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熔体纺丝:将高聚物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体,熔体经螺杆挤压机,由
计量泵压出喷丝孔,使之形成细流状射入空气中,经冷凝而成为细条。
溶液纺丝:选取适当溶剂,把成纤高聚物溶解成纺丝溶液,或先将高分子物质制成可
溶性中间体,再溶解成纺丝溶液,然后进展纺丝。粘胶、维纶、***纶多承受此法。溶液纺
丝按凝固条件不同分为湿法纺丝和干法纺丝。
干法纺丝:利用易挥发的溶剂对高分子聚合物进展溶解,制成适于纺丝的粘稠液。将
纺丝粘液从喷丝头压出形成细丝流,通过热空气套筒使细丝流中的溶剂快速挥发而凝固,
通过牵伸成丝。〔***纶,***纶,维纶,醋纤〕
湿法纺丝:将成纤高分子聚合物溶解于溶剂中制成纺丝溶液,将纺丝溶液由喷丝头喷
出喷出后进入凝固浴中,由于粘液细丝流内的溶剂集中以及凝固剂向粘液细丝流中渗透,
使细丝流凝固成丝条。
湿法纺丝的特点是喷丝头孔数多,但纺丝速度慢,适合纺制短纤维,而干法纺丝适合
纺制长丝。通常同品种化学纤维利用干法纺丝较湿法纺丝所得纤维构造均匀,质量较好。
除了常规的溶液纺丝和熔体纺丝方法,为了使化学纤维具有特别的效果或织染性能,
还有一些特别的纺丝方法:
1、复合纤维纺丝法复合纤维纺丝法是将两种或两种上不同化学组成或不同浓度的
纺丝流体,同时通过一个具有特别安排系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前,两种成
分彼此分别,互不混合,在进入喷丝孔的瞬间,两种液体接触,凝固粘合成一根丝条,从
而开成具有两种或两种以上不同组分的复合纤维。此法纺制的纤维分为:并列型、皮芯型
和散布型等多种。
2、异形纤维纺丝此法是用非圆形喷丝孔,制取各种不同截面形态的异形纤维。常见
到形异纤维有三角形、Y型、星形和中空纤维等。
3、着色纤维纺丝法此方法是在化学纤维的纺丝熔体或溶液中参与适当的首色剂,经
纺丝后直接制成有色纤维,该方法可提高染色牢度,降低染色本钱,削减环境污染。
此外,还有相分别纺丝法、冻胶纺丝法、乳液或悬液纺丝法、液晶纺丝等纺丝方法。
化学纤维纺丝
百科名片
包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕以及后处理过程。后处理过程则有
初生纤维的拉伸、热定形到成品包装等一系列工序。
名目
纺丝方法
常用纺丝方法型纺丝方法
干喷湿纺法
乳液纺丝法
膜裂纺丝法
初生纤维的后处理


纺丝方法
成纤聚合物在溶剂中溶解成溶液,或将成纤聚合物切片在螺杆挤出机
中加热熔融成熔体,经纺前预备工序后入纺丝机,用
纺丝泵〔计量泵〕将
纺丝溶液或熔体定量、连续、均匀地从喷丝头的细孔压出,这种细流在水、
凝固液或空气中固化,生成初生纤维,此过程即纤维成形。在纺丝过程中,成纤聚合物要发生几何形态和物理形态的变化,如聚合物的溶解或熔化,纺丝流体的流淌和形变,丝条固化过程中的胶凝、结晶、二次转变和拉伸流淌中的大分子取向,以及过程中的集中、传热和传质等。纺制人造纤维
〔粘胶纤维、铜氨纤维〕时,还发生化学构造的变化。这些变化彼此影响,故转变纺丝条件,可在确定范围内转变所得纤维的物理机械性能。
常用纺丝方法
有熔体纺丝和溶液纺丝两类。通常在熔融状态下不发生显著分解的成
纤聚合物承受熔体纺丝,例如聚酯纤维、聚酰***纤维等。熔体纺丝过程简
单,纺丝速度高。溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物
,将成纤聚
