熔體紡絲的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)1.熔體紡絲線上的直徑變化和速度分布對穩(wěn)態(tài)紡絲(且忽略各參數(shù)在絲條截面上的分布):ρxAxVx=常數(shù)ρxdx：Vx?(x)=dVxdx拉伸應(yīng)變速率軸向速度梯度根據(jù)?的不同，紡絲線可分成三個區(qū)域:擠出脹大區(qū):體積膨化，沿紡程Vx減小,

d=dmax時，

形變（細(xì)化）區(qū)：50-150cm

Ⅱa

：

Ⅱb：固化絲條運(yùn)動區(qū)：Vx=K，d=K

圖聚合物在等溫紡絲條件下的平均軸向分布拉伸應(yīng)變速率變化1一PA62一PET3一聚苯乙烯圖

紡絲過程中拉伸應(yīng)變速率分布的示意圖

噴絲頭拉伸比=VL/V0增大，脹大比下降x＜10mmⅡ區(qū)的?出現(xiàn)極大值，是熔體細(xì)流向初生纖維轉(zhuǎn)化的重要過渡階段，是發(fā)生拉伸流動和形成纖維最初結(jié)構(gòu)的主要區(qū)域，因此是紡絲成形過程最重要的區(qū)域。Ⅱa:拉伸流動的主要區(qū)域,對纖維的均勻性影響很大.Ⅱb：結(jié)構(gòu)形成的主要區(qū)域，拉伸流動取向↑;如果VL很大,可能發(fā)生大分子結(jié)晶Ⅲ區(qū)中纖維的初生結(jié)構(gòu)繼續(xù)完成:拉伸形變?nèi)∠颉?；結(jié)晶；形態(tài)結(jié)構(gòu)形成。（1）熔體紡絲線上的力平衡分析從噴絲頭(x=0)到離噴絲頭x處的一段紡絲線(上脫離體)：Fr(x)=Fr(0)+Fs+Fi+Ff-Fg2.熔體紡絲線上的力平衡及應(yīng)力分布Fr（x）——在x=X處絲條所受到的流變阻力；Fr（0）——細(xì)流在噴絲孔出口處作軸向拉伸流動時所克服的流變阻力;Fs——紡絲線在紡程中需克服的表面張力；Fi——使紡絲線作軸向加速運(yùn)動所需克服圖紡絲線軸向受力示意圖

的慣性力；Ff——空氣對運(yùn)動著的紡絲線表面所產(chǎn)生的摩擦阻力；Fg——重力場對紡絲線的作用力。Fp（卷繞張力）+Fg=Fr+Fs+Fi+FfFr(ext)=Fr(L)=Fp小結(jié)絲條的重力和表面張力都很小，可忽略不計，其它三項(xiàng)阻力Ff、Fi

和Fr（0）隨著卷繞速度VL而增大，總張力中主要是空氣摩擦阻力的貢獻(xiàn)。

對于常規(guī)熔紡，F(xiàn)i

和Ff起是流變力的主要貢獻(xiàn)者。圖PA66在紡速6600m/min時計算的受力分布3.熔體紡絲線上的傳熱及溫度分布

運(yùn)動絲條和環(huán)境介質(zhì)間的傳熱:(1)絲條內(nèi)部(0<r<R):傳導(dǎo)

(2)從絲條表面到環(huán)境介質(zhì):主要為對流傳熱，還有很小一部分為熱輻射。在紡絲線上有軸向溫度場（T-X）徑向的溫度場（T-r）研究熔體紡絲中傳熱問題的主要任務(wù)，就是找出任何時刻紡絲線上的溫度分布情況，即軸向溫度場和徑向溫度場。冷卻長度Lk:噴絲板至固化點(diǎn)距離結(jié)論絲條軸向溫度梯度隨傳熱系數(shù)的增大和熔體擠出量的減少而變大；冷卻長度Lk（從噴絲板至絲條固化點(diǎn)間的距離）主要受冷卻吹風(fēng)對絲條的傳熱系數(shù)α*的影響；在橫吹風(fēng)時（Vx=0，Vy=a）的傳熱系數(shù)為縱向吹風(fēng)（Vx=a，Vy=0）時的兩倍；在紡絲線上絲條冷卻的控制因素是變化的，在上段紡絲線，冷卻過程受冷卻吹風(fēng)速度Vy控制，在下段紡絲線，冷卻過程決定于絲條速度