1. 聚合物直接成网法产品的应用领域•1、聚合物成网法大部分采用自黏合或热黏合加固，没有加入化学黏合剂，产品手感好，广泛用于医疗卫生领域（手术衣、手术帽、病人服、病床用品等）；•2、纺黏法产品具有良好的力学性能，可用于水利土木建筑领域（土工布、防水材料基布、农用丰收布、人造革基布、保鲜布、贴墙布、包装材料、汽车内装饰材料、工业用过滤材料）；•3、熔喷法非织造布应用于液体及气体的过滤材料、医疗卫生材料、环境保护吸油材料、保暖用服装材料、工业防护服等领域。

1成纤聚合物----通过化学和机械加工而制成的纤维高聚物，其含义是高聚物不仅具有形成纤维的能力，而且形成的纤维性能指标具有使用价值。

纺丝成网法聚合物原料基本性质通常包括以下几个方面：•聚合物分子量及其分布•高分子链结构对成纤高聚物性质影响•成纤高聚物分子间的作用力•高分子结构与结晶能力•成纤高聚物的热性质不同聚合物原料还有不同的要求，如聚丙烯原料的等规度和熔融指数，聚酯原料的粘度等2、聚合物相对分子量及其分布聚合物原料的分子量体现其聚合度的高低，分子量及分子量分布对加工性能和成纤后的性能等具有明显的影响。

分子量过高过低，均不利于丝束强力的提高，因此纺丝成网工艺要求聚合物原料的分子量适中。

分子量分布对纤维结构的均一性有很大的影响，分子量分布宽时，内部取向杂乱，表面存在不均匀裂痕。

分子量分布越宽，熔体粘弹性越显著，挤出膨大现象越严重。

因此纺丝成网工艺要求聚合物原料的分子量分布要窄。

成纤高聚物的平均分子量和分子量分布是表征该高聚物远程链结构的重要参数，它对于该高聚物的加工性能及所得纤网的性能等具有明显的影响。

当平均分子量相近时，分子量分布宽度对流动曲线亦有明显的影响。

分子量分布宽度↑剪切速率↓非牛顿区负斜率↓3.熔体指数（MFI）：是纺丝成网、熔喷实际生产中对原料性能的主要指标，其定义为：在一定的温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，10分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量，单位为g/10min，熔体指数越大，流动性越好。

4.新型纺丝方法;P1935.切片干燥目的(1)去除切片的水分：PET、PA切片用于纺丝成网工艺需进行烘燥。

含水PET切片在熔融时会水解，使分子量下降，影响成丝质量。

水在高温下汽化，可形成气泡丝，易造成纺丝断头或毛丝。

(2)提高切片结晶度和软化点：含水PET切片是无定形结构，软化点低，在螺杆的加料段易造成环结阻料现象，影响正常生产6.干燥设备和工艺1)转鼓真空干燥装置：特点:间接加热干燥，干燥质量高，更换品种容易，干燥过程中特性粘度降低小，但干燥时间长，产量低。

真空转鼓干燥工艺：(1)升温阶段：使湿切片受热脱水，发生预结晶，提高软化点。

工艺中要控制好切片的起始受热温度和升温速度（时间）。

(2)保温阶段：进一步去除切片内部水分和提高结晶度，从而提高软化点以适应纺丝要求。

(3)控制真空度、干燥温度和干燥时间是关键。

(4)真空度是转鼓干燥的必要条件，真空度越高，去除水分能力越强，并可减少切片在高温下的氧化，可缩短干燥时间和提高切片质量。

2）热空气干燥设备：(1)加热方式：利用循环高温热空气在干燥机内直接与切片接触干燥，热风向上下通过孔板，连续穿透，使切片悬浮在热气流中或将气流穿过切片进行热交换，使切片水分汽化并被热气流带走。

