如何改善聚甲醛紡絲性？

不知道

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一、剖析聚甲醛紡絲難點

1. 高結(jié)晶速度：在 165 - 175℃的紡絲溫度下，POM 會迅速結(jié)晶，這容易使纖維內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。

2. 熔體強(qiáng)度欠佳：在紡絲過程中，POM 熔體容易斷裂，尤其是在高速紡絲時這種情況更為明顯。

3. 熱穩(wěn)定性不佳：當(dāng)溫度超過 180℃時，POM 容易發(fā)生熱分解，進(jìn)而產(chǎn)生甲醛氣體。

4. 流動性較差：POM 的熔體流動速率（MFR）通常小于 10 g/10min，這使得它在紡絲時需要較高的剪切力。

二、材料改性方法

1. 共聚改性

• 引入第三單體：

• 加入 0.5 - 3% 的二氧戊環(huán)（DOX），能夠?qū)?POM 的結(jié)晶度從 75% 降低至 60%，同時使熔點降至 160℃左右。

• 共聚后的 POM（如 POM - CO），其熔體熱穩(wěn)定性可提高 30℃。

• 與其他聚合物共混：

• 加入 5 - 15% 的聚乙烯（PE），可以降低 POM 熔體的粘度，當(dāng)加入量為 10% 時，MFR 能提高 2 - 3 倍。

• 共混時需要添加相容劑，例如馬來酸酐接枝聚乙烯（PE - g - MAH），添加比例為 1 - 2%。

2. 成核劑調(diào)控

• 添加納米成核劑：

• 加入 0.1 - 0.5% 的納米滑石粉（粒徑小于 100nm），可以使 POM 的結(jié)晶速率降低 20%，從而減少紡絲過程中的應(yīng)力。

• 采用有機(jī)成核劑，如苯甲酸鈉，添加量為 0.3%，能夠細(xì)化晶粒，提升纖維的均勻性。

3. 分子量調(diào)整

• 控制分子量分布：

• 采用雙峰分子量分布設(shè)計，讓低分子量部分（Mw <5 萬）提高熔體的流動性，高分子量部分（Mw> 15 萬）增強(qiáng)熔體的強(qiáng)度。

• 可以使用端基封端技術(shù)，如甲氧基封端，將 POM 的熱分解溫度提高至 210℃。

三、紡絲工藝優(yōu)化

1. 溫度控制

• 紡絲溫度范圍：對于均聚 POM，紡絲溫度應(yīng)控制在 180 - 190℃；對于共聚 POM，紡絲溫度可控制在 170 - 180℃。

• 溫度梯度設(shè)置：從擠出機(jī)到噴絲板，溫度梯度應(yīng)控制在 5 - 10℃，以避免熔體降解。

2. 流變性能優(yōu)化

• 剪切速率選擇：將剪切速率控制在 103 - 10? s?1，這樣可以降低熔體的粘度。

• 拉伸倍數(shù)確定：紡絲的拉伸倍數(shù)應(yīng)控制在 5 - 8 倍，以平衡纖維的取向和強(qiáng)度。

3. 冷卻與牽伸

• 側(cè)吹風(fēng)參數(shù)：側(cè)吹風(fēng)的溫度應(yīng)控制在 20 - 30℃，風(fēng)速為 0.5 - 1.0 m/s，這樣可以使纖維快速冷卻，避免結(jié)晶過度。

• 后處理工藝：在 120 - 140℃下對纖維進(jìn)行熱定型處理 10 - 30 秒，以消除纖維內(nèi)部的應(yīng)力。

四、助劑協(xié)同應(yīng)用

1. 潤滑劑：

• 加入 0.2 - 0.5% 的硬脂酸鋅，能夠降低 POM 熔體與設(shè)備之間的摩擦系數(shù)，使其從 0.3 降至 0.15。

2. 抗氧劑：

• 復(fù)配使用 0.1% 的受阻酚類抗氧劑（如 Irganox 1010）和 0.1% 的亞磷酸酯類抗氧劑（如 Irgafos 168），可以將 POM 的熱分解時間延長至 30 分鐘以上。

3. 分子量穩(wěn)定劑：

• 添加 0.05 - 0.1% 的三聚氰胺，能夠捕捉 POM 分解產(chǎn)生的甲醛，抑制進(jìn)一步的降解。

五、設(shè)備與工藝改進(jìn)建議

1. 螺桿設(shè)計：

• 采用漸變型螺桿，壓縮比為 2.5 - 3.0，以增強(qiáng)熔體的混合效果。

2. 噴絲板優(yōu)化：

• 選擇孔徑為 0.1 - 0.3mm 的噴絲板，并采用圓形或三葉形孔，以減少熔體的擠出脹大現(xiàn)象。

3. 紡絲環(huán)境控制：

• 將紡絲車間的濕度控制在 50% 以下，避免 POM 吸濕。

六、性能測試與標(biāo)準(zhǔn)

1. 可紡性評價：

• 斷頭率應(yīng)小于 0.5 次 / 小時。

• 纖維的線密度偏差率應(yīng)小于 ±5%。

2. 纖維性能指標(biāo)：

• 斷裂強(qiáng)度應(yīng)大于 600 MPa。

• 斷裂伸長率應(yīng)控制在 15 - 25%。

七、注意事項

1. 成本考量：共聚改性會使 POM 的成本增加 10 - 15%，需要根據(jù)實際需求進(jìn)行權(quán)衡。

2. 環(huán)保要求：在紡絲過程中，必須配備甲醛吸收裝置，確保車間空氣中甲醛濃度低于 0.5 ppm。

3. 回收利用：廢絲的添加比例不應(yīng)超過 10%，否則會影響纖維的性能。

通過上述綜合措施，POM 的紡絲性能夠得到***改善，滿足工業(yè)絲（如漁網(wǎng)、濾布）和工程纖維（如齒輪增強(qiáng)材料）的生產(chǎn)要求。建議根據(jù)具體的設(shè)備條件和產(chǎn)品需求，選擇 2 - 3 種改性方法進(jìn)行組合優(yōu)化。

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