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开发差别化聚酯(PET)纤维是化纤产业发展的重点方向。近年来,应市场及消费者的需求,许多化纤企业都将开发柔软、滑爽、保暖的细旦中空PET短纤维作为重要研究项目。在生产加工过程由于细旦及中空度的要求所造成的困难,仅凭往常的工作经验来解决会明显降低工作效率。目前,计算机模拟是解决工程问题的最有效方法。本文意将细旦中空PET纤维熔融纺丝动力学过程与计算机技术相结合,建立、研究纺丝工艺条件与产品性能间权重关系,并对实际生产进行理论指导。针对这一切实需求,本文围绕以下内容进行了研究与探讨:在系统研究PET熔融纺丝动力学过程的基础上,选取力平衡、能量平衡、本构方程及取向方程,拟合公式求解过程中所用的参数及PET材料结构参数。同时,结合中空纤维的几何结构及喷丝板的设计参数、喷丝孔孔数及分布情况,建立了细旦中空PET熔融纺丝动力学单丝、复丝模型。采用四阶龙格.库塔(Runge-Kutta)法对所建模型进行求解编程,求取纺程上纤维中空度、外径、速度及张力的分布。研究细旦中空PET熔融纺丝过程泵供量、熔体特性粘度、纺丝速度、纺丝温度及冷却吹风条件对中空纤维性能的影响。研究结果表明:随着冷却条件的加剧,泵供量、熔体特性粘度的增加以及纺丝温度降低,中空度有所增大;而随着纺丝速度的增加,中空度略有增加。同时,建立了纺丝加工工艺条件与中空度之间的权重关系,分析了不同空间位置丝条的中空度以及凝固点的差异。通过与实验对比,验证了模型的可靠性,并理论上指导1.56dtex×38mm细旦中空PET短纤维的开发。对初始张力F00进行数学拟合,得到F00与纺丝工艺参数之间的数学关系,并进行编程处理,简化程序中关于F00设初值、循环赋值的运行部分,缩短程序的运行时间,提高效率。以建立的模型为理论基础,结合天津石化2000t/a的差别化纤维生产装置成功开发出1.56dtex×38mm细旦中空PET短纤维并实现产业化生产。所得成品纤维的物理性能良好,在保证中空度的前提下仍有较高强度的力学性能。纤维中空度为19.1%,平均线密度为1.61dtex,线密度偏差为3.2%,平均长度为38.7mm,长度偏差率为1.8%,断裂强度为6.14cN/dtex,断裂伸长率为22.5%。目前,从纤维的横截面测试图可以看出纤维的中空度偏差率略高,这与纺丝中采取侧吹风及单面上油有很大关系。但是,鉴于客户需求及对产品性能的要求,采用侧吹风所得产品性能目前可以满足消费需求。今后,可以根据市场需求进一步研究后纺加工工艺过程对纤维性能的影响,全面提高纤维的品质。