聚酰胺纤维

第一节概述聚酰胺纤维是指分子主链由酰胺键（）连接起来的一类合成纤维已工业化的聚酰胺品种有聚已二酰已二胺纤维（单体已二酸，已二胺）聚酰胺66 PA-66;聚已内酰胺纤维（已内酰胺）聚酰胺-6 PA-6;聚癸二酰癸二胺纤维（癸二酸，癸二胺）聚酰胺-1010 PA-1010；聚癸二酰已二胺纤维（癸二酸，已二胺）聚酰胺-610 PA-610.聚酰胺的品种有十多种:书表4-1）但主要的产品是PA-66和PA-6,两者的产量占聚酰胺的90%以上（两者比例各半）.我国聚酰胺6的产量约占60%,聚酰胺66的产量约占40%左右由于历史原因和各国具体条件不同美国英法等西欧国家以生产PA-66为主.而日本,意大利，原苏联及东欧各国以生产聚酰胺6为主,一些发展中国家也大多发展聚酰胺6纤维聚酰胺纤维生产中长丝占绝大部分但短纤维的生产比例逐步有所上升各国生产的聚酰胺的商品的名称有所不同我国 美国 前苏联德国 日本锦纶尼龙Nylo n卡普隆Kapro n贝纶perl on阿米纶Ami nlo n1935年美国Carothers合成出PA-66,36-37年用熔体法制出纤维,38年中试,39-40年工业化.1938年德国Schack用已内酰胺聚合出PA-6，并发明生产纤维术,1941年工业化.本章主要介绍聚酰胺66和聚酰胺6两大纤维品种的生产过程及其成型加工工艺第二节聚酰胺的生产聚酰胺树脂的制造方法很多但工业上最重要的方法不外乎熔融缩聚法开环聚合法和低温聚合法三种低温聚合法又包括界面聚合和溶液聚合根据原料单体以及聚合体的特性而采用不同的制备方法一，聚己二酰己二胺的制备聚己二酰己二胺:聚酰胺66,FA-66）由己二酸和己二胺缩聚制得为了保证获得相对分子质量足够高的聚合体要求在缩聚反应时己二胺和己二酸有相等的摩尔比因为任何一种组分过量都会使由酸或氨端基构成的链增长终止为此，在工业生产聚己二酰己二胺时先使己二酸和己二胺生成聚酰胺56盐（PA-66盐），然后用这种盐作为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺.1.PA-66盐的制备PA-66盐通常用己二酸的20%甲醇溶液和己二胺的50%甲醇溶液中和制得因为此反应是放热反应所以温度要严 格控制，采用甲醇回流除去中和热一般温度控制在6070C,不断搅拌，使之中和成盐控制pH值为6.7-7.0,进行冷却， 结晶，离心分离.析出的66盐用甲醇洗净滤去洗涤液，干燥后即得精制66盐.另一种生产PA-66盐的方法是以水为溶剂水溶液法）使己二酸和己二胺在水介质中发生反应制成60%的 PA-66盐水溶液，用泵送到贮槽,直接供缩聚工序使用此法省去了固体PA-66盐的再溶解过程和溶剂的回收蒸馏过程成本低，生产安全，但产品稳定性稍差并要求己二酸和己二胺的纯度高固体PA-66盐为白色结晶粉末熔点为192.5C,含水量60%）,在贮存或输送时容易结晶在配制PA-66盐的同时，加入己二酸或醋酸作为相对分子质量调节齐其用量根据聚合物的相对分子质量而定如要求相对分子质量在13000左右，则己二酸用量为（0.90.05）%或醋酸0.5%（按PA-66盐重量计）在工业生产中,还加入2%的己内酰胺，使聚合物熔点稍有降低，并能改进纤维的拉伸性能和增加纤维的柔韧性间歇缩聚设备简单,工艺比较成熟容易变换品种，可以进行小批量生产但是聚合纺丝不能连续化要经过铸带,切粒,干燥和再熔融才能纺丝因此能耗高，生产效率低而且产品质量不稳定（2）连续缩聚:PA-66盐的连续缩聚根据设备的形式和能力的不同可分为横管式连续缩聚立管式连续缩聚以及五大器式连续缩聚等横管式连续缩聚横管式连续缩聚工艺流程如图4-2所示.