高强度聚酯纤维是近年来发展速度快、应用领域广泛的化纤产品.随着科技的发展,对聚酯纤维强度的要求越来越高,在这个领域的研究也越来越多.本论文以数学模型在固相聚合上的应用及一步法纺丝过程的熔体流变性研究为理论基础,结合实际生产工艺条件,找出理论与实际生产过程的关系,探索出提高聚酯纤维强度、优化生产流程的新技术,进而指导聚酯纤维新品种的开发和应用.研究内容包括:1)数学模型在固相聚合的应用,并以固相聚合数学模型为理论依据,结合实测反应条件,研究反应温度、停留时间、循环氮气纯度及流量等因素对固相聚合反应的影响,从而确定了生产高强度聚酯纤维的原料一高粘切片的制备方法应采用连续固相聚合的方式,同时确定了用固相聚合法生产高强度聚酯纤维的最佳工艺参数;2)以高粘度聚酯熔体的流变性、流体的流动曲线的研究为基础,结合PET切片的相对分子量、纺丝温度、纺丝速度、缓冷温度、牵伸比等因素对高强纤维生产工艺的影响,确定了生产高强度聚酯纤维纺丝成型的技术和工艺条件.研究结果表明:球形颗粒中可逆化学反应和小分子三维扩散共同控制的固相聚合数学模型与Chang-Kwon Kang提出的理论数据相吻合,在固相聚合反应中,化学反应比扩散反应对温度更敏感,化学反应的活化能大于扩散反应的活化能;采用高纯度氮气脱挥方式连续固相聚合的方法,在确保足够的反应时间的同时,反应温度控制在220±2℃,氮气流量在600~1000ml/min范围内,来合成高分子量、内在结构均匀、热稳定性好的高粘度聚酯切片.提高纺丝熔体温度可以改善高强聚酯纤维的流动性能,只要在临界值以下,增加剪切速率和相应地提高纺丝温度,均有利于纺丝;当增粘后PET切片的特性粘度为1.1,分子量分布系数a2在1.5~2.0之间,纺丝温度设定为295~298℃,缓冷温度为290~300℃时;并采用三级拉伸,合理分配拉伸比,使经一级拉伸后纤维的取向度控制在0.18以下,结晶度在40以下;经二级拉伸后纤维的取向度控制在0.19以下,结晶度在45左右;预拉伸温度为常温,一级拉伸温度为70~80℃,二级拉伸温度160~170℃,定型温度为220~230℃;非取向因子fa值在60左右时;同时在确保产量和质量的前提下,纺丝速度应控制在2500~3000m/min之间,可以得到高强度、高稳定性的聚酯纤维产品.