紡織科學(xué)技術(shù)《滌綸生產(chǎn)考試答案》模擬一、聚酯合成工藝要點1.原料配比控制：精對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）的摩爾比需嚴格控制在1.021.05之間。若PTA過量，會導(dǎo)致酯化反應(yīng)后期酸值偏高，影響縮聚反應(yīng)進度；EG過量則可能增加縮聚階段的乙二醇蒸發(fā)量，需通過真空系統(tǒng)及時移除，否則會抑制縮聚反應(yīng)向高分子量方向進行。實際生產(chǎn)中，需通過在線滴定或近紅外光譜儀實時監(jiān)測漿料的酸值，調(diào)整原料補加量。2.酯化反應(yīng)條件：第一酯化釜溫度控制在250260℃，壓力0.10.3MPa（表壓），停留時間23小時；第二酯化釜溫度略高于第一釜（255265℃），壓力降至0.050.1MPa，以促進低聚物提供。反應(yīng)過程中，水和乙二醇的共沸物通過塔頂冷凝器分離，水排出系統(tǒng)，乙二醇回流至釜內(nèi)以維持物料平衡。酯化率需達到95%以上，否則縮聚階段會因端羧基（COOH）含量過高（＞30mol/t）導(dǎo)致聚酯熱穩(wěn)定性下降，紡絲時易發(fā)生熱降解。3.縮聚反應(yīng)控制：預(yù)縮聚階段溫度270275℃，真空度逐步降至15kPa，停留時間11.5小時，使低聚物特性粘度（IV）從0.25dL/g提升至0.45dL/g；終縮聚階段溫度275285℃，真空度＜100Pa（絕對壓力），停留時間23小時，最終IV達到0.620.68dL/g（常規(guī)紡絲級切片）?？s聚催化劑通常選用三氧化二銻（Sb?O?），添加量200300ppm，需避免過量（＞400ppm）導(dǎo)致切片色澤發(fā)黃（銻催化副反應(yīng)提供發(fā)色基團）。4.熔體輸送與鑄帶切粒：終縮聚熔體通過齒輪泵輸送至鑄帶機，熔體管道溫度需比終縮聚溫度低510℃（270280℃），避免長時間高溫導(dǎo)致熱降解。鑄帶水溫度控制在2535℃，水溫過低會使切片表面產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，過高則冷卻不充分導(dǎo)致粘連。切粒機轉(zhuǎn)速與熔體流量匹配，切片尺寸需均勻（長2.53.5mm，寬2.03.0mm，厚1.52.5mm），否則干燥時易出現(xiàn)“架橋”或含水率不均。二、熔體紡絲工藝參數(shù)1.切片干燥：紡前切片需經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓干燥或填充干燥塔干燥，干燥溫度160180℃，停留時間812小時，使含水率＜30ppm（質(zhì)量分數(shù)）。若含水率過高（＞50ppm），熔體在螺桿中會發(fā)生水解反應(yīng)（COO+H?O→COOH+OH），導(dǎo)致IV下降（每增加10ppm水，IV約降低0.01dL/g），纖維強度降低。干燥過程中需控制露點＜60℃的干空氣循環(huán)，避免外界濕氣侵入。2.螺桿擠出：螺桿各區(qū)溫度設(shè)置為：進料段260270℃（防止切片過早熔融堵塞進料口），壓縮段275285℃（促進熔體均勻塑化），計量段280290℃（確保熔體流動性）。螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)紡絲產(chǎn)量調(diào)整（常規(guī)POY產(chǎn)量100200kg/位·h時，轉(zhuǎn)速3060rpm），需避免轉(zhuǎn)速過高導(dǎo)致熔體剪切速率過大（＞1000s?1），產(chǎn)生剪切發(fā)熱（熔體溫度升高1015℃），引發(fā)熱降解，使熔體色相b值升高（＞5）。3.紡絲組件：噴絲板孔徑0.200.30mm（常規(guī)POY），孔數(shù)根據(jù)絲束規(guī)格調(diào)整（如150D/48f孔數(shù)48，孔徑0.25mm）。組件過濾層由金屬砂（粒徑0.20.8mm）和燒結(jié)網(wǎng)（精度2040μm）組成，過濾壓力需控制在815MPa（新組件），當(dāng)壓力超過20MPa時需更換組件，否則會因熔體滯留時間過長（＞30分鐘）導(dǎo)致降解。紡絲箱體溫度比螺桿計量段低510℃（275285℃），確保熔體在組件中溫度均勻，避免局部過熱。4.側(cè)吹風(fēng)冷卻：冷卻風(fēng)溫1825℃，風(fēng)速0.30.6m/s（POY），濕度6070%。風(fēng)速過低會導(dǎo)致絲條冷卻不充分，卷繞時粘連；風(fēng)速過高則絲條抖動加劇，斷頭率上升。