图4-2横管式连续缩聚工艺流程示意图1-溶解锅2-过滤器3-贮存桶牛柱塞泵5-加热器6-高一管7,8-横管9-高二管10诚压泵11-闪蒸器12-脱泡器13-后缩聚釜14-立式螺杆横管式连续缩聚工艺参数PA-66盐水溶液浓度/% 50-60己二酸/% 0.5按PA-66盐重量计）己内酰胺/% 2（按 PA-66盐重量计）溶解锅溶解温度/C 8090贮存桶保温温度/C 8595高一管温度/C 210215;横管温度/ C 215225;高二管温度/C 225;前缩聚时间23h闪蒸器温度/C 285时间35s后缩聚釜温度/C 315;时间3040min立管式连续缩聚图4-3是工艺流程示意图.图4-3立管式连续缩聚工艺流程示意图1溶解锅2齿形过滤器3贮存桶4烛形过滤器5柱塞泵6高一管7高二管8高三管9高四管10减压泵11脱泡器12后缩聚釜13惰性气体入口 14出料螺杆立管式连续缩聚工艺参数举例PA-66盐水溶液浓度 57.859.2己二酸/% 0.2按PA-66盐重量计）己内酰胺/% 3 （按 PA-66盐重量计）溶解锅溶解温度/C 8090贮存桶保温温度/C 8595高一管壁温/C 275285;出料温度/C 210高二管壁温/C 295305;料温/C 239高三管壁温/C 314高四管壁温/C 315;料温/C 280高一管至高四管均为高压压力为1.764MPa,停留时间约3h,聚合物平均相对分子质量可达5000-6000.减压泵保温温度C 290;出口压力常压输料管保温温度C 307后缩聚釜内温/C 280;压力常压后缩聚时间/h 3;聚合度达到要求出料螺杆保温温度C 285二，聚己内酰胺的制备聚己内酰胺(PA-6)可以由o氨基己酸缩聚制得也可由己内酰胺开环聚合制得但由于己内酰胺的制造方法和精制提纯均比o氨基己酸简单因此在大规模工业生产上都采用以己内酰胺作为原料己内酰胺开环聚合制备聚己内酰胺的生产工艺可以采用三种不同的聚合方法水解聚合，阴离子聚合(由于采用碱性催化剂也称碱聚合)和固相聚合目前生产纤维用的聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺1己内酰胺的开环聚合己内酰胺水解(开环)聚合的主要化学反应如下反应式中的n,m,k1,k2,k3均为任意正整数.根据以上水解聚合反应式可将其过程划分为三个阶段(1) 己内酰胺的引发和加成当己内酰胺被水解生成氨基己酸后己内酰胺分子就逐个连接到氨基己酸的链上相对分子质量为8000-14000.(2) 链的增长:由于在第一阶段中绝大部分己内酰胺单体都参加了反咽此在这一阶段主要是进行上阶段形成的短 链之间的连接，聚合物的相对分子质量得到进一步提高这一阶段以缩聚反应为主也伴随发生少量引发和加成反应(3) 平衡阶段:此阶段同时进行链交换缩聚和水解等反应使相对分子质量重新分布最后根据反应条件如温度，水分及相对分子质量稳定剂的用量等达到一定的动态平衡，聚合物的平均相对分子质量也达到一定值此阶段包含着链的终止，可采用胺或酸作为链的终止剂使反应到达一个平衡点由于反应是可逆的平衡时水分含量也影响相对分子质量大小因此在第二和第三阶段质量传递和水的去除是控制反应速度的主要因素己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺时仅仅是分子内的酰胺键变成了分子间的酰胺键这就像其它没有新键产生的 基团重排反应一样反应进行的自由能毋变化很小，所以己内酰胺开环聚合具有可逆平衡的性质它不可能全部转变成高 聚物，而总残留部分单体和低聚体例如250C时，在聚己内酰胺的平衡体系中单体，二聚体，三聚体多达10%11%.