Platinum/rhodium Alloy Bushing for Drawing Glass Fibers in Centrifugal-spinneret-blow Process

In this paper,glass fibers were prepared by centrifugal-spinneret-blow(CSB) process.The molten glass got different flow rate from 390 kg/h to 270 kg/h by adjusting the electric current of platinum/10 rhodium alloy bushing.The diameter and microstructure of glass fibers have been investigated by scanning electron microscopy(SEM) and vertical optical microscope(VOM).The results indicated that the flow rate of molten glass was proportional to the diameter of glass fibers when the molten glass got main flow rate of 330 kg/h.The lower the flow rate was,the finer the average diameter was.

Effects of spinneret structure on poly-ether-ether-ketone fibers by screw extrusion

According to the characters of poly-ether-ether-ketone (PEEK) plastic, the spinnerets with three kinds of different structure were designed. The effects of spinneret structure on the melt spinning conditions, melt flow instability of the screw extrusion, and the performance of PEEK fibers were studied. The results show that the appropriate screw extrusion temperature is 370 385℃. The PEEK fibers extruded using the spinnerets with L/D=6, 8holes and 0.5mm in diameter have better performances. The performances of PEEK fibers are related to the dia- meter of the spinneret hole. Increasing the L/D value of the spinnerets can not always improve the surface quality and the performances of PEEK fibers. The extrusion pressure is about 50% of that of the spinneret with 12holes and 0.3mm in diameter.

气流辅助的静电纺丝技术研究进展

近年来,通过引入外部气流来增强静电纺使纳米纤维生产能力取得了显著进展,气流辅助不仅提高了静电纺丝效率,还改善了纤维的取向、堆积密度甚至形貌,已逐渐发展成为一种先进的纳米纤维制造方法。不同的气流施加方式,对静电纺丝过程具有不同的效果,结合不同的静电纺丝模式,使其展示独特优势,从而极大地丰富了静电纺丝技术。综述了气流辅助静电纺丝技术的研究进展,包括其基本原理、发展历程,讨论了具有代表性的气流辅助静电纺丝装置,如气流辅助的针型静电纺丝、气流辅助的无针静电纺丝、离心静电纺丝主要参数和理论模拟。对气流辅助静电纺丝技术存在的问题以及未来研究发展进行了展望。

干喷湿纺制备中空纤维膜的喷丝头结构优化模拟

在干喷湿纺法制备中空纤维膜的过程中,喷丝头作为关键的纺丝组件之一,其尺寸及内部几何形状对于聚合物分子链的取向和最终的膜形态有着重要影响,通过优化喷丝头结构有助于提高膜丝可纺性和产品质量。采用数值模拟的方法,建立三维喷丝头溶液流道模型,探讨了环隙直管长度、环隙间距、锥形流动角等流道结构参数对溶液在喷丝头内的剪切流动、出口挤出胀大以及气隙中拉伸流动的影响。模拟结果表明:纺丝液流经喷丝成型孔入口处的压力及压力降随着直管长度增加而增大,随环隙间距、锥形流动角的增大而减小,且环管流道越长,越有助于溶液流动充分发展;相比于直管长度,环隙间距和锥形流动角对溶液的挤出胀大行为影响更显著,随着环隙间距和锥形流动角的增大,挤出胀大现象减弱。直管长度和锥形流动角对气隙中的初生纤维外径分布影响不明显。增大直管长度和环隙间距、采用锥形环管,有利于增加膜丝取向度和强度、提高纺程中的流动稳定性。模拟优化得到的喷丝头结构为直管长度1.1 mm,环隙间距0.11 mm(即长隙比为10左右),锥形流动角大于30°。

湿法纺丝用喷丝头的结构与材质及性能

介绍了湿法纺丝用喷丝头的结构、材料及性能。湿法纺丝用喷丝头的形状主要为帽子形,孔径为0.05~0.12 mm,采用圆锥形和圆弧形两种孔形。喷丝头的材质主要为金、铂、铑、钽等,其中金铂合金喷丝头耐腐蚀性能好、强度和硬度高、纺丝质量好,但价格昂贵;钽喷丝头价格便宜,但硬度较低、使用寿命短、可纺性差。通过对钽喷丝头进行表面渗氮处理并镀膜的复合钽酸锂镀膜钽喷丝头、金刚石镀膜钽喷丝头已实现在不降低纺丝品质的前提下对金铂合金喷丝头的替代,并广泛应用于湿法纺丝,但在一些特种纤维、高端纤维领域,镀膜钽喷丝头依然无法取代金铂铑合金喷丝头。低成本、高硬度、抗腐蚀是未来湿法纺丝用喷丝头的研究发展方向。

