1、62 引言PA66 是在工业和民用都广泛应用的高性能纤维，OC（CH2）4CONH（CH2）6NHn 为其主要分子形式。常见纤度范围 8002200de 的 PA66 工业丝作为一种高强、耐磨纤维，多年来广泛应用于轮胎、绳索、传输带等；纤度范围 50300de 的细旦 PA66 高强丝近年来需求增加，这种纤维也是聚己二酰己二胺通过多级拉伸得到的，断裂强度在 7.59.0cn/dtex，由于其强度高、高耐磨等特性，近年来也有大量需求应用在户外服布、翼装、伞用、安全绳带等。纤度范围在 50300de 细旦 PA66高强丝因为大多直接做面料，具有较高染色要求。它由尼龙 66 民用切片（相对粘度 40
2、-45）经过干燥增粘（相对粘度 60-65）、熔融纺丝、多级拉伸定型等过程生产。文章以纤度范围50300de 的典型品种：150de/36f 的细旦尼龙 66 高强丝生产为例，分析尼龙66 细旦高强丝的设备特点和生产工艺条件及影响因素。1 生产工艺条件1.1 原料（1）切片参数相对粘度（甲酸法）：605；熔点：（2573.0）；干切片含水率：0.05。（2）油剂竹本 F7152(PA66)。1.2 设备（1）纺丝设备为螺杆、箱体、熔体管路、组件、缓冷器、侧吹风、上油系统，北京中丽制机工程技术有限公司。（2）牵伸设备为 HGR0(喂入辊)、SR0(喂入分丝辊)、HGR1(1 热对辊)、HGR2(
3、2 热对辊)、HGR3(3 热对辊)、HGR4(4 热对辊)、HGR5(5 热对辊)，北京中丽制机工程技术有限公司。（4）网络器，德国 RPE 公司。（5）卷绕机为iBWA40G-1200/4，北京中丽制机工程技术有限公司。1.3 生产流程PA66 生产先后经过：PA66 民用切片干燥（氮气）螺杆熔体管道（可拆卸）纺丝箱（可拆卸）组件喷丝板 缓冷器 侧吹风 双面上油 喂入辊组 第一牵伸热辊组 第二热牵伸辊组 第三热牵伸辊组 第四热定型牵伸辊组 第四热定型牵伸辊组 网络器 卷绕机。干燥增粘是正常生产的先决条件；螺杆采用耐腐蚀双金属材质；组件使用下装杯型组件；缓冷器可以有效防止丝束骤冷效应；采用一
4、喂入辊组+五热PA66 细旦高强丝设备、工艺讨论分析摘要:PA66 细旦高强丝具有高强、耐磨、尺寸稳定、耐疲劳等特点，广泛应用于特殊用途的户外布、安全布、安全绳、带等。以生产 150de/36f 为例，从生产流程、关键设备点、重点工艺控制条件、产品品质的影响点等，探讨PA66 细旦高强丝的生产设备特点和工艺特点。关键词:PA66；细旦高强丝；设备中图分类号:Q340.5，TQ340.64文献标志码:A文章编号:1003-1308（2023）7-0062-03张井东(浙江汇隆新材料股份有限公司,浙江 湖州 313213)63辊组牵伸系统，以保证纤维强伸等物理性能；卷绕机采用主动摩擦辊精密卷绕方式
5、。1.4 检测设备（1）测长仪：常纺仪 YG080 型（2）强伸仪：常纺仪 YG082B 型（3）微量水分仪：常纺仪 SF 型（4）干 热 收 缩 仪：德 国TestriteMK31.5 主要工艺参数(见表 1)1.6 物理指标(见表 2)2 设备系统分析细旦 PA66 高强丝，由民用（有严格染色要求）PA66切片，经过干燥增粘，螺杆挤压机熔融均化，熔体管路输送，箱体保温，计量泵计量，组件喷丝板喷丝形成丝束，再经过缓冷器、侧吹风冷却，双油嘴均匀上油，牵伸系统拉伸定型，网络器网络后，进入卷绕机卷绕成型。细旦 PA66 高强丝由于染色要求较高，一般使用民用丝切片相对粘度 45左右，增粘到相对粘度