(2)干燥原理：利用切片对空气中氧具有一定稳定性，在高温下切片与空气接触，使切片呈流态化进行气固热交换，达到切片结晶和干燥目的。

（3）通常以热空气干燥PET切片，可分两个阶段，第一阶段为预结晶阶段，热空气温度为120~150℃；第二阶段为干燥阶段，热空气温度为160~180℃。

(预结晶可提高PET切片的软化点，从而使切片不易粘连，为加快干燥速度创造有利条件)3）其他切片干燥设备:（1）RD型回转圆筒干燥装置：设备结构简单，连续化生产，干燥效率高，但最后干燥切片的含水量不均匀。

（2）沸腾式干燥装置：干燥效率极高，适合大规模连续生产，但设备较复杂。

（3）充填式干燥装置：可保证切片干燥时间一致，干燥质量较好，可直接连续喂入螺杆挤出机料斗，设备也较简单。

4）其它干燥形式：（1）回转圆筒+充填式 (2)间歇式预结晶+连续充填式 (3)沸腾式干燥+回转圆筒 (4)微波、高频、远红外预干燥和预结晶7.螺杆挤出机：螺杆三个基本功能：聚合物供给、熔融加压和计量挤出熔体。

1）螺杆分段与分段长度：（1）进料段L1：螺纹深度恒定。

作用是将切片送往压缩段。

对固体物料进行预热，物料间的空气及其他气体排往料斗口。

（2）压缩段L2（熔融段）：螺槽容积逐渐变小。

等螺距、槽深渐变的结构形式。

作用是压实物料，使物料由固体转变成熔融态，并排除物料间的空气（空气向加料段流动）。

（压缩段长度L2与物料性质有关结晶聚合物熔点范围窄，L2短些；而非结晶聚合物L2较长，为50% ~ 60%L。

）（3）计量段L2（均化段）：螺槽容积恒定不变。

作用是将熔融物料定量稳压挤出，使物料熔体混合、均化。

（工作特性取决于螺槽深度和计量段长度：槽浅有利于物料均化，但生产能力减小、物料易降解；长度增大会使物料热降解。

）2)螺杆结构特征的基本参数:螺杆直径D 螺杆长径比L/D 压缩比ε螺距与螺槽深度螺杆与套筒之间的间隙3)新型结构特种螺杆：(1)分离型螺杆(2)屏障形螺杆：三角槽型、直槽变深型和斜槽型。

(3)销钉型螺杆8.计量泵工作原理：计量泵为外啮合齿轮泵，齿轮啮合运转时，齿轮啮合脱开使吸入腔容积增大，形成负压，聚合物熔体被吸入泵内并填满两个齿轮的齿谷，齿谷间的熔体在齿轮的带动下紧贴着“8”字形孔的内壁回转近一周后送至出口腔，由于出口腔的容积不断变化，聚合物熔体得以顺利排出。

9膨化胀大P216熔体在喷丝孔的微孔区出现两个现象1）熔体破裂：聚合物熔体从直径较大的空间挤入较小的微孔，流动速度急剧增大，动能增加。

熔体流动速度不同，存在一个径向速度梯度。

熔体的分子构象也发生改变，并贮存了一定的变形弹性能，称为“入口效应”。

熔体在微孔中流速高，时间很短，10-4~10-2s ，入口处产生的高弹形变来不及消失，高弹形变超过极限，熔体细流会破裂，无法成纤。

2）膨化胀大：聚合物熔体从微孔挤出后即产生“膨化胀大”现象，其原因是高弹形变的迅速恢复。

膨胀严重时将出现熔体破裂现象，此时丝条表面不光滑，出现波纹、竹节或螺旋等外观。

熔体膨化胀大的程度可用膨化比X 来表示： 式中：DB －熔体细流膨化区最大直径； D －喷丝孔直径 ；膨化比随剪切速率增加而增大。

但增大微孔直径和长度，升高纺丝温度，均可使膨化比 减小。

10．拉伸1)拉伸的目的：（1）提高长丝纤维的物理机械性能，是纺丝成网制造过程必不可少的重要工序；（2）拉伸同时对丝条进行冷却，防止丝条之间粘结、缠结及减少并丝，以保证后道成网工艺质量稳定。