采用连 续聚合时，聚合物中低分子物质有10.3%(其中，己内酰胺占75%低聚物占25%)采用间歇聚合时，聚合物中低分子物质有 11.6%(其中，己内酰胺占42%;低聚物占58%)因此清除聚合体或纤维中的低分子物是聚己内酰胺纤维生产中不可缺少的 工序.2. 己内酰胺的聚合工艺己内酰胺的聚合工艺也分间歇式和连续式两种间歇聚合:将引发剂，分子量调节剂和熔融的己内酰胺的混合物一起加入聚合釜中在一定温度和压力下进行聚合当分子量达到预定要求后将聚合物从釜底排出并用水急冷，经铸带,切粒即得到聚己内酰胺树脂设备简单，更换品种及开停比较方便质量均一性差，操作比较繁多，只适于小批量生产连续聚合:如书图4-4为连续聚合工艺流程图图4-3 KF型连续聚合工艺流程示意图1己内酰胺投料器2熔解锅3,6,10,14,17,20,21,22,28,31,34,3输送4,7,15-过滤器5-己内酰胺熔体贮槽8己内酰胺熔体罐9Ti02添加剂调配器11,23,26,32,35-热交换器12中间罐13调制计量罐16高压槽18,19无离子水加水槽24VK聚合管25分馏柱27冷凝水受槽29铸带切粒机30联苯贮槽37水循环槽 聚合管温度分三段控制第一段:开环聚合，熔体温度240C左右第二段:聚合为主，熔体温度260C左右第三段:平衡阶段，熔体温度250C左右聚合时间2535h3, 影响聚合的工艺参数(1) 开环剂水的用量水解开环如在诱导期随水量f诱导期J反应速率T，达到平衡的时间J分子量J反应后期除去水(2)聚合温度温度升高,聚合速度升高t降低,平衡时单体含量增加易产生热裂解DP降低.(3) 聚合时间:坏,单体转化率DPf,至平衡后期随坏,分子量分布-平均工艺控制的聚合时间与开环剂用量T及平均 分子量有关.(4) 分子量稳定剂平均分子量根据纤维品种的不同而有不同的要求聚合时必须加入适当的分子量稳定剂以封闭端基,控制分子链的增长保证其熔体具有一定的粘度常用的分子量稳定剂是己二酸醋酸等有机酸分子量稳定剂f平均分子量三,聚酰胺的结构与性能(一) 聚酰胺的结构(1)分子结构聚酰胺的分子是由许多重复结构单元即链节)，通过酰胺键()连接起来的线型长链分子在晶体中为 完全伸展的平面锯齿形构型聚己内酰胺的链节结构为一 NH(CH2)5CO一,聚己二酰己二胺的链节结构为一OC(CH2)4CONH(CH2)6NH一,大分子中含有的链节数目(聚合度)决定了大分子链的长度和相对分子质量成纤聚己内酰胺的数均相对分子质量为14000-20000左右，成纤聚己二酰己二胺的相对分子质量为2000030000左右.聚己二酰己二胺的=1.85,聚己内酰胺的.(2) 晶态结构聚己二酰己二胺的晶态结构有两种形式a型和0型.其分子链在晶体中具有完全伸展的平面锯齿形构象，如图4-4所示.氢键将这些分子固定形成片这些片的简单堆砌就形成了a结构的三斜晶胞在聚己二酰己二胺的结构单元中有偶数的碳原子因此大分子中的羰基上的氧和氨基上的氢都能形成氢键匕较容易形成结晶其动力学结晶能力G=133.图牛4晶体中聚己二酰己二胺分子链排列示意图聚己内酰胺大分子在晶体中的排列方式有平行排列和反平行排列两种可I当反平行排列时,羰基上的氧和氨基上的氢才能全部形成氢键而平行排列时，只能部分地形成氢键见下页图由于氢键作用的不同聚己内酰胺的晶态结构比较复杂，有Y型（假六方晶系）;P型（六方晶系）;a型（单斜晶系）.a晶体是最稳定的形式大分子呈完全伸展的平面锯齿形构象相邻分子链以反平行方式排列形成无应变的氢键（二）聚酰胺的性质（1）密度:聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件不同而有差少不同晶型的晶态密度的数值不同测试方法不同，结果也不一致据洛尔丹（Roldan）报道根据X射线的数据计算得到下列数值a型晶体密度计算值为1.23Og/cm3,0型晶体为1.150g/cm3 ,丫型晶体为1.159g/cm3无定形区的密度为1.084g/cm3,通常，聚己内酰胺是部分结晶的因此测得的密度在1.121.14g/cm3之间而聚己二酰己二胺也是部分结晶的其密度在1.131.16g/cm3左右.