PA6/PET皮芯型高强丝的生产实践

谭平乃

随着社会的进步和人们生活水平的提高，消费者对纺织产品的功能性和附加值要求越来越高。为适应这种市场需求，江苏鑫博高分子材料股份有限公司利用北京中丽制机工程技术有限公司生产的纺丝设备研制了PA6/PET皮芯型高强丝。传统PA6纤维具有强度高，耐疲劳、耐冲击性好，与橡胶粘合能力强的优点，但其分子链的柔性大，模量较低。为了提高产品的模量，本项目将大分子刚性较大的PET与PA6复合纺丝，以PA6作皮、PET作芯，生产出PA6/PET皮芯型高强丝，该产品不仅与橡胶粘合牢固，模量较高，且产品的生产成本低，具有较好的经济效益。

1 纺丝设备

1.1 设备参数（表 1）

1.2 设备设计要求

1.2.1 熔体管路及纺丝箱（图 1）

PA6/PET复合丝纺丝箱采用三箱结构 —— PA6纺丝箱、PET纺丝箱和纺丝组件箱，三箱温度可单独设定；为了保证熔体输送过程中黏度和温度均匀，熔体管道各级管路的剪切速率均为10 s-1左右。

1.2.2 PA6/PET复合丝牵伸卷绕设备（图 2）

牵伸设备采用喂入冷辊+4 组热辊的形式，GR0表面镀镜面铬；SR0表面镀毛面铬，Ra=1.5 ～ 1.8；4 组辊表面镀陶瓷，Ra=2.0 ～ 2.5。

2 生产工艺

2.1 原料

PA6切片生产厂家：巴陵石化公司，切片特性黏度（3.5±0.05）dL/g（96% H2SO4）；萃取物含量≤0.6%；含水量≤0.05%。PET切片生产厂家：联新（ 开平 ）高性能纤维有限公司，切片特性黏度1.2 dL/g。

2.2 纺丝油剂

松本（Matsumoto）6551（原油型）。

2.3 生产流程

PA6切片干燥→PA6挤压机→PA6箱体

PET切片干燥→PET挤压机→PET箱体 →主箱体→复合纺丝组件→缓冷器→单体抽吸→侧吹风→油嘴上油→预网络器→GR0→GR1→GR2→GR3→ GR4→网络器→卷绕机。

2.4 主要工艺参数（表 2）

3 结果与讨论

3.1 复合比

PA6/PET复合纺丝中，当两组分质量比为50/50时，生产较稳定；当增加PA6组分比例时，纤维强力有所增加，但纤维的断丝率也会上升；增加PET组分比例时，纤维的强力有所降低，但由于PET较PA6便宜，因此生产成本会相应下降。

3.2 牵伸比

随牵伸比的增加，纤维的整体取向、各组分结晶度均有所增加，复合纤维的强度增加，GR0与GR1的速度差对纤维起张紧作用；GR1的作用是将丝条加热到玻璃化温度，其温度通常为88 ℃左右；GR2与GR1之间进行第一步拉伸，目的是使大分子链沿着拉伸方向定向排列，通常拉伸比为2.5 ～ 3.5倍；GR3与GR2之间进行第二步拉伸，目的是使大分子进一步取向，由于经过第一次拉伸后纤维的整体取向、各组分结晶度均有所增加，热辊温度需进一步提高，以减小拉伸应力，GR2的温度通常为125 ～ 135 ℃，GR3与GR2拉伸比为1.2 ～ 1.4倍；GR3的作用是使高度取向的复合纤维大分子结晶，GR3温度通常为215 ℃左右。PA6/PET复合纤维经过两级拉伸，拉伸温度逐步提高，纤维可获得较大的拉伸比，有利于提高纤维的强力，GR4对纤维起定形作用，温度通常控制在190 ℃左右。

3.3 卷绕张力

卷绕力张力过大，会造成纸管变形，丝饼无法从卷绕机中退出；张力过小，丝条在热辊上游动，容易产生并丝断头，通常卷绕张力控制在0.2 ～ 0.3 cN/dtex之间。

3.4 纺丝温度

对于同种聚合物，表观黏度越大，流动性能越差。纺丝温度的设定原则是尽量保证两种组分从同一喷丝孔内挤出时有相同的流动状态，PET采用高温熔融、低温纺丝；PA6采用低温熔融、高温纺丝，尽管两种组分在箱体内温度差异较大，但两种组分进入同一个复合组件时发生热交换，PET组分的温度降低，PA6组分的温度升高，温度差亦有逐渐缩小的趋势，当PET与PA6两种组分挤出黏度不同时，在喷丝板处接触过程中，会因局部快速传热和相互挤压而出现弯头角，引起粘板、注头等现象。弯头角的大小与两种组分的黏度差异有关，黏度差异越大弯头角越严重。在纺丝生产中可以通过调整双螺杆温度来改变两种组分的黏度，使其达到黏度相近。

4 结论

用PA6/PET复合纤维设备成功纺制了167 dtex/24 f双组分纤维，原丝的强力高、模量大，与橡胶的亲和力好，生产成本低，设备运行可靠，工艺软件合理，可以生产出高品质的PA6/PET皮芯型高强丝。

参考文献

[1] 石红星，徐玉和. PA6/PET皮芯型仿锦纶FDY工艺探讨[J]. 化纤与纺织技术，2007（3）：1-3.

[2] 张明成. 锦纶6 FDY分纤母丝纺丝工艺对产品质量影响的探讨[J].纺织机械，2015（8）：76-79.

[3] 张明成， 陈立军. 涤纶和锦纶6 FDY分纤母丝通用型设备配置与工艺探讨[J]. 纺织机械，2015（9）：74-76.