О производстве

Технологический процесс производства полиэфирного штапельного волокна методом прямого формования является непрерывным технологическим процессом, реализуемым в несколько стадий:

1. Получение расплава полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
2. Прямое формование жгута.
3. Получение штапельного волокна заданных физико-механических свойств.

Стадия синтеза полиэтилентерефталата

Синтез ПЭТФ – двухступенчатый процесс, включающий стадии этерификации и поликонденсации.

1. Стадия этерификации:
   Основной реакцией на первой стадии является этерификация терефталевой кислоты (ТФК) этиленгликолем в присутствии катализатора (тригликолята или трёхокиси сурьмы Sb2​O3​) с получением промежуточного продукта – дигликолевого эфира терефталевой кислоты (ДГТ):
   ТФК + этиленгликоль + катализатор → ДГТ + вода.
   В процессе этерификации происходит и частичная поликонденсация (олигомеризация) образующегося ДГТ, в результате которой в реакционной массе появляются короткие цепочки полиэтилентерефталата.
   Условия проведения: температура 240–260 °C, давление 0,2–0,3 МПа, время реакции 3–4 часа.

2. Стадия предварительной поликонденсации:
   Осуществляется процесс увеличения молекулярной массы олигомеров, поступающих со стадии этерификации. Реакция поликонденсации протекает по схеме:
   n ДГТ → (ПЭТФ)n​ + (n−1) этиленгликоль.
   Условия: температура 270–280 °C, вакуум 100–200 Па, время 2–3 часа.
3. Стадия окончательной поликонденсации:
   При перемешивании олигомера происходит удлинение молекулярных цепочек за счёт реакции конденсации концевых групп с отщеплением реакционного этиленгликоля.
   Ключевые параметры: температура 280–290 °C, глубокий вакуум (<100 Па), время 3–4 часа, достижение требуемой вязкости расплава (обычно 0,6–0,7 дл/г).
   Особенность: для полимера текстильного назначения используется матирующая добавка – диоксид титана (TiO2​), вводимая на стадии этерификации в количестве 0,2–0,5% от массы ПЭТФ. Это придаёт волокну матовый оттенок и улучшает его текстильные свойства.
   Полученный расплав полиэтилентерефталата направляется либо на участок формования, либо на установку получения гранулята.

Стадия формования жгута
Расплав полимера из реактора окончательной поликонденсации через фильтры полимера направляется на участок формования.

Формование – процесс получения жгута из расплава продавливанием его через фильеры фильерных комплектов прядильной машины с последующим охлаждением.

Каждый фильерный комплект имеет:

• высокоточный питающий насос (обеспечивает равномерную подачу расплава);
• многоступенчатый фильтр (очищает расплав от механических примесей);
• фильеру с несколькими тысячами отверстий (диаметр отверстий 0,2–0,4 мм).

Питающие насосы продавливают расплав полимера через отверстия фильер при постоянных давлении (10–15 МПа) и расходе. На выходе из фильеры тончайшие струйки расплава преобразуются в филаменты (единичные волокна) в результате равномерного охлаждения воздухом в камере поперечного обдува.

Температура расплава: 285–295 °C. Скорость формования: 800–1200 м/мин.
Для улучшения гладкости и антистатических свойств, а также для уменьшения обрывов нитей при намотке предусмотрена обработка нитей раствором замасливателя (на основе минеральных масел и ПАВ).

Остывшие пучки филаментов от каждого фильерного блока поступают на станы съёма, где отклоняющими валиками собираются в сборный жгут. Полученный жгут по галетам агрегата первичной вытяжки поступает на узел выгрузки жгута и далее в тазы.
Заполненные тазы после выдержки (длительность выдержки ~ сутки) перевозятся на формирование шпулярника на линии отделки волокна.

Стадия отделки и вытяжки волокна

На линии отделки жгуты в тазах, полученные с участка формования, собираются в шпулярник, откуда собираются в полотно и направляются на вытяжку.

Вытяжка волокна производится последовательно на трёх вытяжных станах, где посредством растяжения жгут утончается и удлиняется под действием внешней силы.

Степень вытяжки: 300–400% (в зависимости от требуемых свойств волокна). Температура вытяжки: 80–100 °C (нагрев паром).

Перед вытяжкой производится:

• предварительный нагрев полотна жгута (для повышения пластичности);
• обработка раствором замасливателя (компенсирует потерю смазки при предыдущих операциях и предотвращает обрыв филаментов).

Термофиксация – следующий этап после вытяжки. Её назначение:

• снять остаточные напряжения, возникшие при вытяжке;
• повысить степень кристалличности волокон;
• увеличить эластичность волокон;
• уменьшить термоусадку волокон для стабилизации их размеров.

Далее жгуту придаётся извитость (для улучшения сцепляемости волокон в пряже) и производится его окончательная термическая обработка в печи термофиксации, где происходит:

• снятие напряжений;
• усадка;
• удаление остаточной влаги (до уровня <0,1%).

Параметры термофиксации: температура 180–220 °C, время 10–30 минут.

Финальная стадия: резка и упаковка

Высушенный жгут направляется на узел резки, где нарезается на волокна определённой длины (обычно 32–64 мм для текстильных применений). Затем волокно передаётся на пресс.

В кип‑прессе формируется кипа штапельного волокна заданной массы (370 кг).

Готовая кипа:

• упаковывается в полиэтиленовую плёнку;
• взвешивается;
• маркируется (указываются тип волокна, линейная плотность, длина резки, партия и дата производства);
• передаётся на склад готовой продукции.