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湿法纺丝的工序及原理

更新时间:2024-06-25      点击次数:2886
  湿法纺丝是化学纤维主要纺丝方法之一,它涉及将高浓度的聚合物溶液或熔体通过细小的孔洞(喷丝头)挤出到凝固浴中,在凝固浴中,溶剂被替换成非溶剂或者凝固剂,使聚合物凝固形成纤维。这种方法的优点是可以生产出具有良好机械性能和均匀性的纤维。
 
  聚合物的溶液或熔体先被制备成一定的浓度和粘度,以满足纺丝工艺的要求。然后,聚合物溶液或熔体被泵送到纺丝机的喷丝板,喷丝板上有许多微小的孔洞,聚合物流经这些孔洞形成细丝。细丝进入凝固浴后,其中的溶剂逐渐被替换出来,聚合物逐渐凝固,形成固态的纤维。
 
  工艺可以生产多种类型的化学纤维,如聚酯、尼龙、纤维素纤维等。这种工艺的优点是可以生产出具有较高强度和伸长率的纤维,而且纤维的均匀性好。此外,还可以通过改变喷丝板的孔洞形状和排列方式,生产出不同形状和结构的纤维,以满足不同的应用需求。
 
  湿纺包括的工序是:(1)制备纺丝原液;(2)将原液从喷丝孔压出形成细流;(3)原液细流凝固成初生纤维;(4)初生纤维卷装或直接进行后处理。

 


 
  下面我们来了解下湿法纺丝的原理:
 
  将成纤高聚物溶解在适当的溶剂中,得到一定组成、一定粘度并具有良好可纺性的溶液,称纺丝原液。也可由均相溶液聚合直接得到纺丝原液。高聚物在溶解前先发生溶胀,即溶剂先向高聚物内部渗入,使大分子之间的距离不断增大,然后溶解形成均匀的溶液。整个过程所需时间很长,溶胀过程的速度对溶解速度有重要影响。高聚物溶液在纺丝之前,须经混和、过滤和脱泡等纺前准备工序,以使纺丝原液的性质均匀一致,除去其中所夹带的凝胶块和杂质并脱除液中的气泡。在粘胶纤维生产中,纺前准备还包括熟成工序,使粘胶具有必要的可纺性。
 
  纺丝原液被循环管道送至纺丝机,通过计量泵计量,然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头(帽)。喷丝头一般采用黄金与铂的合金或钽合金材料制成。在喷丝头上有规律地分布若干孔眼,孔径为0.05~0.08毫米。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入凝固浴,原液细流中的溶剂向凝固浴扩散,凝固剂向细流渗透,从而使原液细流达到临界浓度,在凝固浴中析出而形成纤维。湿纺中的扩散和凝固是物理化学过程,但某些化学纤维在湿纺过程中还同时发生化学变化。例如粘胶纤维,纤维素黄酸钠分解成为纤维素再生纤维。
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