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玻纤布连续喷丝过程中的稳定性

2022-03-19    来源:    作者:佚名  浏览次数:127

玻纤布连续喷丝过程中的稳定性:
1)流体特性。在研究胶体成纤工艺时,对流体的流动特性和流体的流速进行测量,分析了小孔流动稳定性问题。在衡量流体流动性时,-般用雷诺数来鉴别其为层流或湍流。对于小分子流体的圆管流动,雷诺数Re随着流速的增大而增大,当Re大于2000时,流体即由层流转化为湍流。喷丝时必须使流体保持层流状态。由于聚合物溶(熔)体的黏度一般都很大,喷丝速度不很高,喷丝孔径较小。因此Re较小,一般不会发生因流速的提高而导致湍流发生。试验胶体在成纤过程中雷诺数一般为:Re = (prD)/p = 1.6 x0.0063 x0.03/100 = 2.88 x 10-6
式中ρ胶体密度,g/cm3 ;
D一喷丝孔直径,cm;
V胶体黏度,Pa.s。
由于喷丝胶体的无机高分子结构特性,不稳定的流动是由于分子内弹性变形所引起的,即非牛顿流体现象。当弹性形变的能最达到与克服粘滞阳力的流动能量相当时,则发生不稳定流动,被称为弹性测流。试验表明,在用小于305Pa“。(3050P) 较低教度收体。大于IMP高压力和0.1mm小直径喷孔进行喷丝试验时可观察到非牛顿现象,即胶体在流出喷丝孔时呈现纺锤形气球状膨胀,膨胀直径约为3mm,超过喷孔直径30倍无机高聚物分子发生急速变形,制出的纤维较粗。纺丝理论认为这种现象发生会破坏丝根稳定性,应力求避免。


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0形孔口膨胀和弹性湍流在设计喷丝工艺时都应抑制和避免。一般来说,提高胶液温度,减小喷丝孔挤出速度及改善喷丝孔的孔道形状都可以避免孔口膨胀和弹性湍流的发生。
2)胶体成丝稳定性。水溶性胶体连续成纤的稳定性是制备连续纤维的工艺关键。水溶性胶体成纤时受到的作用力有表面张力、流变力、重力,与介质的摩擦力和拉力等。试验表明,无拉力的静态环境成型时纤维有较高的直径下限,热处理前通常大于50um。一般认为,丝根中的黏性力和表面张力要比重力和由于动量造成的力在数量级上高很多。采用适当的拉力克服丝根中的黏性力和表面张力可使纤维达到要求的细度范围。

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