33 dtex/36 f细旦有光波浪扁平涤纶FDY的生产工艺

讨论了熔体直纺33 dtex/36 f细旦有光波浪扁平涤纶全拉伸丝(FDY)纺制过程中喷丝板设计、冷却、上油、拉伸等工艺条件对纤维成形及产品质量的影响。在纺丝温度289~292℃,无风区高度55.5 mm,环吹风温度22℃、湿度90%、风速1.2 m/s,GR1速度2740 m/min,卷绕速度4100 m/min的工艺条件下,生产的涤纶FDY的断裂强度为4.06 cN/dtex,断裂伸长率为43.7%,异形度为54%,毛丝降等率为0.49%,生产作业性良好。

宽翼工字形涤纶的生产工艺

介绍了一种宽翼工字形涤纶全拉伸丝(FDY)的生产工艺,对喷丝板、纺丝工艺、热辊拉伸工艺等进行了调试,探索得到最佳工艺条件。试验表明:在纺丝温度为290~295℃,冷却风速为2.5 m/s,冷却风温为20℃,GR1速度为1 800 m/min、温度为91℃,GR2速度为4 370 m/min、温度为135℃,卷绕速度为4 300 m/min的工艺条件下,生产的工字形涤纶FDY的断裂强度为3.59 cN/dtex,10%模量为3.20 cN/dtex,条干不匀率在1.2%以下。该纤维抗弯性佳,且质轻、手感滑糯,具有特殊的光泽,可应用于割绒、貂绒、獭兔毛等起绒面料,具有很好的经济价值和推广价值。

喷丝板微孔全自动加工方案设计及微孔钻削技术

结合喷丝板微孔加工需求设计喷丝板微孔全自动加工方案,首先设计数字化控制精密机械加工机床的硬件结构及控制系统,为解决喷丝板微孔加工刀具磨损补偿不及时、扁钻易折断、盲孔钻屑不易排三方面问题,提出刀具磨损补偿、刀具破损在线监测、盲孔排屑三个功能设计方案,再从底孔工艺参数确定、切削参数优化、扁钻选材及孔底加工对比、扁钻加工问题优化四个方面展开微孔钻削技术应用优化,旨在实现喷丝板微孔全自动加工目标,提高喷丝板微孔加工的质量及效率。

不锈钢喷丝头表面镀DLC膜可行性探讨

为了提升化纤纺丝用喷丝头质量,介绍金铂合金、钽、不锈钢3种材质化纤喷丝头的优缺点;以SUS316L型不锈钢制作的PY35-2050-0.075型喷丝头为例,通过盐雾试验以及酸性溶液浸泡试验,对比分析其镀DLC膜前后的性能、质量及表面微观形貌变化。指出:以Cr+WC作为中间过渡层,能提高气相沉积DLC膜与不锈钢喷丝头基体的结合强度;镀DLC膜不锈钢喷丝头的硬度可达2000 HV,强度和耐酸碱腐蚀性均优于普通不锈钢喷丝头,使用寿命长,更适用于高温、高压以及酸碱腐蚀的纺丝环境。

不停丝工况下的自动化铲板设计

针对纺丝箱内可进行铲板操作的空间有限且狭小的问题,提出铲板和排丝功能一体化的自动化铲板系统设计。应用滑环设计实现了排丝组件中居中旋转的吸丝漏斗和静止延伸的排丝管道的结构连接,从而保障排丝顺畅;将杠杆原理和弹簧串并联作用相结合,开展了铲板组件的缓冲结构设计,以实现悬臂偏置的铲刀和喷丝板面的有效贴合和刮铲,并应用ANSYS分析验证了该缓冲设计可保证刀刃与喷丝板面的接触力分布均匀;为避免铲刀抵触喷丝板面时的刚性冲击,对铲板组件的对刀运动进行力学建模,并计算得到铲板组件缓冲结构的具体参数设计值。最后开发不停丝工况下的自动化铲板模拟试验台,通过实验验证了自动化铲板系统的铲板和排丝功能一体化的结构设计的正确性和有效性。

