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熔喷原料从进入熔喷设备到流出喷丝孔之前的过程主要是指:在熔喷工艺过程中,高聚物切片(固态)从料斗进入培喷设备系统后,首先经过螺杆挤出机,然后通过计量泵,到达纺丝箱即模头组合件,然后从喷丝孔被挤出。在该过程中,熔体经过的基本物理化学过程主要有:高温逐渐熔融、挤压机搅拌和向前挤压、混和排空、计量、在分配流道中均勻分配和毛细孔中流动。目前对该过程的研究主要集中在熔体分配流动方面的研究,即主要是熔体受到从螺杆挤出机的挤压,从一个直径相对较大的流道流入模头,然后在模头中进行熔体分配,分配到数量很多的毛细管(即喷丝孔。各个喷丝孔的内径都相等)中,再以相同的速度流出毛细管。熔喷工艺模头的形式主要有衣架型模头、鱼尾型模头和“T”型模头三种形式。保证从各个喷丝孔纺出的纤维
直径相等,是保证熔喷纤维网产品横向质量在理论上均匀要点。随着熔喷非织造纤维材料及其产品应用范围的益扩大,对熔喷设备特别是模头组合件提出了更高要求“两高一宽”。即在保证产品质量的前提下,熔喷非织造系统设备的生产速度更高,生产效率更高,产品幅度更宽。这些设备系统要求的提高又对熔喷主要设备之一的模头组合件的设计提出了较高的要求。而熔喷模头组合件的设计主要包括两个方面:气流通道和熔体分配系统的设计。对熔体分配系统的设计的主要目的是,在满足非织造纤网产品均匀性和厚度等质量要求的条件下,该模头生产出来的产品幅宽更宽。对比熔融纺丝原理分析了熔喷工艺中溶体的细化历程,将熔喷工艺模头下方分空间成挤出胀大区、向下拉伸区和气流拉伸区。他们指出,由于高聚物熔体具有松驰特性,使得熔体从喷丝孔被挤出而没有被拉伸前,熔体发生挤出胀大现象,直径比喷丝孔直径大。这个现象发生在距离很近且长度很小的区域内,常常被人们所忽略。向下拉伸区是聚合物熔体主要细化的区域,在该区域内,聚合物熔体被空气射流快速拉伸细化成很细的纤维。气流拉伸区为远离模头的一个区域,在该区域内,聚合物熔体基本上停止细化达到直径相对稳定的状态,纤维温度降低而逐渐发生固化。
熔体拉伸细化过程分为三个区域,分别叫一区、二区和三区。在一区内,气流速度较低,熔体处于连续状态,直径大于10μm。在二区和三区内,溶体细流发生断裂和不稳定运动状态。