（2）熔点:聚酰胺是一种部分结晶高聚物具有较窄的熔融范围通常测得的聚己内酰胺的熔点为220C,聚己二酰己 二胺的熔点为260C.同其它高聚物一样聚酰胺也容易受过冷作用的影响实际上其凝固点常常比熔点低约30C,如聚己二酰己二胺的凝固温度为215240C.（3）玻璃化温度:聚己内酰胺的玻璃化温度为5075C，聚己二酰己二胺的玻璃化温度为4060C.（三）纺丝中PA6晶态结构的变化1, PA6结晶变体的生成条件和结晶特征在甬道末端的纤维非晶大分子排列基本无序p 1.084给湿上油以后Y晶二轴有序c轴无序1.155拉伸纤维Y晶-a晶（部分）1.1361.194定型后纤维a晶高度取向大分子键1.2332, 纺丝中的给湿与结晶刚从甬道出来的纤维是无定型的它吸收水分后很容易发生诱导结晶同时纤维发生自发的伸长如果将无定型的PA6纤维绕在筒子上，它吸收空气中的水分后同样也会发生诱导结晶和纤维伸私样会出现绕在筒子上的丝松圈和塌边现象,因此在纺丝中要采取给湿的措施卷绕前增加一个给湿盘纤维可以先给湿后上油或将给湿上油并在一起但应该使水分在纤维内容易扩散渗透3. 高速纺的结晶与纺速当V1500m/min时V升高,纤维中晶核迅速增加停留时间在缩短使水分来不及渗透到微晶的空隙中去出现卷绕丝继续吸收水分，使晶核长大成晶粒丝条伸长导致松筒塌边当进一步提纺速至4000m/mi n以上时，大分子取向明显增加取向诱导结晶，卷绕度增加其后的结晶效应明显减弱为实现卷绕工艺的最大稳定性高速纺的纺速以4200-4500为宜，相应的后拉伸倍数为1.21.3倍.第三节聚酰胺的纺丝PA纤维以切片法为主直接纺丝主要限于生产短纤维切片要求：分子量分子量分布切片含水Tm TgPA66 23 万 1.85 0.08% 265 4060PA6 1.42 万 2 0.08% 215220 3550一，工艺流程1, PA66纤维生产工艺流程示意图尼龙66盐T聚合T切片T干燥T熔融纺丝T拉伸T热处理加捻T卷取T长丝卷曲T切断T短纤维2, PA6纤维生产工艺流程示意图己内酰胺-聚合-PA6熔体纺丝铸带纺丝集束T拉伸T洗涤-上油-卷曲-切断T干燥定型-打包T短纤维拉伸加捻补充加捻压洗定型平衡倒筒-检验包装-长丝铸带-切粒-萃取-干燥-熔融纺丝-拉伸加捻-补充加捻-定型-平衡倒筒-检验包装-长丝变形加工弹力丝由流程图可见:PA6生产中不同于其它熔纺纤维的一个重要特点是要清除聚合物或纤维中的单体及低聚物二,PA6纤维生产中的除单体方法成品纤维中存在单体低聚物会带来以下后果(1)影响纤维染色的均匀性(2)长期存放会使纤维出现黄斑发脆1, 纺前处理.(1)连续聚合直接纺丝的纺前脱单体原理:根据聚己内酰胺和单体的挥发性不同使聚己内酰胺熔体中的单体蒸出来为了提高蒸发效率减少蒸发皿中的停留时间，一般在真空状态下进行在真空闪蒸皿中熔体以薄膜状细流状，雾状等形式进入闪蒸室以尽可能大的蒸发面积除去单体及低聚物.(2 )切片法纺丝的切片萃取切片的萃取采用热软水洗涤的办法萃取过程中一方面是水渗透到切片内部一方面是切片内的可萃取物不断向外扩散到切片表面，然后再溶解到热水中.2, 纺后处理(1)短纤维水洗切断前的长丝束洗涤:长丝束在洗涤槽内的热水中进行通过一定的时间洗去单体切断后的短纤维洗涤短纤维在淋洗机上进行的同时洗涤水自淋撒装置喷洒下来洗去单体(2)长丝的压洗长丝卷绕在带孔的筒管上这些筒管装在一个带孔的压洗柱上压洗用的软水从压洗柱的小孔流出经筒管的孔穿过丝层溶解可溶性单体使单体含量1.5%.