6、60 左右。PA66干燥增粘系统，采用氮气介质循环，通过冷却水除湿，切片在循环热风长时间作用下，分子链加长均化，分子链分布趋于集中，适合高强牵伸。细旦 PA66 高强丝用螺杆采用双金属材质，提高螺杆工作面的耐腐蚀性，同时螺杆各区加装风机冷却系统，通过螺杆不同区加热输送、压缩、均化、计量，并在机头建立一定的压力(一般不超过 20MPa)。螺杆挤压机采用分段加热和独立的控制系统，同时加装风扇防止超温，螺杆进料口采用水冷却，防止切片粘结。压力均匀的 PA66 熔体，通过高精度计量泵计量熔体送到每个组件。气相热媒蒸汽循环系统为挤出头、熔体管路、箱体供热保温，确保箱体等均匀受热。箱体下部有缓冷器缓慢冷却
7、丝束，防止皮芯效应对牵伸带来的不利影响。细旦 PA66 高强丝丝束出缓冷器后，由侧吹风进行均匀冷却。经过均匀冷却的丝条束再经过油嘴双面上油装置，给丝束进行上油，增加纤维的抱合力，提高纤维的抗静电性能，减少纤维与设备间的摩擦力，提高纤维的牵伸性能。细旦 PA66 高强丝丝束牵伸一般经过多级拉伸定型，使纤维得到较高的强力。上油均匀的丝束进入喂入辊，在第一热辊组(GR1)与第二热辊组(GR2)间形成一级拉伸；第二热辊组(GR2)与第三热辊组(GR3)间形成二级拉伸；进入第四热辊组(GR4)形成一次紧张热定型，进入第五热辊组(GR5)形成一次松弛热定型。再经过网络器得到符合要求的网络度，最后卷绕头进行
8、收卷成型，得到成品纤维。3 工艺控制分析3.1干燥增粘系统控制及影响细旦高强 PA66 纤维生产，需要使用染色要求较高、端氨基 40 左右相对稳定的民用丝切片（相对粘度 45），切片进入干燥增粘系统干燥增粘，在氮气环境条件下，采用热风大风量干燥增粘，冷冻水除湿，经过 3040h，150 160热氮气干燥，干切片含水率小于 300450ppm，干切片相对粘度增加到 60 左右。此时干切片分子链均匀加长，分子量分布稳定集中。现有技术条件下，细旦高强 PA66纤维用切片必须通过干燥系统干燥增粘。相对粘度和含水率对纺丝有重要影响，含水率过多，会引起飘丝断头增多等负面影响；含水率太低，熔化状态下熔体不均
9、匀增粘，同样引起断头增多。增粘后的切片分子链增加，相对粘度提高（60 左右）是做高强度纤维的先决条件。3.2 螺杆控制及影响细旦高强 PA66 纤维用切片粘度较项目规格干切片含水率(%)干切片相对粘度侧吹风风速(m/s)喂入速度(m/min)一辊 GR1 速度(m/min)一辊温度()二辊 GR2 速度(m/min)二辊温度()三辊 GR3速度(m/min)三辊温度()四辊 GR4速度(m/min)四辊温度()五辊 GR5速度(m/min)五辊 GR5温度()卷绕速度(m/min)参数150de/36f0.05630.43771789602881135312619533101953297123
10、3230表 1 主要工艺参数检测项目纤度(de)纤度CV(%)断裂伸长率(%)低负荷伸长率(%)断裂强度(cN/dtex)干热收缩率(190,2min)含油率(%)检测值150.00.6715.118.58.35.91.1表 2 物理指标举例(参考)64 大，扭力大，很容易摩擦超温，所以在螺杆带各区设置独立降温风扇，可按工艺要求控制温度。PA66 熔体含有酰胺键，具有一定的金属腐蚀性，螺杆采用双金属耐腐蚀螺杆。螺杆加热区温度一般由高到低设定，也可以采用弧形设定（前段低，中间高，后端低）。这样控制熔体更加均匀，便于正常纺丝。3.3 熔体管路、箱体及对应热媒系统控制及影响出螺杆挤出头后的熔体，经过
