熔體在壓力作用下從噴絲孔擠出,形成細流。剛擠出的熔體細流處于黏流態,在空氣中受冷卻作用,溫度迅速降低,開始固化形成初生纖維。此時纖維強度低,需小心引導,避免斷裂。
拉伸:初生纖維強度低、結晶度低,需拉伸處理提高性能。拉伸在多級拉伸裝置上完成,一般包括預熱拉伸和主拉伸階段。在預熱拉伸區,纖維通過加熱裝置(如熱板、熱輥)被加熱至接近聚丙烯玻璃化轉變溫度(約 100 - 120°C),此時纖維塑性增加,易于拉伸。隨后在主拉伸區,纖維在多組拉伸輥的作用下被逐步拉伸,拉伸倍數通常在 3 - 8 倍之間。拉伸使纖維分子鏈沿纖維軸向取向排列,結晶度提高,從而顯著增強纖維的強度、耐磨性等性能,同時纖維直徑變細,達到所需規格。
加捻(可選):對于某些需要特定性能的丙綸 BCF 產品,拉伸后會進行加捻。加捻通過加捻器實現,使纖維圍繞自身軸線旋轉,纖維間相互纏繞,增加纖維抱合力,提高纖維的整體性與強度,改善其加工性能和織物風格。加捻程度用捻度表示,即單位長度內纖維的捻回數,可根據產品用途調整,如用于織造地毯的丙綸 BCF 絲,會依據地毯的耐用性、手感等要求控制合適捻度。
膨化變形:這是丙綸 BCF 紡絲區別于普通紡絲的關鍵步驟。拉伸或加捻后的纖維進入膨化變形裝置,常見為熱空氣變形法。纖維在高速熱空氣流(溫度一般在 180 - 220°C)作用下,部分纖維發生彎曲、卷曲,形成螺旋狀、波浪狀等三維卷曲形態,賦予纖維膨松性和彈性。熱空氣流速、溫度以及纖維在變形區內的停留時間等參數,對纖維的卷曲效果和膨松度有重要影響,需精確控制以滿足產品性能要求。例如,用于制作保暖織物的丙綸 BCF 絲,需要較高的膨松度和彈性,就要適當調整變形參數。
冷卻定型:經過膨化變形的纖維仍處于高溫、高彈狀態,需冷卻定型以固定卷曲形態和纖維結構。纖維通過冷卻裝置,如冷風通道或水冷裝置,快速降溫至室溫,使纖維內部分子鏈段固定,卷曲形態穩定下來。冷卻過程要均勻、迅速,避免纖維因冷卻不均產生內應力,影響產品質量。冷卻后的纖維還需進行適當的張力調整,以消除加工過程中產生的殘余應力,保證纖維在后續卷繞和使用過程中的穩定性。
卷繞:最后,經過冷卻定型的丙綸 BCF 纖維由卷繞機卷繞成筒子。卷繞機配備精密的張力控制系統和卷繞機構,保證纖維以均勻的張力、穩定的速度纏繞在筒管上,形成緊密、整齊的卷裝。卷繞張力對纖維質量影響很大,張力過大,纖維易被拉斷或產生內應力;張力過小,卷裝松散,影響后續加工。卷繞速度依據纖維規格和生產效率確定,一般在 500 - 1500 米 / 分鐘。卷繞完成的筒子作為成品,經質量檢測合格后,即可包裝入庫,進入后續銷售和應用環節。
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