三，长丝生产的有关工艺过程1, 1拉伸加捻:在同一设备上完成以拉伸为主并给予520捻/m的捻度以增加纤维的捻合2. 补充加捻:进一步加捻至100-400捻/m,对PA6纤维还有倒筒的作用将其绕在带孔的铝合金筒管上压洗定型3定型:一般在蒸汽锅中加热定型为防止氧化先抽真空，然后通入直接蒸汽至0.080.1Mpa定型1小时4平衡:压洗定型后的丝束水含量较高需恒温一定时间除去水分并使含湿量均匀.平衡条件相对湿度6065%温度251 C时间24h含湿量3.54%1,5倒筒:把丝束从压洗筒子PA6 )或拉伸筒子(PA66)上退下来，绕到锥形筒管上四，聚酰胺的高速纺丝聚酰胺的高速纺丝设备与聚酯基本相同但纺丝工艺有一定的差别1. 纺丝温度根据聚合物的熔点及其熔体的流变性能PA6纺丝温度265270CPA66纺丝温度280290C2冷却条件风温20C风速0.30.5m/s相对湿度6575%PA6的冷却成形条件与PET基本相同,这是因为虽然PA6的纺丝温度较低但其Tg也较低，从熔体细流冷却至Tg丝条的温度降与PET相近，因此散热量也大致相近3, 纺丝速度聚酰胺的纺速为42004500m/min高于涤纶POY,这是由纺丝速度与卷绕丝的超分子结构所决定的(1)纺丝速度与卷绕丝预取向度的关系纺速3500m/min时VL升高 预取向度显著增大高速纺的目的是在于获取大而稳定的预取向度以减少后拉伸倍数因此聚酰胺在3500m/mi n以下纺丝无实际意义.(2)纺丝速度与卷绕丝的结晶关系当超过1500m/min时随Vc升高由于纤维中晶核的迅速增加和丝条到达卷绕的时间的缩涿分未及渗透到微晶胞的缝隙中去，因此丝条绕筒子上以后将继续吸收水分使晶核长大成晶粒使丝条伸长而()松筒，塌边，不能后加工随后Vc再升高，(至3500以上)由于取向度显著增加取向诱导结晶，丝条卷绕后结晶度也随之增加其后结晶度亦明显减弱因而卷绕后丝条伸长也就大大减小五，聚酰胺全拉伸丝的生产FDY是在POY基础上发展起来的它是在同一台设备上完成1全拉伸丝生产流程纺丝T上油T拉伸T蒸汽喷嘴交络定型T卷绕图4-6为聚己内酰胺全拉伸丝FDY)生产流程图.图4-6聚己内酰胺FDY生产流程图1螺杆挤出机2熔体分配管3纺丝箱4纺丝甬道5,6,7第一，二,三导丝辊8高速卷绕头2. 全拉伸丝生产工艺生产聚酰胺FDY的设备类似于聚酯纤维的生产设备但纺丝过程中各主要工艺参数对成品丝质量的影响聚酰胺FDY却与聚酯纤维不同(1) 纺丝温度:聚酰胺熔体的纺丝温度主要取决于聚合体的熔体粘度和熔，撕丝温度必须高于熔点而低于分解温度 聚酰胺6和66的熔点分别为215C和255C，而两者的分解温度基本相近约300C左右，为此聚酰胺6的纺丝温度可控制 在270C,聚酰胺66则控制在280290C左右由于聚酰胺66的熔点与分解温度之间的范围较窄因此纺丝时允许的温度波动范围更小，对纺丝温度的控制要求更为严格(2) 冷却条件通常冷却吹风使用20C左右的露点风送风速度一般为0.40.5m/s,相对湿度为75%85%.(3)纺丝 速度和喷丝头拉伸比目前高速纺丝的纺速已达至O40006000m/mi n甚至更高，当纺速高于3000m/min之后，剩余拉伸倍数变化较为缓慢这一规律可作为高速纺丝与常规纺丝的分界点当纺速超过此界限时就能有效地减小后剩余)拉伸倍数.FDY机通过第一导丝辊的高速纺丝和第二导丝辊的补充拉伸便可获得全拉伸丝(4) 上油:高速纺丝上油比常规纺丝上油更为重要因此FDY工艺采用上油量比较均匀的齿轮泵计量喷嘴上油法且 由于FDY已具有相当高的取向度和结晶度所以在卷绕机上上油效果欠佳故采用设在吹风窗下端的喷嘴上油高速纺丝对丝条的含油量也有一定的要求油量少时,表面不能均匀地形成油膜摩擦阻力增大集束性差，易产生毛 丝;油量过多，则会使丝条在后加工过程中油剂下滴及污染加居一般用于机织物的丝条含油量为0.4%0.6%,用于针织物 的则高达2%3%.