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睛纶湿纺低温拉伸试验

期刊:兰化科技

《兰化科技》期刊于某年某月刊登了王晓玲(兰州化学工业公司化纤厂)的研究论文《腈纶湿纺低温拉伸试验》。该研究针对青海格尔木市高海拔地区沸点温度低(80-85℃)的特殊环境条件,探索了腈纶初生纤维在低温水浴条件下进行集束拉伸的可行性,为青海化纤厂的生产工艺提供了重要依据。

研究背景

传统腈纶湿纺工艺中,沸水拉伸温度需维持在95℃以上,最低不得低于90℃。然而,青海格尔木市海拔约2800米,当地水的沸点仅为80-85℃。这一自然条件对常规生产工艺提出了挑战。为解决这一问题,研究团队在兰化公司化纤厂的转向纺丝生产线上进行了低温拉伸试验,旨在验证低温环境下纤维的可拉伸性及其对成品质量的影响。

研究方法

研究采用三段式热水浴集束拉伸工艺,具体流程如下:
1. 初生纤维制备:使用常规湿法纺丝工艺制备腈纶初生纤维,纺丝速度分别为60、70、80 m/min。
2. 预热处理:纤维首先通过预热浴(温度设定为60-70℃),以软化纤维并减少后续拉伸的形变阻力。
3. 一段拉伸:在温度为70-85℃的热水浴中进行第一段拉伸,拉伸倍数根据纺速调整。
4. 二段拉伸:在温度稍高的热水浴(80-90℃)中完成第二段拉伸,进一步优化纤维取向结构。
5. 性能测试:对拉伸后的纤维进行纤度(线密度)、断裂强度、伸长率、收缩率等物理机械性能测试,并与常规工艺(95℃拉伸)的纤维进行对比。

试验中特别关注了低温条件下纤维的形变行为,记录了毛丝、缠辊等现象,并测定了拉伸功耗,以评估工艺稳定性。

主要结果

  1. 纤维质量指标

    • 在80-85℃的拉伸温度下,纤维的纤度偏差、断裂强度和伸长率与常规工艺(95℃)相比无显著差异,表明低温拉伸工艺可行。
    • 当温度降至75℃时,纤维出现拉伸不均现象,纤度上升,强度下降,同时毛丝和缠辊问题增多。
  2. 可拉伸性

    • 低温拉伸的功耗随温度降低而增加,尤其在75℃时,纤维的形变阻力显著增大,导致可拉伸性恶化。
    • 二段拉伸的温度对纤维质量影响较小,因其主要承担应力松弛功能,而非主要取向过程。
  3. 其他现象

    • 低温拉伸的纤维手感较硬,主要归因于纤维截面积增大和卷曲效果下降。
    • 粉末丝问题与喷丝头组件漏胶有关,经工艺调整后得到改善。

结论与意义

研究表明,在沸点温度为80-85℃的高海拔地区,腈纶湿纺工艺可通过调整预热温度和拉伸倍数实现稳定生产,纤维质量指标可控。尽管低温拉伸可能导致手感稍差,但通过优化其他工艺参数(如纺速、拉伸比)可弥补这一缺陷。该成果为特殊环境下的化纤生产提供了技术依据,具有显著的工程应用价值。

研究亮点

  1. 创新性工艺验证:首次系统研究了腈纶在80-85℃低温水浴中的拉伸行为,填补了高海拔地区化纤生产工艺的空白。
  2. 分段拉伸机制的解析:明确了二段拉伸的核心作用是应力松弛,而非主要取向,为工艺优化提供了理论支持。
  3. 工程指导意义:直接服务于青海化纤厂的实际生产需求,体现了产学研结合的实践价值。

其他发现

研究还指出,纤维的收缩率异常与烘干机温度控制有关,而与拉伸温度无直接关联。这一发现提示生产过程中需综合调控多环节参数以确保质量稳定性。

(注:原文中部分数据表格及图示未完全呈现,但核心结论已通过文本分析提炼。)

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