1樓：宮非
2020-12-01
熔體離開噴絲孔時，熔體細流直徑變大的現象稱為「膨化」，膨化率過大會造成柱頭、粘板甚至熔體破裂。在孔徑一定的條件下，噴絲孔變長，熔體在噴絲孔中的鬆弛時間延長，可以有效降低膨化率，長徑比過大，則噴絲板加工難度大大提高，因此，細旦絲的長徑比一般再2.5-5.
0 為宜。
化學纖維的成型是將紡絲流體（聚合物熔體或溶液）以一定的流量從噴絲孔擠出，固化而成為纖維的過程，它是化學纖維生產過程中最重要的環節之一。化學纖維成型亦稱紡絲，主要採用「熔體紡絲法，melt-spinning」、「乾法紡絲法，dry-spinning」和「濕法紡絲法，wet-spinning」。從工藝原理角度，這三種紡絲方法均由四個基本步驟構成：
① 紡絲流體（溶液或熔體）在噴絲孔中流動；
② 擠出液流中的內應力鬆弛和流動體系的流場轉化，即從噴絲孔中的剪下流動向紡絲線上的拉伸流動的轉化；
③ 流體絲條的單軸拉伸流動；
④纖維的固化。在這些過程中，成纖聚合物要發生幾何形態、物理狀態和化學結構的變化。
「膨化比」又稱「脹大比」，與纖維的固化有關，熔體由紡絲「計量幫浦，metering pump」以一定壓力壓經噴絲孔壓出時，在外力（捲繞拉力、熔體重力和空氣的摩擦力等）和「紡絲冷卻筒，air cooling chimney」和「紡絲甬道，metering duct」中的空氣氣流的冷卻作用下，使熔體拉長、變細、固化而最終形成初生纖維。由於熔體是高分子聚合物，呈現出非牛頓型的流動，所以熔體細流的固化成形歷程，基本上可分為入口區、孔流區、脹大區、形變區和等速區。其中，「脹大區」指熔體細流離開噴絲孔後的一段區域，直徑膨化最大的地方，通常離噴絲板不超過 10mm。
在此區中，由於剪下速率和剪下應力迅速減小，熔體在進入孔口時所儲存的彈性能，以及在孔流區貯存的並來不及在孔道中鬆弛的那部分彈性能將在熔體流出孔口處發生回彈和應力鬆弛，導致細流膨化脹大。過大的膨化易造成細流斷裂或紡絲不勻，因此必須防止。產生出口膨化現象的主要原因是高彈形變的迅速恢復，使細流產生膨脹，另外，熔體流經出口時速度場的變化，以及熔體的表面張力等也是重要因素。
膨化脹大的程度與分子量、紡絲溫度和噴絲孔長徑比有關，隨分子量減小、紡絲溫度提高和噴絲孔長徑比增大而膨化率降低。在熔體紡絲時，膨化現象不利於紡絲成形，所以在紡絲成形過程中應嚴格控制膨化率。脹大比過大時，會產生纖度不勻、熔體破裂、熔體和噴絲板剝離效能差等。
回答問題前先來了解擠出細流的型別。化學纖維成型首先要求把紡絲流體從噴絲孔道中擠出，使之形成細流，因此正常細流的形成是熔體紡絲及溶液紡絲必不可少的先決條件。隨著紡絲流體粘彈性和擠出條件的不同，擠出細流的型別大致可以分為四種，即液滴型、漫流型、脹大型、熔體破裂。
其中，脹大型細流一般屬於正常的紡絲細流，只要脹大比 （指細流最大直徑與噴絲孔直徑之比）控制在適當的範圍內，細流就連線而穩定，一般紡絲流體的 約在 1～2.5 的範圍內。 過大，對於提高紡速和絲條成型的穩定性不利，因此，實際紡絲過程中希望 接近於 1。
孔口脹大的根源在於紡絲流體的彈性，自由擠出細流的脹大比隨孔口處的法向應力差的增加而增大。增加鬆弛時間，減小噴絲孔長徑比 以及增加紡絲流體在噴絲孔道中的切變速率，均能使法向應力差增大，從而導致擠出脹大比增加，擠出脹大比過大往往是熔體破裂的先兆。分類：
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