(5) 拉伸倍数纺制聚酰胺FDY一般第一导辊的速度可达POY的生产水平(40005000m/min)而拉伸的卷绕辊筒 则速度高达55006000m/mi n聚酰胺因为玻璃化温度比较低模量也稍低所需拉伸应力相应较小故可采用冷拉伸形式采用第一辊不加热或微热而第二辊进行加热的形耳以实现对纤维的热定型拉伸倍数要考虑成形丝条的性质聚酰胺FDY工艺的拉伸倍数一般只有1.21.3倍.(6) 交络作用:FDY工艺过程设计，是以一步法生产直接用于纺织加工的全拉伸丝为目的考虑到高速卷绕过程中无 法加捻的实际情况故在第二拉伸辊下部对应于每根丝束设置交络喷卿保证每根丝束中具有每米约20个交络点.喷嘴 的另一作用是热定型为此在喷嘴中通入蒸汽和热空气以消除聚酰胺纤维经冷拉伸后存在的后收缩现象丝束经交络后， 便进入高速卷绕头卷绕成为FDY成品丝原则上卷绕头的速度必须低于第二拉伸辊的转速这样可以保证拉伸后的丝条得到一定程度的低张力收缩获得满意的成品质量和卷装聚酰胺FDY的卷绕速度一般为5000m/mi n.第四节聚酰胺纤维的后加工一，聚酰胺短纤维的后加工聚酰胺短纤维后加工过程与聚酯纤维类似除加工工艺条件有一定差别外聚己内酰胺纤维的后加工还需要去除纤 维中残存的单体及低聚物相应地还需要上油压干，开松，干燥等辅助过程通过水洗使单体含量降低到1.5%以下.二,聚酰胺长丝的后加工聚酰胺长丝的后加工与聚酯长丝的类似只是工艺条件不大相同另外,聚酰胺6纤维与其它合成纤维不同的是聚合物中含有低分子化合物，低分子物的存在降低了大分子间的相互作用力起着增塑剂的作用使纤维易于拉伸，但强度却不能同时改善.而且低分子物含量过高易于游离在丝的表面沾污拉伸机械给拉伸带来困难这里不再详述.三，聚酰胺弹力丝的后加工现代的聚酰胺弹力丝生产多采用假捻变形法由于聚酰胺纤维的模量较低织物不够挺括，因此产品一般以高弹丝为主.与低弹丝不同，高弹丝的生产仅使用一个加热器这是与低弹丝生产工艺的最大区别聚酰胺高弹丝的生产多采用摩擦式拉伸变形工艺而聚酰胺膨体长丝:BCF）则以SDTY法即纺丝，拉伸和喷气变形加工一步法为主.四,聚酰胺帘子线的生产特点及后加工帘子线是橡胶制品的骨架材料广泛用于轮胎,胶管,运输带，传动带等领域其第一代产品是棉帘子线第二代产品为粘胶帘子线.聚酰胺帘子线具有断裂强度高抗冲击负荷性能优异耐疲劳强度高以及橡胶的附着力好等优良性能而取代粘胶帘子线成为第三代产品涤纶及钢丝的子午轮胎帘子布已成为第四代产品但对于路面质量较差的国家和地区特别是第三世界国家，强力高，韧性和回弹性好的聚酰胺帘子线仍是第一选择但聚酰胺帘子线也存在缺点如初始模量及动态弹性模量较低等，易产生平点效应.（一）聚酰胺帘子线生产（聚合和纺丝）的特点聚酰胺帘子线丝一般采用切片法生产在生产中，聚合至拉伸过程的工艺与普通长丝基本相同但某些工序存在一些不同之处.1由于要求帘线丝的强度高于一般的长丝因此必须用高粘度相对粘度3.23.5相对分子质量大于20000）的聚合体来制备.2在帘子线纺丝技术上最突出的特点是采用高压纺丝法高粘度的聚合物可在较低温度下纺丝有利于产品质量的 提高最近高压纺丝的压力已达196MPa.3由于聚合物熔体粘度较高通常在喷丝板下加装徐冷装置以延缓丝条冷却使丝条的结构均匀从而获得具有良好拉伸性能的卷绕丝，最终使产品强度提高4为了提高帘子丝的耐热性常在纺丝前，在干燥好的切片中加入防老化剂等添加剂有时也可在聚合时加入，同时 加入润滑剂（如硬脂酸镁）以减少螺杆的磨损并使切片在螺杆中输送通畅防止环结对于聚酰胺6帘子线，由于纺丝后不再 进行洗涤单体的工序，因此要求纺丝前聚合物的单体含量在0.5%1.0%的范围内.5卷绕设备目前多数采用纺丝一拉伸联合机其卷绕速度在1500m/mi n以上，少数厂家采用高速纺丝法6.