拉伸是UDY絲後加工生產中必不可少的重要過程，對纖維質量的影響很大。滌綸長絲經拉伸後便卷繞成筒，由於卷繞成筒裝置一般為環錠，卷繞時給絲線加以一定的撚度，所以長絲生產中一般統稱為拉伸加撚。

拉伸的目的和要求

1.目的

卷繞絲(UDY)的強度低，伸度高，尺寸穩定性差，性質極不穩定，不能直接用於織造。通過拉伸和熱定型，可使纖維大分子獲得一定的取向度和結晶度，從而使絲線在強度、伸長、沸水收縮率、染色均勻性等方面滿足織造和使用的要求同時給予一定的撚度，增加單絲間的約束，便於儲存、運輸和使用。

長絲的強度、伸度、沸水收縮率及染色均勻性等性能取決於纖維的微觀結構。除了高分子本身固有的大分子鏈結構的影響外，取向和結晶等超分子結構起著關鍵的作用，只有經過拉伸，在拉伸應力和溫度的作用下，長絲才能獲得必要的超分子結構。

2.要求

①拉伸過程穩定，產品質量好，生產效率高。

②拉伸機上錠與錠之間的各種條件一致力防止錠位差異造成質量問題。因為長絲沒有短纖維那樣的混纖機會，往往因一個筒子的質量問題便造成大批織物降等。

③盡可能減少拉伸過程中的毛絲和“繞輥”現象，以防止其影響假撚變形過程中的斷頭率。

拉伸工藝條件

1.卷繞絲的平衡條件

由於紡絲過程中的急劇形變，卷繞絲內部分子間存在內應力，結構極不穩定。在卷繞筒子的表層和內層之間，存在更明顯的差別。如果將這種卷繞絲立即拉伸，不僅使成品絲的不勻率高，還易產生毛絲和斷頭。因此，剛落筒的卷繞絲必須在一定的溫濕度條件下平衡一定的時間，以減小或消除絲線內部的應力和內外層的不均勻。

據資料介紹，2h之內，取向等結構的變化較明顯，以後逐漸平穩。因此，平衡時間一般不小於2h，最好為8～12h。但時間不能太長，若超過一個星期，卷繞絲分子間的次價鍵增加，會使卷繞絲老化變硬，拉伸時毛絲、斷頭率增高，基至無法進行拉伸。

平衡溫度一般為25℃。從促進應力松弛來說，溫度高能促進應力松弛；但從減緩原絲老化來說，溫度低能減緩原絲老化。故應綜合考慮。

相對濕度取75%左右。平衡間保持一定的濕度可防止原絲中的水分快速揮發。濕度太低易造成表層水分蒸發快，造成內、外層絲的含水率不一。水分對纖維起増塑作用，含水率不勻會在拉伸時造成明顯的伸度不勻和取向不勻。

2.拉伸倍數

拉伸倍數直接影響成品絲的強伸度和線密度等。拉伸倍數高，成品絲條強度高、伸度低、線密度小。但拉伸倍數過高，會使絲條斷裂，產生毛絲和斷頭。拉伸倍數過低，則使拉伸不勻，出現"橡皮筋“絲等。故拉伸倍數應選擇在一個適當的範圍內，兼顧產品質量和生產效率。

拉伸倍數的大小主要受紡絲速度的影響。據資料介紹，纖維的總拉伸長度為一常數(見圖9-6)，在紡絲吐出量恒定時，紡絲速度愈高，卷繞絲的拉伸伸長度愈低，相應的拉伸倍數愈小。

在紡絲速度一定的情況下，·拉伸倍數選擇的原則是大於自然拉伸倍數、小於斷裂拉伸倍數，通常在3.5～4.2之間。另外，拉伸倍數與噴絲頭拉伸倍數、原料、紡絲溫度和預取向度有關。

3.拉伸溫度

滌綸長絲要實現真正拉伸，其分子鏈和鏈段必須具有一定的活動性。分子鏈和鏈段的活動程度與溫度有關，溫度愈高，活動性愈強。

分子鏈段開始活動的最低溫度是玻璃化溫度(Tg）。卷繞絲的Tg=69℃，只有當溫度(T)＞Tg時，才能進行正常拉伸。若T＜Tg拉伸，由於鏈段處於”凍結“狀態，單絲表面容易破裂，內部亦可能出現空洞，產生毛絲和斷頭；即使不斷頭，卷繞成筒時容易出現圈絲，拉伸不均勻，染色時會收縮變硬或產生”竹節絲“(未拉伸絲)。

由於纖維的屈服強度隨著拉伸溫度的提高而降低，在T＞Tg的條件下拉伸，拉伸應力可變小，有利於減少毛絲和斷頭。溫度愈高，拉伸應力愈小。但T＞110℃時，分子鏈活動能力太強，出現解取向，大分子的取向度反而隨溫度的升高而降低，這對提高強度不利。

在實際生產中，拉伸溫度(熱盤溫度)一般選擇在高於玻璃化溫度10～20℃的範圍內，即拉伸機上的熱盤溫度控制在80～90℃。在這個範圍內，溫度的變化對拉伸絲的強度無明顯影響，但隨著溫度的提高，拉伸倍數可適當提高，成品絲的沸水收縮率降低，結晶度提高。隨著拉伸應力的減小，毛絲、斷頭減少，但染色不均率有增加的趨勢。

此外，錠位熱盤溫差應盡可能小，宜控制在±1℃的範圍內。溫差過大，會使拉伸絲的各種不勻率增大，尤其是染色深淺不一，影響質量。

4.拉伸速度

拉伸速度既決定拉伸加撚機的產量，又對絲的質量有影響。拉伸速度越高，一方面產量高，另一方面拉伸應力下降，沸水收縮率降低，纖維上染率增加。因此，在設備條件和卷繞絲質量允許的情況下，一般取比較高的拉伸速度為宜。但拉伸速度過高，纖維大分子鏈的形變來不及發展，會使內應力增加，導致產生毛絲和斷頭。拉伸速度一般為800～1000m/min。