喷丝板自动化铲板的刮铲工艺参数设计与优化

针对喷丝板自动化铲板缺乏合理工艺指导的问题,研究铲板的工艺参数对刮铲效果和铲刀磨损程度的影响,并对主要工艺参数刮铲力和刮铲圈数进行优化设计。用喷丝板表面污染指数表征刮铲效果,建立铲刀磨损宽度与铲板工艺参数的数学关系式,定性分析铲刀磨损对刮铲效果的影响;通过多组自动化铲板试验拟合得到污染指数与刮铲力及刮铲圈数的数学关系式,将污染指数取值0.04%确定为刮铲效果的评价指标;在保证良好刮铲效果和较大修磨周期的前提下,以总刮铲次数为目标进行参数优化,利用MATLAB软件求得铲刀单次刮铲作业的局部最优参数(刮铲力为43.7 N、刮铲圈数为5),此时最大刮铲次数为440次。研究可为自动化铲板系统的工艺参数设定提供参考。

一种化学纤维异型喷丝孔污垢检测方法

针对基于常规特征指标分类时导致的化学纤维异型喷丝孔细小污垢误判问题,提出一种基于非线性孔轮廓曲线的模板匹配方法。从孔边缘轮廓曲线分布特征着手,构建包含控制点的参数化标准检测模板,再通过非刚性配准,将模板轮廓配准至待测孔边缘轮廓,构建异型孔归一化的污垢检测曲线,分割、定位污垢并构建污垢量化指标。采集经专家分类评估且包含多种污垢分布的扁平孔、三叶孔及十字孔等3种常规异型孔小型数据库,3个数据库的试验结果显示,基于非线性孔轮廓曲线模板匹配方法的污垢识别正确率达95%以上,显著高于传统方法。结果表明,该方法能够满足化学纤维常规异型喷丝孔的污垢检测要求,在喷丝板全自动机器视觉质量评估领域具有较好的应用前景。

不停丝自动化铲板系统的集排丝技术研究

为消除不停丝自动化铲板时废丝收集排出作业对铲板清洁效果的不良影响,提出了正压吹气和负压抽气相衔接的气流集排丝方法,开展了基于螺旋气流场设计的集排丝技术研究。首先提出了集丝装置静止居中放置、铲板组件偏置做连续旋转的不停丝自动化铲板系统的结构设计方案,设计了外壁面布置有螺旋吹气管路的倒漏斗状集丝装置。然后应用Fluent流体仿真的稳态和瞬态分析技术开展集排丝系统的流场分析和具体参数设计:以在漏斗内部形成螺旋内聚的气流场为目标,设计吹气管路的导气孔数量为6、倾角为40°;以喷丝板面温降小于18℃、温度峰峰差值小于3℃为目标,初步确定吹气流速为15~25 m/s;以末端负压抽气辅助正压吹气产生螺旋内聚向下的气流流动为目标,确定了吹气流速为15 m/s、末端负压为-85 Pa。最后通过实验装置的模拟,实现了纺丝向内聚拢并交织缠绕后被收集排出,从而验证了集丝装置结构设计和气流参数设计的可行性和正确性。

喷丝速率对连续水浴静电纺纳米纤维包芯纱结构与性能的影响

为实现工艺参数对纳米纤维包芯纱的结构调控,采用连续水浴静电纺丝的方法,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层,制备兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。对PET/PA6纳米纤维包芯纱的形态、晶体结构和力学性能进行分析与表征。结果表明:纳米纤维包芯纱具有良好的皮芯结构;PA6包覆层的纳米纤维直径为66~80 nm,其孔隙率随喷丝速率的提高而下降,结晶度在19%~24.15%范围内,且随喷丝速率的提高而减小;PA6纳米纤维包覆层的断裂强度和断裂伸长率随喷丝速率的增大而降低,其断裂强度降为常规PA6纤维的1/5;纳米纤维包芯纱保持了芯纱的强力与断裂伸长率等力学性能。

阵列圆盘式纺丝头结构对电场强度的影响

传统的规模化静电纺丝技术存在所需电压高、场强不均和边缘效应等问题,导致纺丝质量不佳,难以规模化制备纳米纤维。因此,提出一种新型的阵列圆盘式无针头设备,使用Solidworks软件进行三维建模,然后将模型导入COMSOL Multiphysics 5.6有限元仿真软件进行模拟,优化新型纺丝头的结构参数、接收距离、外加电压以得到最佳的电场强度和匀场效果。结果表明:当新型纺丝头圆盘数量为10、圆盘间距为40 mm、圆盘外径为40 mm、接收距离为100 mm、电压为25 kV时,电场强度平均值为1.48×106 V m,CV值为1.60%,表明该纺丝头结构有效克服了边缘效应并降低纺丝所需电压。所得纺丝装置模型在纺丝口处的电场强度较高且分布均匀,可批量制备高质量的纳米纤维。