拉伸有向多区拉伸和大卷装发展的趋势重旦拉伸机一般为双区热拉伸机国产重旦拉伸加捻机有VC431型和SFZN1型目前国外已有三段拉伸的重旦拉伸加捻机出现（二）聚酰胺帘子线的复捻和合股经拉伸加捻后的高线密度丝条捻度比较低，尚不符合帘子线的规格要求为了进一步提高帘子线的强力还需要进行复捻（也有称之为初捻的和合股（也有称之为复捻的环锭加捻机是专门用来加捻和合股较粗的合股线的设詹艮据工艺需要分为前环锭加捻机和后环锭加捻机两种（三）帘子布的织造和浸胶1帘子布的织造:帘子布用聚酰胺帘线作经纱纬纱可用19.729.5tex的棉纱或丙纶纬纱仅仅起固定经纱位置的作用，在轮胎加工过程中，纬纱断裂而失去其作用帘子布的幅宽为1.41.6m,长度短者数百米，长者为数千米.目前国内适合于织造聚酰胺帘子布的设备有G24Z型等帘子布机.2帘子布的浸胶热拉伸帘布的浸胶过程主要由三个部分组成（1）帘布的热拉伸帘布的热拉伸是在热拉伸箱和第一二两组拉伸辊之间进行的热拉伸箱内用温度为190C左右的循环热空气加热，帘布在箱内既热拉伸又热定型第二组拉伸辊内需通冷水使帘布迅速降温不致影响后道浸胶液的温度而使其变质.（2）浸胶:帘布的浸胶液一般用间苯二酚甲醛，胶乳的混合液:又称间甲胶或RFZ液）,浸胶时间约为5s.浸胶后用重型挤压辊挤去多余的胶液再通过真空抽吸装置吸去帘子线间隙中的胶液使附胶量控制在4%6%.（3 ）干燥热定型浸胶后的帘布先经红外线干燥然后进入热定型箱定型温度为190C,定型温度必须高于轮胎制造时的硫化温度（140160C），否则硫化时会发生收缩帘布在第二，三组辊之间给予回缩第三组辊内通冷水以降低帘布温度，便于卷取.表4-2帘子布的热处理条件区域张力/kN温度/C时间/s拉伸率/%干燥9.8 24.5100 14050 12002热拉伸34.3 78.419021020 40412热定型24.5 58.819021020 4002五，聚酰胺膨体长丝的生产聚酰胺膨体长丝(BCF)是采用纺丝，拉伸和喷气变形加工一步法或称SDTY法)进行连续生产制成的该方法具有投资少,废丝少，设备保养容易操作人员少，生产成本低等优点聚酰胺膨体长丝具有三维卷曲手感柔软，覆盖性能好，不掉毛,不起球，耐磨，清扫方便等特点是生产簇绒地毯的理想材料.1.BCF加工工艺流程用纺丝，拉伸和变形一步法生产BCF不仅可生产BCF地毯长丝，而且还可以生产BCF短纤维.(1)BCF地毯长丝生产的工艺流程纺丝T热拉伸T热喷气变形T空气冷却T卷绕T变形地毯长丝筒子(2)BCF短纤维生产的工艺流程纺丝T热拉伸T热喷气变形T空气冷却T切断T纤维输送T成包的BCF短纤维.图4-8 BCF地毯丝生产联合机示意图1-喂入辊2-热拉伸辊3-喷气变形箱4-筛鼓5-较低速度输送辊6-张力和卷饶速度调节器7-卷饶装置8-切丝器9-空气喷嘴2.BCF加工工艺地毯用聚酰胺BCF的单丝线密度为1722dtex丝束根数为50150根，总线密度为5564444dtex.聚酰胺BCF生产工艺条件如下：拉伸温度/C喂入辊90C以下拉伸辊100-190速度/m.min-1喂入速度3001000拉伸速度/m.mi n-1 100(3500拉伸倍数/倍3.5-5变形温度/C过热蒸汽130230或热空气150250空气喷射压力/kPa 196.1490.3卷绕速度/m.mi n-1 60(3000超喂率/% 1530冷却:冷却空气温度C 25SDTY法适宜生产高线密度丝对于低线密度丝喷气变形发展的倾向是多束丝一起变形第五节聚酰胺纤维的性能用途及其改性一，聚酰胺纤维的性能聚酰胺66及聚酰胺6纤维的主要性能如下断裂强度:一般长丝4.457dN / tex强力丝高达6.28.4 dN / tex甚至更高.