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化学纤维是何如纺丝成形的?

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化学纤维是何如纺丝成形的?

  化学纤维的纺丝成形,是将可以形成纤维的高聚物熔体或浓溶液,用计量泵连续、定量而均匀地从喷丝板的毛细孔(孔径一般为0.004~1.0 毫米)中挤出而成为液态细流,再在空气、水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程称为“纤维成形”或称“纺丝”,这是化学纤维生产过程中的核心工序。调节纺丝工艺条件,可以改变纤维结构和物理机械性能。

化学纤维是何如纺丝成形的?

  熔融纺丝示意图化学纤维的纺丝方法,通常广泛采用的有熔融纺丝、湿法纺丝及干法纺丝三种。

  熔融纺丝 将可以形成纤维的高聚物熔体送至纺丝机的纺丝箱体中的各纺丝部位,经计量泵送到纺丝组件,再经海砂或金属砂过滤后从喷丝板小孔(孔数从几个到几千个)中压出而成细流,在纺丝甬道(立式的管状套筒)中冷却成形。初生纤维被卷绕成一定形状的卷装(对于长丝)或均匀落入盛丝桶中(对于短纤维)。

  由于熔体细流在空气介质中冷却,传热和丝束固化速度快,而丝束运动所受阻力很小,因此熔融纺丝的纺丝速度要比湿法纺丝高得多。目前,熔融纺丝一般纺速为1000~2000米/分,采用高速纺丝时,纺速可达3000~6000米/分。为了加速冷却固化过程,一般在细流离开喷丝板后与丝束垂直方向进行冷却吹风。目前采用熔融纺丝的主要有涤纶、锦纶和丙纶。

  湿法纺丝 纺丝溶液经过混合、过滤和脱泡等纺前准备后,送至纺丝机。经过计量泵、烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头,从喷丝头毛细孔(孔数从几千到几万个,最多已达到10万以上)中挤出的溶液细流进入凝固浴,溶液细流中的溶剂向凝固浴中扩散,浴中的凝固剂向细流内部扩散,于是高聚物在凝固浴中析出而形成初生纤维。因为湿法纺丝的成形过程比较复杂,其纺丝的速度受溶剂和凝固剂的双扩散及凝固浴的流动阻力等因素限制,所以纺丝速度比熔融纺丝低得多,一般每分钟只有几十米。目前,腈纶、维纶、氯纶、氨纶和黏胶多采用湿法纺丝法。

化学纤维是何如纺丝成形的?

  湿法纺丝示意图干法纺丝 干法纺丝时,从喷丝板毛细孔中挤出的纺丝溶液不进入凝固浴,而进入纺丝甬道。通过甬道中热气体(空气或氮气)的作用,使溶液细流中的溶剂快速挥发,并被热气体带走,溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化,并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。

化学纤维是何如纺丝成形的?

  干法纺丝示意图目前,干法纺丝速度一般为200~500米/分,高者可达1000~1500米/分,但由于受溶剂挥发速度的限制,干法纺丝速度还是比熔融纺丝低。干法纺丝生产的主要品种有腈纶、醋酯纤维、氯纶、氨纶等。

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