風(fēng)窗高度1.21.8m，風(fēng)場均勻性需控制在±5%以內(nèi)（通過風(fēng)速儀多點檢測），否則會造成單絲間冷卻差異，導(dǎo)致染色不勻（CV值＞3%）。三、后加工（POY→DTY）關(guān)鍵工藝1.拉伸工藝：拉伸倍數(shù)（DR）=卷繞速度（V2）/喂入速度（V1），常規(guī)DTYDR=1.51.8倍。拉伸溫度由第一熱箱（H1）控制，溫度范圍180220℃（接觸式熱輥）或160200℃（非接觸式熱箱）。溫度過低時，分子鏈未充分解取向，拉伸應(yīng)力大（＞0.3cN/dtex），易斷頭；溫度過高則纖維表面易熔結(jié)，染色時出現(xiàn)“僵絲”。拉伸點需控制在H1出口后1020cm處（通過調(diào)整V1、V2和H1溫度），避免拉伸點過于靠近熱箱導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。2.假捻變形：采用摩擦盤式假捻器（通常68盤），盤片材質(zhì)為聚氨酯或陶瓷。摩擦盤轉(zhuǎn)速（V3）與卷繞速度（V2）的速比（D/Y比）=V3/V2，常規(guī)DTYD/Y比1.52.0。D/Y比過小，加捻不充分，卷曲度低（＜20%）；過大則摩擦生熱增加（絲溫＞200℃），纖維發(fā)黃。假捻器冷卻板溫度控制在6080℃，過低會導(dǎo)致解捻不徹底，殘留扭矩大（＞5圈/m）；過高則絲條冷卻不足，定型效果差。3.熱定型（第二熱箱H2）：溫度160190℃（低于H1），停留時間0.10.3秒。熱定型的目的是消除拉伸后的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定卷曲結(jié)構(gòu)。溫度過低，收縮率高（干熱收縮率＞12%）；過高則纖維強度損失大（強度保留率＜80%）。定型后的絲條需通過冷卻板（2030℃）快速冷卻，防止卷曲松弛。四、質(zhì)量控制與常見問題分析1.纖維強度（cN/dtex）：常規(guī)DTY強度需＞3.5cN/dtex，影響因素包括：聚酯切片IV值：IV每降低0.01dL/g，強度約下降0.15cN/dtex（需控制IV≥0.62dL/g）。拉伸倍數(shù)：DR不足（＜1.5）時，分子鏈取向不充分；DR過大（＞1.9）則超過纖維斷裂伸長率（常規(guī)POY斷裂伸長率120160%），導(dǎo)致強度下降。熱定型溫度：H2溫度過高（＞190℃）會導(dǎo)致分子鏈過度結(jié)晶，脆性增加，強度降低。2.斷裂伸長率（%）：DTY斷裂伸長率通?？刂圃?545%，若過高（＞50%），可能是拉伸倍數(shù)不足或H1溫度過低；若過低（＜20%），可能是DR過大或H2溫度過高（結(jié)晶度＞45%）。3.染色均勻性（ΔE）：ΔE需＜1.5（用測色儀檢測），常見問題原因：冷卻風(fēng)場不均：單絲冷卻速度差異導(dǎo)致結(jié)晶度CV值＞2%，染色時吸色率不同。拉伸點波動：拉伸點位置變化（±5cm）會導(dǎo)致單絲取向度不一致，染色深度差異。油劑附著不均：油劑含量CV值＞5%（常規(guī)0.81.2%），會影響纖維表面親水性，導(dǎo)致染料吸附差異。4.斷頭率控制：正常生產(chǎn)中斷頭率應(yīng)＜0.5次/位·h，常見斷頭原因及解決措施：熔體溫度異常：溫度過低（＜275℃）熔體粘度高（＞1000Pa·s），出絲不暢；過高（＞290℃）則熱降解嚴重，熔體強度下降。需定期校準溫控儀表（誤差＜±2℃）。噴絲孔堵塞：因熔體過濾不徹底（過濾精度＞40μm）或組件使用時間過長（＞20天），導(dǎo)致孔口毛邊。需定期更換組件，并用激光檢測儀檢查噴絲孔圓度（橢圓度＜5%）。導(dǎo)絲器磨損：導(dǎo)絲器表面粗糙度＞0.2μm時，絲條摩擦系數(shù)增大（μ＞0.3），易起毛斷頭。需每周檢查導(dǎo)絲器，用酒精清潔后更換磨損件。五、設(shè)備維護要點1.螺桿擠出機：每月檢查螺桿與機筒間隙（常規(guī)0.30.5mm），間隙過大（＞0.8mm）會導(dǎo)致熔體返流量增加（漏流率＞10%），產(chǎn)量波動。2.卷繞機：每周校準卷繞頭同步電機轉(zhuǎn)速（誤差＜±0.1%），確保絲餅成型良好（端面凸度＜5mm）。槽筒溝槽磨損深度＞0.2mm時需更換，避免絲條跑偏。3.熱箱：每季度清理熱箱內(nèi)壁結(jié)焦物（主要成分為齊聚物），結(jié)焦層厚度＞1mm會導(dǎo)致傳熱效率下降（溫差＞±5℃），影響纖維熱定型效果。六、安全與環(huán)保1.熔體泄漏防護：紡絲組件密封墊需使用金屬纏繞墊（耐溫＞300℃），定期檢查法蘭螺栓扭矩（150200N·m），防止