湿态强度约为干态的85%90%.(2)断裂伸长:强力丝约为20%30%,普通长丝为25%40%湿态时的断裂伸长较干态高3%5%.(3)初始模量:聚酰胺纤维的初始模量比其他大多数纤维都低因此,聚酰胺纤维在使用过程中容易变形弹性:聚酰胺纤维的回弹性极妊例如聚酰胺6长丝在伸长10%的情况下，回弹率为99%,在同样伸长的情况下聚酯长丝回弹率为67%而粘胶长丝的回弹率仅为32%.(5) 耐多次变形性或耐疲劳性由于聚酰胺纤维的弹性好因此它的打结强度和耐多次变形性很好普通聚酰胺长丝的打结强度为断裂强度的80%90%,较其他纤维.聚酰胺纤维耐多次变形性接近于涤纶而高于其他所有化学纤维和天然纤维因此聚酰胺纤维是制造轮胎帘子线较好的纤维材料之一(6) 耐磨性:聚酰胺纤维是所有纺织纤维中耐磨性最好的纤维其耐磨性是棉花的10倍,羊毛的20倍，黏胶纤维的50倍.(7) 吸湿性:聚酰胺纤维的吸湿性比天然纤维和再生纤维都低但在合成纤维中除维纶纤维外,它的吸湿性是较高的聚酰胺6纤维中由于单体和低分子物的存在吸湿性略高于聚酰胺66纤维.(8) 密度:聚酰胺纤维密度小,在所有纤维中其密度仅高于聚丙烯和聚乙烯纤维(9) 染色性:聚酰胺纤维的染色性能虽然不及天然纤维和再生纤纟胆在合成纤维中是较容易染色的(10) 耐光性:聚酰胺纤维的耐光性较差在长时间的日光和紫外光照射下强度下降，颜色发黄,通常在纤维中加入耐光剂，可以改善耐光性能(11) 耐热性:聚酰胺纤维的耐热性能不够好在150C下经历5小时即变黄，强度和延伸度显著下降收缩率增加但在 熔纺合成纤维中,其耐热性较聚烯烃好得多仅次于涤纶通常聚酰胺66纤维的耐热性较聚酰胺6纤维好，它们的安全使用温度分别为130C和93C.聚合时加入热稳定剂可改善其耐热性能聚酰胺纤维具有良好的耐低温性能即使在-70C下,其回弹性变化也不大(12) 电性能:聚酰胺纤维直流电导率很低在加工时容易摩擦产生静电但其电导率随吸湿率增加而增加例如，当大 气中相对湿度从0变化到100%时，聚酰胺66纤维的电导率增加106倍，因此在纤维加工中进行给湿处理可减少静电效应.(13) 耐微生物作用:聚酰胺纤维耐微生物作用的能力较好在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于聚氯乙烯，但有油剂或上浆剂的聚酰胺纤维耐微生物的能力降低(14) 化学性能:聚酰胺纤维耐碱性,耐还原剂作用的能力很好但耐酸性和耐氧化剂作用的性能较差二，聚酰胺纤维的主要用途聚酰胺纤维主要用途可分为衣料服装用产业用和装饰地毯用三大方面1服装用纤维聚酰胺长丝可以纯织或经加弹,蓬松等加工过程后作机织物针织物和纬编织物等的原料其短纤维与粘胶羊毛，棉混纺可制成锦纶华达呢锦纶凡立丁等织物作为衣料，其在运动衣，游泳衣,健美服，袜类等方面占有稳定的市场并日益发展.2产业用纤维产业用聚酰胺纤维涉及工农业交通运输业，渔业等领域其主要制品包括:工业滤布和造纸毛毡，帘布，渔网，绳索和安全网传动运输带消防软管,缝纫线，安全带和降落伞等多种产业用品.3地毯用纤维地毯用聚酰胺纤维正逐年增长特别是新技术开发赋予纤维以抗静电阻燃特殊功能加之旅游，住宅业兴旺也促进了地毯用纤维的增长三，聚酰胺纤维改性及新品种聚酰胺纤维有许多优良性能但也存在着一些缺点如模量低，耐光性,耐热性，抗静电性，染色性以及吸湿性较差需要加以改进，以适应各种用途的需要1异性截面纤维2双组分纤维3.混纤丝4抗静电，导电纤维5高吸湿纤维6耐光耐热纤维7抗菌防臭纤维8改善平点效应的聚酰胺帘子线