摘要: 聚酰胺6(PA6)纤维具有优良的强度、耐磨性、弹性回复率、吸湿性，在服装、家纺、产业上都有着广泛的应用。目前PA6的生产主要采用水解开环聚合工艺，但由于反应可逆，聚合达到平衡时PA6中含有8%-10%左右的低聚物，严重影响PA6的加工性能；故PA6纤维的... 展开 聚酰胺6(PA6)纤维具有优良的强度、耐磨性、弹性回复率、吸湿性，在服装、家纺、产业上都有着广泛的应用。目前PA6的生产主要采用水解开环聚合工艺，但由于反应可逆，聚合达到平衡时PA6中含有8%-10%左右的低聚物，严重影响PA6的加工性能；故PA6纤维的生产无法采用熔体直接纺丝的方法，需要对聚合得到的PA6进行造粒、萃取、烘干后再进行熔融纺丝，工艺繁琐，生产成本高。本文主要对含低聚物PA6的加工性能进行分析，再利用有限元分析软件POLYFLOW对含低聚物PA6对熔融纺丝过程进行模拟探究，最后对制备出的含低聚物PA6纤维性能进行分析，探究低聚物对PA6加工过程的具体影响，为PA6熔体直纺提供理论支撑。 首先，采用控制萃取时间的方法制备出不同低聚物含量的PA6切片，并对其各物性参数进行测量。主要有利用称重法与高效液相色谱对切片中低聚物含量进行测定；通过DSC获取不同低聚物含量PA6的结晶、熔融、比热容等参数，同时对样品进行非等温结晶处理，发现低聚物的存在，使得PA6的结晶过程由均相成核向异相成核转变，结晶速率先增大后减小并在低聚物含量为2.5%时取得最大值；通过毛细管流变仪，发现低聚物含量越多的PA6熔体的与牛顿流体的偏离程度越大，流动性越差。 其次，对含低聚物PA6的熔融纺丝过程进行模拟探究，通过对PA6切片的测试得到考虑低聚物存在的温度依赖粘度方程及结晶、热性能相关参数，在结晶方程、本构方程、粘度方程、热交换方程的基础上进行低速纺丝模拟，在考虑到抽吸装置及侧吹风冷却装置下对密度变化及热交换方程进行修正得到高速纺丝模型。主要对纺丝过程中样品的速度场、温度场、纤维半径等几个角度进行详细分析，发现低聚物的存在会使PA6纺丝时速度梯度变化增大、固化点下移、膨胀系数增大，不利于纺丝的顺利进行，在对含少量低聚物(3%以下)PA6进行纺丝时需要适当升高温度得到更好的流动性，利于纺丝顺利进行；而在高速纺丝时卷绕速度的改变对PA6纺丝的速度场及温度场影响不大，高速纺丝时PA6的速度梯度变化更大，对PA6中低聚物含量的控制要求更高。 最后，结合POLYFLOW软件模拟结果对含低聚物PA6进行低速纺丝实验，对不同低聚物含量PA6的熔融纺丝可纺性进行直观评判，发现切片的低聚物含量最多在3%时可成功纺丝，在低于2.5%时，纺丝情况良好，但当低聚物含量更高时，则纺丝困难；同时在纺丝过程中当PA6熔体经过螺杆加热后，会发生一定程度的热降解导致低聚物含量增多；在对制得的纤维测试时发现低聚物含量在0.75%-1.25%时其对应的结晶度会随之增大，但更多含量的低聚物会使其结晶度降低，取向度会随着低聚物含量的增多而降低，同时低聚物含量0.75%、1.25%的PA6纤维依然有较好的力学性能，而低聚物含量更高时纤维的力学性能有所下降。 收起