阻燃性能：采用M233M垂直法阻燃仪对DTY异捻丝进行阻燃性能的测试。

2 结果与讨论

2.1 纺丝工艺

2.1.1 阻燃PET切片和色母粒的干燥

由于实验所用的阻燃PET切片为磷系阻燃切片，是在酯化或缩聚阶段将含有阻燃元素的阻燃剂作为共聚单体嵌入聚酯大分子链中，与聚酯的单体共聚制得[4-5]，导致其与常规聚酯相比，玻璃化温度、结晶温度、熔点、特性黏数等都有所下降，且表层水分含量也较高，因此遇到热空气切片容易产生结块等现象[6]。而真空转鼓干燥装置在干燥过程中对切片不断进行上下、内外翻动，更换受热面，同时从阻燃PET切片中蒸发的水气不断被真空泵抽走而达到切片干燥的目的[5]，因此选择了真空干燥机对阻燃PET切片进行干燥。为了达到良好的干燥和增黏效果，对转鼓真空系统进行了改进，采用了三级真空泵，即含一级水环真空泵、两级罗茨真空泵，设备极限真空度小于等于150 Pa。采用这种干燥方式解决了阻燃PET切片在连续干燥过程中容易降解的技术难题。通过实验，最终采用80 ℃干燥4 h、100 ℃干燥2 h、135 ℃干燥13 h分段干燥的方式，转鼓内真空度为80～100 Pa，可使阻燃PET切片含水率在50 μg/g以下，干湿切片黏度降小于0.003 dL/g。

色母粒中的水分也影响可纺性，尤其在制备六叶形截面纤维时，容易导致毛丝的产生。经实验，对色母粒进行干燥，当干燥温度为125 ℃、干燥时间4～5 h时，能达到理想的干燥效果。

2.1.2 纺丝温度

阻燃PET切片的特性黏数、熔点均较常规PET切片低，色母粒的加入也导致其流动性能发生变化，在纺丝过程中纺丝温度宜适当降低，避免热降解、飘单丝、截面形状不良等现象发生。但对于异形纺丝，当纺丝温度控制过低时，熔体黏度增加，会导致熔体挤出喷丝孔时膨化现象严重，同样也会引起截面形状不良的现象，且因熔体的流变性能和均匀性变差，纺丝时毛丝、断头增多。因此，在实验中，设定联苯的气相温度为270～283 ℃、滤后压力设定为11～12 MPa、螺杆各区温度分别为260，265，270，275 ℃，纺丝箱体温度275 ℃，可纺性好。

2.1.3 喷丝板设计

(1)叶片长宽比对纤维异形度的影响

对于异形截面纤维的制备，异形喷丝板是制造异形纤维的关键。由于异形喷丝板的孔形复杂，而且精度和光洁度要求高，因此制板工艺难度大，尤其是异形喷丝板的孔形设计最为关键[7]。另外，喷丝孔排列方式关系到熔体细流是否能充分均匀冷却及凝固成形良好，同时对纤维的异形度也有影响。以规格270 dtex/74 f的六叶形截面POY产品为例，喷丝板孔形状如图2所示。

图2 六叶形喷丝孔形状示意Fig.2 Shape sketch of hexalobular spinneret hole

当纺丝速度为3 000 m/min时，不同叶片长宽比对纤维异形度的影响如表2所示。从表2可知，随着喷丝孔叶片长宽比的增加，制备的纤维异形度增加。因此，实验选择喷丝孔叶片长宽比为2.50。

表2 六叶形喷丝孔叶片长宽比对纤维异形度的影响Tab.2 Effect of length-to-width ratio of hexalobular spinneret hole blade on fiber profile degree喷丝孔叶长/mm喷丝孔叶宽/mm长宽比 异形度,%0.150 0.250

(2)喷丝孔长径比对纤维异形度的影响

由于纺丝熔体出喷丝口时会产生膨化效应，膨化效应太大，会影响异形度。喷丝孔的长径比增加，有利于纺丝流体松弛，弹性下降，并可使熔体流动稳定，形成良好的异形度[8]。经实验，制备270 dtex/74 f的六叶形截面POY产品时，当喷丝孔长径比大于2.5时，纤维截面良好。

(3)喷丝孔排列方式对纤维质量的影响

实验中，采用侧吹风进行冷却成形，而且产品为多孔异形截面丝，因此喷丝孔的排列方式不但影响到每根纤维的冷却均匀性，同时对纤维的异形度也有明显的影响。经实验，当喷丝孔的尺寸与喷丝板孔的排列方式如图3所示时，能很好地满足纺丝要求。

图3 喷丝孔排列方式示意Fig.3 Arrangement of spinneret holes

2.1.4 组件压力

组件压力的大小会影响熔体的温度，即影响熔体的流动性能。有研究表明：组件压力每升高10 MPa，熔体温度升高3～4℃[9]。因此，组件压力的设定对于多孔有色异形产品则更为重要，不但影响到纤维的生产稳定性，同时也影响到纤维的截面形状及组件使用周期。经实验，当组件初始压力为9.5 MPa时，纤维可纺性良好，产品质量稳定，组件使用周期达到20 d以上。

文章来源：《世界有色金属》 网址: http://www.sjysjs.cn/qikandaodu/2021/0320/874.html