超亮光内三角中空仿锦纶涤纶FDY生产工艺

介绍了一种超亮光内三角中空仿锦纶涤纶全拉伸丝(FDY)生产工艺,通过对喷丝板的设计、纺丝和卷绕工艺等进行试验,探索得到最佳工艺参数。试验表明,在纺丝温度291~295℃、冷却风温度22℃、风速1.55 m/s、GR1速度4 750 m/s、GR2速度4 800 m/s、GR2温度120℃、卷绕速度4 800 m/s的工艺条件下,生产的FDY的断裂强度为2.77 cN/dtex,断裂伸长率为45.1%,中空度为15%。

纺丝组件在氨纶生产过程中的应用研究

在氨纶丝生产过程中,影响氨纶丝产品质量的因素很多,如氨纶原液聚合反应的均一性、纺丝计量泵流量分配的均一性、聚合原液的过滤效果等。其中,喷丝板、过滤器对生产操作性能与最终产品质量起到至关重要的作用。文章主要研究了喷丝板性能和过滤器工作机理,并通过伯努利方程分析生产过程中原液黏度对氨纶丝卷重的影响。

我国纺机专用基础件行业现状与发展

为了推动国产纺织装备高端化,介绍2022年前3季度我国纺织机械行业经济运行情况;对比分析国产纺机专用基础件近10年来的进出口数据变化,分析其市场表现;概述国产纺机专用基础件行业技术进步和产品性能提升的具体表现,分析其短板;从提高产业链稳定性、提高制造工艺水平、推进纺机专用基础件智能制造以及发展绿色节能产品4方面,提出国产纺机专用基础件行业发展的主要思路。指出:要保证纺机专用基础件行业发展韧性,促使企业在疫情后时代跟随纺织行业复苏;纺织产业技术进步和装备的提升,对高端专用基础件需求不断增长、市场潜力较大;在纺机高端市场上国产纺机专用基础件仍存在短板,应加强复合专机及生产线、检测技术与仪器开发,提升行业整体制造工艺技术水平;应加快推进专用基础件制造企业智能制造、绿色制造步伐,建设纺织装备关键零部件智能生产车间,提高产品制造精度与可靠性,实现行业节能减能减排、技术创新、可持续发展。

喷丝板结构对熔融纺丝挤出过程聚合物熔体流动特性的影响

熔体在喷丝板微孔内流动时的稳定性和流场分布的均匀性是后续决定纤维成型质量的关键,这对熔体挤出前后的速度差、流道内的剪切速率分布和口模段内径向速度均匀性提出了要求。利用计算流体力学技术对涤纶工业熔融纺丝中的聚合物微孔挤出过程进行了数值模拟,得到了聚酯熔体在微孔内流动过程的速度、压力和剪切速率分布,讨论了熔体挤出前后的速度差和剪切速率分布对熔体流动稳定性的影响。提出了评价口模段内熔体径向速度分布的流动非均匀系数,指出不同长径比和收敛角分别通过改变流动充分发展段长度和口模段入口处径向速度分量来影响流动非均匀性。研究发现非均匀系数随长径比的增大而减小,随收敛角的增大先减后增。综合分析结果表明,长径比为3、收敛角为74°的喷丝板最佳。

改善熔体直纺98 dtex/48 f三角异形有光涤纶FDY毛丝的探讨

为降低熔体直纺98 dtex/48 f三角异形有光涤纶全拉伸丝(FDY)生产过程中的毛丝数量,对生产工艺进行了优化。结果表明:控制原料PET熔体中端羧基含量在28~30 mol/t,采用过滤精度为1200目的纺丝组件滤网,设计三叶形喷丝孔叶长、弧半径均为0.22 mm,调整纺丝温度为294℃、集束上油位置在1100 mm,可有效降低毛丝数量,且生产稳定;工艺优化后,熔体直纺生产的98 dtex/48 f三角异形有光涤纶FDY的毛丝降等率为3.4%,纤维断裂强度为4.1 c N/dtex,断裂伸长率为45.2%,满足下游客户使用需求。