濕法紡絲原理.ppt

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1、濕法紡絲工藝原理第一節(jié)概述一、工藝概述1.溶液紡絲工藝流程原液制備→紡前準(zhǔn)備（過濾、脫泡、混合）→紡絲→後處理（水洗、拉伸、熱定型、捲曲、切斷、打包）2.溶液紡絲的分類在溶液紡絲法中，根據(jù)凝固方式不同，又分為：?濕法紡絲?幹法紡絲?濕法紡絲（1）濕法紡絲從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的紡絲溶液細(xì)流進(jìn)入凝固浴，聚合物在凝固浴中析出而形成初生纖維的過程。圖1-4濕法紡絲示意圖1-噴絲頭2-凝固浴3-導(dǎo)絲盤4-捲繞裝置?濕法紡絲中的擴散和凝固不僅是一般的物理和化學(xué)過程，對某些化學(xué)纖維如粘膠纖維同時還發(fā)生化學(xué)變化，因此，濕法紡絲的成形過程比較複雜，紡絲速度受溶

2、劑和凝固劑的雙擴散、凝固浴的流體阻力等因素限制，所以紡絲速度比熔體紡絲低的多。紡絲速度為5～100m/min，而熔體紡絲的捲繞速度為每分鐘幾百米至幾千米。?採用濕法紡絲時，必須配備凝固浴的配置、迴圈及回收設(shè)備，工藝流程複雜，廠房建築和設(shè)備投資費用都較大，紡絲速度低，成本高且對環(huán)境汙染較嚴(yán)重。?目前腈綸、維綸、氯綸、氨綸、纖維素纖維以及某些由剛性大分子構(gòu)成的成纖聚合物都需要採用濕法紡絲。（2）乾法紡絲從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的紡絲溶液進(jìn)入紡絲甬道。通過甬道中熱空氣的作用，使溶液細(xì)流中的溶劑快速揮發(fā)，溶液細(xì)流在逐漸脫去溶劑的同時發(fā)生濃縮和固化而成為初

3、生纖維的過程。採用乾法紡絲時，首要的問題是選擇溶劑。因為紡絲速度主要取決於溶劑的揮發(fā)速度，所以選擇的溶劑應(yīng)使溶液中的聚合物濃度盡可能高，而溶劑的沸點和蒸發(fā)潛熱應(yīng)盡可能低，這樣就可減少在紡絲溶液轉(zhuǎn)化為纖維過程中所需揮發(fā)的溶劑量，降低熱能消耗，並提高紡絲速度。除了技術(shù)經(jīng)濟要求外，還應(yīng)考慮溶劑的可燃性以滿足安全防護(hù)要求。最常用的幹法紡絲溶劑為丙酮、二甲基甲醯胺等。?目前幹法紡絲速度一般為200~500m/min，高者可達(dá)1000~1500m/min，但由於受溶劑揮發(fā)速度的限制，幹紡速度還是比熔紡低，而且還需要設(shè)置溶劑回收等工序，故輔助設(shè)備比熔體紡絲

4、多。?幹法紡絲一般適宜紡制化學(xué)纖維長絲，主要生產(chǎn)的品種有腈綸、醋酯纖維、氯綸、氨綸等。（3）乾濕法紡絲從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的紡絲溶液先經(jīng)過一段空氣層，然後進(jìn)入凝固浴凝固成形的過程。與普通濕法紡絲相比，紡絲速度提高5～10倍。2.紡絲溶液的製備和紡前準(zhǔn)備（1）紡絲溶液的製備對於溶液紡絲紡絲溶液的製備有兩種方法：?一步法：將聚合後的聚合物溶液直接送去紡絲，這種方法稱一步法。必須採用均相聚合，只有腈綸可採用一步法。?二步法：先將聚合得到的溶液分離製成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物，然後在溶解製成紡絲溶液，這種方法稱為二步法。?目前在採用溶液紡絲法生產(chǎn)的

5、主要化學(xué)纖維品種中，只有腈綸既可採用一步法，又可採用二步法紡絲，其它品種的成纖聚合物，無法採用一步法生產(chǎn)工藝。雖然採用一步法省去的聚合物的分離、乾燥、溶解等工序，可簡化工藝流程，提高勞動生產(chǎn)率，但制得的纖維品質(zhì)不穩(wěn)定。?在纖維素纖維生產(chǎn)中，由於纖維素不溶于普通溶劑，所以通常是將其轉(zhuǎn)變成衍生物（纖維素黃酸酯、纖維素醋酸酯、纖維素氨基甲酸酯CC等）之後，再溶解製成紡絲溶液，進(jìn)行紡絲成形及後加工。採用新溶劑（N-甲基嗎啉-N-氧化物）紡絲工藝時，纖維素可直接溶解在溶劑中製成紡絲溶液（Lyocell）。?紡絲溶液的濃度根據(jù)纖維品種和紡絲方法的不同而異

6、。通常，用於濕法紡絲的紡絲溶液濃度為12%~25%；用於幹法紡絲的紡絲溶液濃度則高一些，一般在25%~35%之間。（2）紡前準(zhǔn)備採用二步法時，需要選擇合適的溶劑將成纖聚合物溶解，所得的溶液在送去紡絲之前還要經(jīng)過混合、過濾和脫泡等工序，這些工序總稱為紡前準(zhǔn)備。?混合：混合的目的是使各批紡絲溶液的性質(zhì)（主要是濃度和粘度）均勻一致。?過濾：過濾的目的是除去雜質(zhì)和未溶解的高分子物。紡絲溶液的過濾，一般採用板框式壓濾機，過濾材料選用能承受一定壓力、並具有一定緊密度的各種織物，一般要連續(xù)進(jìn)行2~4道過濾。後一道過濾所用的濾材應(yīng)比前一道更緻密，這樣才能發(fā)揮

7、應(yīng)有的效果。?脫泡：脫泡是為了除去留存在紡絲溶液中氣泡。這些氣泡會在紡絲過程中造成斷頭、毛絲和氣泡絲而降低纖維品質(zhì)，甚至使紡絲無法正常進(jìn)行。脫泡過程可在常壓或真空狀態(tài)下進(jìn)行。在常壓下靜置脫泡，因氣泡較小，氣泡上升速度很慢，脫泡時間很長；而在真空狀態(tài)下脫泡，真空度越高，液面上壓力越小，氣泡會迅速脹大，脫泡速度可大大加快。3.濕法紡絲工藝過程圖1-4濕法紡絲示意圖1-噴絲頭2-凝固浴3-導(dǎo)絲盤4-捲繞裝置紡絲溶液經(jīng)混合、過濾和脫泡等紡前準(zhǔn)備後，送至紡絲機，通過紡絲泵計量，經(jīng)燭形濾器、鵝頸管進(jìn)入噴絲頭（帽），從噴絲頭毛細(xì)孔中擠出的溶液細(xì)流進(jìn)入凝固浴

8、，溶液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴散，浴中的凝固劑向細(xì)流內(nèi)部擴散(雙擴散）。於是聚合物在凝固浴中析出而形成初生纖維。4.熔紡和濕紡的不同紡絲方法熔紡濕紡紡絲體系組成一元（