2)拉伸的作用：（1）取向：线性高分子的长度是其宽度的几百、几千甚至几万倍，这种结构上悬殊的不对称性使它们在某些情况下很容易沿特定方向作占优势的平行排列，称为取向。

（2）刚成形的初生纤维强力低，伸长大，结构极不稳定。

牵伸的目的，在于让构成纤维的分子长链以及结晶性高聚物的片晶沿纤维轴向取向，从而提高纤维的拉伸性能、耐磨性，同时得到所需的纤维细度。

（3）牵伸是手段，取向是获得的结果。

取向后应使温度迅速降到聚合物玻璃化温度以下，以“冻结”取向结果，防止解取向。

典型的纺丝成网的拉伸系统3)机械拉伸：（1）理论拉伸倍数R=V 出/V 进；实际拉伸倍数N 小于理论拉伸倍数。

（2）拉伸辊排列方式：立式和卧式。

（3）拉伸原理和过程• 丝条质量平衡连续性方程：P240---式（8-20）• N －R ＞0，拉伸点（细颈）沿拉伸线向下移动； 实际生产中N －R ＜0，拉伸点沿拉伸线向上移动； N －R ＝0，Vx ＝0，拉伸点固定不动。

• 拉伸点的工艺距离控制对纤维线密度影响很大。

4)气流拉伸的基本原理:拉伸装置提供高速运行气流，通过喷嘴达到气流速度极大值，对丝条表面粘性摩擦力和气流场中紊流造成丝条按一定频率波动所出现的气流对丝条附加推动力等作用拉伸丝条。

特点：拉伸介质是经过压缩的空气或抽吸气流，空气质量小且易于扩散，拉伸气流对长丝没有直接握持作用5)气流拉伸的工艺形式• 按气流运行方式：正压拉伸、负压拉伸、正负压组合拉伸；• 按设备形式：狭缝拉伸（整体狭缝拉伸、多狭缝拉伸）、管式拉伸11.纺丝线上力的分布：P218X D D B•稳态纺丝时，纺丝线上各种作用力存在平衡，P242---式（8-21）。

•两种极限条件：Fg＞纺丝线上作用力之和，丝条不可纺----“注头”； Fg ＝纺丝线上作用力之和，重力纺丝现象。

•重力Fg：•表面张力Fs：液态区域内起作用；•惯性力Fi：在有加速度运动范围存在；•摩擦阻力Ff：•流变阻力Fr：取决于高聚物离开喷丝孔后的流变行为和形变区的速度梯度。

(3)纺程上作用力分析：机械拉伸：重力Fg表面张力Fs惯性力Fi摩擦阻力Ff流变阻力Fr12、分丝1、目的：将经过牵伸的丝束分离成单丝状，防止成网时纤维间互相粘连或缠结。

2、分丝方法：（1）气流分丝法: 利用空气动力学的孔达（coanda）效应，气流在一定形状的管道中扩散，形成紊流达到均匀分丝和成网目的。

圆管式拉伸气流分丝装置（2）静电分丝法: 丝束牵伸后经过高压静电场（1×104~10×104V）或摩擦带电，使丝条上带同性电荷，利用同性电荷相斥原理达到分丝效果。

（3）机械分丝法: 丝束牵伸后，利用挡板、摆丝辊、振动板、回转导板等机械装置的撞击反弹，改变丝束运动状态来达到分丝目的。

纺丝成网法对切片的质量要求13.熔喷1)熔喷聚合物原料及性能从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均可用于熔喷工艺。

聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯等。

聚合物切片原料的性能与熔喷工艺密切相关，主要的参数有：聚合物种类、分子量及其分布、聚合物降解性能、切片形状、含杂等。

2）熔喷法主要生产工艺参数(1）聚合物种类: 聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了熔点及流变性能的不同。

对于每一种聚合物原料，均有对应的熔喷工艺，如在加热温度、螺杆长径比、螺杆形式、原料干燥工艺等方面都有一定的差异。

(2）分子量及其分布: 对熔喷工艺来说，一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利于熔喷纤网的均匀性。

聚合物分子量大小与其熔体指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成正比。

也即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。

( 采用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔喷法非织造布。