pla纤维熔融纺丝生产工艺探讨

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1、PLA纤维熔融纺丝生产工艺探讨合成纤维在纺织纤维中所占比重较高，现己广泛应用于工农业生产、服饰、家居等领域，但由于艽原料大都取自石油、煤炭等不可再生资源，.R.使用活难降解，易造成污染，因此，可降解、再屯的“绿色环保”纤维材料成为今后合成纤维研究的方14。近年來，随着聚乳酸(PLA)纤维聚合工艺的局部成熟，它被汄为是最具发展前景的“绿色环保”纤维之一，它異有良好的生物降解性和循环再生性，同时乂具冇芯吸导湿性、良好的抗紫外线性和耐歯性、优良的阻燃性、出色的M弹性及悬爾性。PLA纤维POY—DT技术由

2、于工艺路线简单、成木低、污染小，且常规设备进行适当改造后可以工、Ik化生产，已经成为PLA纤维的一大牛产方向。浙江上虞新天龙化纤冇限公司通过北京中丽POY纺丝线及山西晋中改造的平行牵仲机设备，已成功开发生产了50D、98D系列FLAK丝纤维，较大程度地兑服了FLA可纺性差、易水解、纺丝成形温度窄等技术难题，提高了纤维织物的捫次。本文将结合生产实例对PLA纤维的生产工艺作一定探讨。一、生产实例设备北京中丽POY纺丝试验线，日木汤浅导丝系统，山西晋中改造的平行牵仲机(KV505)。原料美国LargHl

3、Dow公司生产的PLA切片，日木竹木公司生产的POY油剂。工艺PLA切片一T•燥一螺杆挤压一预过滤一纺丝箱〜冷却上油一POY卷绕一热盘拉伸一DT纤维二、工艺探讨1.切片干燥像PET—样，PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。PLA属聚酯类产品，由于K聚合物在活跃和潮況的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解，造成分了人幅下降，从而严$影响成品纤维的品质，因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率«50X10-6)。PLA切片T燥后含水率与T•切片特性粘度的控制尤为S要，因为含水率控制不当引起

4、的分子量损失将给正常的熔融纺丝带來W难。从生产试制55dtex/24fPLA纤维的工艺來看，长丝牛.产要求PLA干切片的含水率最好在30ppm以下。适用的干燥条件为：结晶温度控制在105°C左右，切片经过脉动阀板和两两隔开的结晶热风循环通道的气流；W由氣化铝分了•筛脱湿器和夹套式闭式热窄气干燥;由于其熔点和坡璃化温度较低，干燥温度可控制在120'C左右，千燥吋间6h以上，实现露点温度60°C。而从108dtex/48fPLA纤维的试纺情况來肴，其预结品和干燥温度可比55dtex/24f的略髙3〜4

5、'C,干燥时间可略短。2.熔融纺丝PLA纤维具冇同PET纤维相似的物理特性，不仅具冇高结晶性，还具冇相似的透明性。由于具存高结晶性和高取A性，PLA纤维具有高耐热性和高强度，且无需特殊的设备和操作工艺，应用常规的加工工艺便可进行纺丝。但PLA纤维不同于芳香酯的PET,其熔点175°C（由差示扫描量热DSC法测定）与PET的260°C差距较大，.R熔融纺丝成形较PET困难，主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之M的矛盾。例如可用于纺丝成形的PLA相对分子量达10万左右，但其熔体粘度远髙于PET熔体的

6、粘度。要使PLA在纺丝成形吋具有较好的流动性和可纺性，必须达到一定的纺丝温度，但PLA物料在高温下，尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解，因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄。目前有文献报道“连续共沸除水直接缩聚合成的成纤PLA分子量可达30万以上”，为PLA纤维的品质和可纺性提供了基础。由于PLA聚合物的热稳定性较差，为避免较大量的聚合物热降解，在保证熔体流变性好的情况下，需要设定较低的纺丝温度。从纺丝实例看，冷却区设定为41°C,螺杆各区温度控制在205〜212'C,而联苯加热气相温度

7、控制在210〜21VC为宜（为便于低温控制，必须用低沸点联苯）；从生产实例看，熔体温度宜控制在216"C以内，高于216'C吋，预取向纤维拉仲较为困难，而当该温度较低时，毛丝、断义•严重，生尖困难。同时，在保证均ik和纤维均匀挤出的前提下，可降低预前压力到7.5Mpa，以减少熔体在螺杆的回流，从而减少熔体在高温区的停留时间，减少熔体热降解的程度，进而降低纤维成品质量特别是强度指标的下降。从55dtex/24fPLA纤维的试纺情况来看，其螺杆各区的溫度比108dtex/48f的可略低2〜3°C,而纺

8、丝筘温度低1〜2°C左右。3.纺丝组件由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大Iflj卜'降，表现为切力变稀流动现象。因为在剪切皮力的作用卜，人分子构象发生变化，长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取句，表现出预取向性，从而使体系解缠丼使人分子链彼此分离，导致PLA熔体的表观剪切粘度下降。因此，必须通过加强剪切来降低其表观粘度，进血解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾，实现纺丝的顺利进行。通过试纺比较，发现24f和48f喷丝板在孔径适当降低而长径比同少提商的情况K（小0.2