11、熔体管路等距离送到每个计量泵，这样每个泵入口熔体停留时间相同，这时生产每束丝的粘度变化一致，品质相同。PA66 熔融状态，长时间后会有结焦物管壁堆积，特别是缓慢升降温过程中，根据工艺控制差异十几个月或更长时间后，会造成纺丝困难，只能通过高温煅烧方式清洁掉结焦物，重新生产。因此熔体管路、纺丝箱多采取可拆卸煅烧式。细旦高强 PA66 纤维用切片粘度较大、熔点高，一般熔体温度控制在295305左右，可以保证正常纺丝。热媒系统给整个熔体通路各段保温加热，热媒温度过高，熔体均匀稳定性下降，喷丝板粘板，飘丝断头增多。热媒温度过低，熔体熔融不充分，喷丝板面温度低，硬头丝多，断头增多。3.4 组件、喷丝板工艺
12、控制及影响生产细旦高强 PA66 纤维，组件是熔体形成纤维的关键部分，合理的组件结构设计可以确保熔体分配均匀，等速流出，这样纤维品质均匀一致。熔体进入组件，产生背压，在合适的压力推动下，熔体从喷丝板孔以一定的出丝速度喷出形成纤维。使用下装杯型自密封组件，可以很好防止烟囱效应造成的单体污染和组件温度下降。一般控制在组件压力13.016.0mpa，这样丝条初生纤维稳定，便于纺制。组件压力过高，高压剪切下，熔体实际温度相对设定值较高，引起不必要的飘丝、断头；组件压力过低，出丝动能不足，飘丝、断头同样增加。喷丝板位于组件出丝面，是生成纤维的部分，均匀熔体流过喷丝板出丝孔，在强大的剪切作用下，形成具有一
13、定速度的初生纤维，剪切速率一般控制在 8000120001/s，喷头拉伸控制在 100。3.5 吹风冷却工艺控制及影响生产细旦高强 PA66 纤维，需要充分均匀冷却，因为细旦高强 PA66丝 dpf 一般为 36dpf 左右，因为纤维粗，需要加装缓冷器解决骤冷问题，确保纤维均匀冷却结晶，防止皮芯效应对牵伸的不利影响。因此无风区宽度100150mm，电加热缓冷器，给丝束提供保温，缓慢冷却，减缓结晶速度，防止骤冷。风温控制在 18 22，风速 0.40.7m/s。PA66 初生纤维冷却降温过程，和其他聚酰胺类尼龙制品一样会有少量单体析出，需要抽单体系统抽出单体，以保证正常纺丝。3.6 牵伸定型工艺
14、分析及影响经过冷却均匀上油后的纤维束，进入牵伸系统牵伸，得到高强力高品质的优质纤维。生产细旦高强 PA66 纤维，牵伸系统一般采用：一组喂入辊+五组热辊牵伸系统，根据不同强度要求，在第四、第五热辊组后设出丝位，进入网络和卷绕机。GR0 和 GR1 之间为预牵伸，使丝束稳定送入主牵伸过程；GR1 和 GR2 之间为主牵伸，拉伸比一般在 3.04.0 倍，使丝束充分取向热定型。各辊温度在牵伸定型过程中也是至关重要的。喂入辊是冷辊不加热，起到导向作用；一热辊温度控制较低，高于PA66 软化段，二热辊温度较高，起到牵伸定型作用；三热辊温度更高，使纤维充分定型；四热辊温度降低，使丝束自然解取向，释放过高
15、应力。通过多级牵伸，PA66 纤维得到高强度和高品质，通过网络器网络，就能卷装成型。3.7 卷绕控制分析及影响牵伸后的锦纶 66 丝，单丝 dpf 较大、扭矩大、张力大，通过高精密的卷绕机卷装成型。为了良好卷绕成型，卷绕张力 T3 不能太大，太大丝饼容易鼓肚；接触压力同样是丝饼成型的一个关键点，太大丝饼也会鼓肚，太小丝饼很松散不利于织造等后加工，通过这些设备工艺条件，保证卷装优异。4 总结生产细旦高强 PA66 纤维，干燥增粘是先决条件。需要双金属材质 PA66专用螺杆；各区需要风扇自动控温；使用下装组件，可以很好防止烟囱效应造成的单体污染和组件温度下降；缓冷器可以有效防止丝束骤冷效应。采用一喂入辊组+五热辊组牵伸系统，保证纤维强伸等物理性能。卷绕机采用主动摩擦辊精密卷绕方式，控制合理的卷绕 T3 张力，接触压力保证丝饼卷装成型优异。【参考文献】1武冰，康伟峰，李新，等.锦纶 66高强力工业丝的生产工艺J.橡胶工业，2004,51（7）：432-433.
