高压纺丝过程中,高聚物熔体的大分子在通过高阻尼的过滤层和大长径比喷丝孔时,由压力降引起的内摩擦能转化成热量,使熔体温度升高,瞬间达到纺丝所需高温,使熔体在不发生降解的情况下具有良好的流动性能。通过高压纺丝可降低纺丝温度,强化过滤效果,降低热降解,避免交联结构生成,提高熔体品质,消除高黏度熔体细流的熔体破裂,减少拉伸时的毛丝和断头,降低原丝的不均率,进而提高纤维的内在质量和强度。
高压纺丝设备仅在纺丝组件部分区别于普通熔融纺丝。高压纺丝组件由滤网、过滤砂层、分配板、大长径比喷丝板构成。其中滤网起到支撑砂层和分配熔体的作用,砂层用来过滤熔体,分配板进一步均匀分配熔体,熔体最终通过大长径比喷丝板形成丝束。
作为熔融纺丝的一种特殊加工方式,高压纺丝能够有效降低聚合物热降解,提高纤维强度,适合热稳定性较差、流动性较差的聚合物纺丝,具有良好的应用价值。高压纺丝技术研究主要集中于高压纺丝组件设计与开发。高压纺丝组件的设计主要需确定其结构和尺寸。其中外部结构和尺寸涉及本身耐压强度、刚度,热变形和抗腐蚀问题,也涉及装拆和密封问题。高压纺丝组件的内件担负着主要的纺丝功能,如何设计大长径比的纺丝头增加压力降,必须从流体力学、流变学和传热学角度充分考虑和核算。