1、PLA纤维的生产工艺、结构特点和主要性能生产工艺:工艺
PLA切片一干燥一螺杆挤压一预过滤一纺丝箱一冷却上油一卷绕一热盘拉伸一DT纤维(1)切片干燥:像PET—样,PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝
PLA属聚酯类产品,由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解,造成分子量大幅下降,从而严重影响成品纤维的品质,因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率
PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要,因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难
(2)熔融纺丝:由于具有咼结晶性和咼取向性,PLA纤维具有咼耐热性和高强度,且无需特殊的设备和操作工艺,应用常规的加工工艺便可进行纺丝
但PLA纤维不同于芳香酯的PET,其熔点175°C(由差示扫描量热DSC法测定)与PET的260C差距较大,且熔融纺丝成形较PET困难,主要表现在PLA的热敏性和熔体高粘度之间的矛盾
要使PLA在纺丝成形时具有较好的流动性和可纺性,必须达到一定的纺丝温度,但PLA物料在高温下,尤其是经受较长时间的相对高温时极易发生热降解,因此造成PLA熔融成形的温度范围极窄
纺丝组件:由于PLA熔体的表观剪切粘度随剪切速率的增大而下降,表现为切力变稀流动现象
因为在剪切应力的作用下,大分子构象发生变化,长链分子偏离平衡构象而沿熔体流动取向,表现出预取向性,从而使体系解缠并使大分子链彼此分离,导致PLA熔体的表观剪切粘度下降
因此,必须通过加强剪切来降低其表观粘度,进而解决PLA聚合物热敏性和熔体高粘度之间的矛盾,实现纺丝的顺利进行
(4)速率和卷绕超喂:在生产过程中,为保证PLA纤维有一定的取向度,同时希望拉伸应力和卷绕应力在纺丝过程中得到及时有效地消除,有效控制卷绕张力是关键
另外,由于PLA纤维的玻璃化温度较低,易造成卷绕过程中应力松驰加剧,使纤维