5.定型溫度

卷繞絲經過拉伸後，內部存在一定的內應力，成為不穩定的結構。經過熱定型使內應力消除，使拉伸絲性能穩定，並可使絲線進一步結晶，強化其物理性能。

長絲用熱板進行定型。熱板的溫度(非接觸式為縫隙溫度)一般選180℃左右。因為滌綸在160～190℃之間1/2處的結晶化時間最短。隨著熱板溫度的提高，拉伸絲的沸水收縮率降低，上染率下降。但熱板溫度過高，會使大分子松弛，拉伸應力下降，產生解取向，導致絲條強度降低。

拉伸過程中的定型是緊張熱定型(有張力)，加上熱板長度的限制，定型時間較短，定型效果只能達到一定程度，如沸水收縮率仍然較高(大大超過短纖維)。

在實際生產中，不用熱板，適當提高熱盤溫度，同樣可達到質量要求，並對提高絲的染色均勻性有一定的好處。特別是用於假撚變形的拉伸絲，不經熱板定型可使低彈絲的染色均勻性(M率)提高3%～5%，還可節約熱板用電。

定型溫度的選擇取決於品種和拉伸過程中的毛絲、斷頭狀況。熱盤溫度在78～84℃之間，熱板溫度在175～185℃範圍內。

6.拉伸絲的卷繞成形條件

拉伸絲的卷繞成形條件主要有卷繞張力、錠速、鋼絲鉤(鋼針)型號、卷繞角、錐面角等。卷繞張力由錠速和鋼絲鉤大小決定。卷繞張力盡可能恒定或由內向外逐漸減小。

對大卷裝來說，錠速逐漸降低，卷繞張力才不致隨筒子直徑增大而變大。近似於恒張力或者卷繞張力逐漸變小，可使成品筒子內外松緊大體一致，筒子內外層絲的性能均一。

卷繞張力的變化範圍允許在0.088～0.176cN/dtex之間，為此錠速選擇在7500～10600 r/min之間，可基本保持筒子的表面線速度一致。

鋼絲鉤型號越小，自重越大，在相同錠速下形成的卷繞張力就越大。為使錠子盡量在較低的速度下運轉，在生產線密度較高的拉伸絲時，可選號數小一些的鋼絲鉤，如167dtex用23號鋼絲鉤；生產線密度較低的拉伸絲時，用號數比較大的，如55dtex用26號鋼絲鉤。

卷繞角應使成形紋路適中、無疊絲。卷繞角由鋼領升降速度控制。一般鋼領升降時間為20s，升降速度要均勻，換向時平穩，無停頓現象。

筒子的錐面角不能太大，太大易造成絲條滑脫、塌邊。但錐面角也不能太小，太小使簡子的卷裝量變小。一般可在小於臨界角23°的情況下確定。

拉伸過程中纖維結構的變化

UDY經過拉伸，從低取向、基本無結晶的卷繞絲結構變成取向和結晶均較高的成品絲結構。

拉伸引起纖維最大的變化是大分子、晶粒和其他結構單元沿纖維軸向排列。這種排列是最能承受應力的擇優排列，對纖維的強度、模量、伸度有重要貢獻。

在未產生解取向的溫度範圍內，隨著拉伸倍數的提高，取向度提高，使纖維強度增加拉伸倍數低，纖維的取向度也低，低到一定程度時會出現拉伸不足的”橡皮筋“絲。表征拉伸絲取向程度的雙折射一般在60×10(^- 3)左右。

影響取向度的另外兩個因素是拉伸和定型的溫度。拉伸溫度適當提高，拉伸倍數可以増大。定型時的加熱處理，可消除由於拉伸產生的纖維內應力，防止已經取向的大分子改變取向，使分子的取向結構穩定。

拉伸絲的結晶度可達40%左右，隨著滌綸長絲結晶度的增大，纖維的密度增大，剛性和抗張系數增強，硬度與耐磨性增大，熔點升高，透明度降低，溶解變難，吸色性變差。

結晶的生成需要一定的溫度和時間。一般拉伸溫度在玻璃化溫度之上，並有一定的加熱時間，則具備了產生結晶的條件。但這不是造成拉伸絲高結晶度的主要原因，因為拉伸溫度僅高於玻璃化溫度10～20℃，加熱時間又較短。

造成拉伸絲高結晶度的主要原因是拉伸應力的誘導作用，促進結晶速度增大；同時，定型熱板的溫度對結晶也有一定的影響，主要調整結晶的形態。在較高的定型溫度下，小的晶粒或不完全的微晶粒消失，大而完全的晶粒生長，有時

甚至消失的速度大於生長的速度。

實驗表明，相同的熱盤溫度下，不用熱板定型得到的絲線結晶度比使用熱板高出1%左右。但這種絲的沸水收縮率大於使用熱板定型的拉伸絲，這可能是熱板定型能使應力誘導產生的結晶進一步完善。

滌綸長絲的性能與結晶進一步完善程度亦有很大關系。卷繞絲(UDY)基本上是非結晶結構，在拉伸中建立的結晶結構較完善和理想。因此，常規紡絲制得的UDY,經過適當的拉伸使成品絲達到較理想的結品結構，從而得到高強度、高模量的滌綸長絲。

而高速紡絲制得的POY絲由於已經有了微結晶，雖然經過拉伸後結晶度也提高，但沒有UDY絲拉伸後的結晶結構完善。這是用POY生產的拉伸絲在強度、模量等性能受到影響的原因。

來源：紡織幹貨 紡機網