合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液,然后进展纺丝。按从喷丝孔挤出的纺
丝液细流的凝固方式,溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。溶液纺丝纺速较低,尤其是湿法纺丝。为提高纺丝力气,需承受孔数很多的喷丝头。干法纺丝的纺速高于湿法纺丝,但远低于熔体纺丝。
型纺丝方法
在工业上应用的型纺丝方法,主要有干喷湿纺法、乳液或悬浮液纺
丝法、膜裂纺丝法。
干喷湿纺法
又称干湿法纺丝,是干法与湿法相结合,将纺丝液从喷丝头压出,先
经过一段空间,然后进入凝固浴槽,从凝固浴槽导出初生纤维。
与一般湿
法纺丝比较,干喷湿纺法的纺丝速度要高假设干倍,还可承受孔径较大(~
)的喷丝头,同时承受浓度较高、粘度较大的纺丝溶液,显著提高了纺丝机的生产力气。目前,这种纺丝方法已在聚丙烯***纤维、芳香族聚酰***纤维等生产中得到应用。
乳液纺丝法
又称载体纺丝法,是将聚合物分散于某种可纺性较好的物质〔作载体〕中呈乳液状态,然后按载体常用的方法纺丝。载体常用粘胶或聚乙烯醇水
溶液,所以乳液纺丝工艺类似于湿法纺丝。得到的初生纤维经拉伸后在高温下烧结,载体炭化,聚合物颗粒在接近粘流温度下被粘连形成纤维。适宜于乳液纺丝的成纤聚合物应具有高于分解温度的熔点,没有适宜的溶剂使其溶解或塑化,因而无法制成熔体和纺丝溶液。目前,该法在聚四***乙烯纤维等的生产中已得到应用。
膜裂纺丝法
是将聚合物先制成薄膜,然后经机械加工方式制得纤维。依据机械加工方式不同,所得纤维又分为割裂纤维和撕裂纤维两种。割裂纤维又称为扁丝,其加工方式是将薄膜切割成确定宽度的条带,再拉伸数倍,并卷绕在筒子上得到成品。撕裂纤维的加工方式是将薄膜沿纵向高度拉伸,使大分子沿轴向充分取向,同时产生结晶,再用化学和物理方法使构造松弛,
并以机械作用撕裂成丝状,然后加捻和卷曲获得成品。前者纤维较粗 ,用于代替麻类作包装材料。后者纤维稍细,用于制作地毯和绳索。目前,应用于聚丙烯纤维等生产。此外,为纺制具有特别性能纤维的需要,还进展了 ,假设,干其他纺丝方法,例如:冻胶纺丝法〔将浓聚合物溶液或塑化的冻胶
从喷丝头细孔挤出到某气体介质中,细流冷却,伴随溶剂挥发,聚合物固化得到纤维,又称半熔体纺丝〕;相分别纺丝法〔以聚合物溶液作为纺丝原液,通过转变温度使纺丝液细流固化〕;闪蒸纺丝法〔聚合物在高温高压下溶解于特别溶剂中,原液细流出喷丝头时溶剂闪蒸而形成纤维〕;喷雾凝固纺丝法〔纺丝溶液被压入封闭室内,受喷入室内的雾状凝固剂作用形成纤维〕;静电纺丝法〔聚合物熔体或其在挥发性溶剂中的溶液在静电场中形成纤维〕;液晶纺丝法〔用处于液晶状态的溶液纺丝〕,等等。
初生纤维的后处理
在纺丝工序得到的未经拉伸的丝条,统称初生纤维。其构造尚不完善
和稳定,物理-机械性能也差,尚不宜于纺织加工。因此,必需经过后处理工序,其流程随纤维品种和类型〔长丝、短纤维等〕而异。拉伸和热定形直接影响成品纤维构造和性能,是后处理各种流程中不行缺少的主要工序。用湿法纺丝得到的纤维还要经过水洗,以除去附着的凝固浴液和溶剂;生产短纤维时需要进展卷曲和切断;生产长纤维则需要进展加捻、络筒等。这些工序对纤维超分子构造的转变不大,因而对性能的影响较小。为赐予纤维以某些特别的性能,如抗皱、耐热水、蓬松、回弹等性能,还需在后
处理过程中进展一些特别加工。
拉伸
化学纤维纺丝
又称纤维二次成形。后处理过程中最重要的工序。纺丝后得到的卷绕丝或经集束后的大股丝束在拉伸机上进展拉伸,使大分子沿纤维轴向取向排列,
同时发生结晶,以进一步提高初生纤维的结晶度,或转变晶型构造 ,形成确定的超分子构造,从而显著提高纤维强度。
生产短纤维时,拉伸在几台速度不同的拉伸机之间进展。随纤维品种不同,拉伸方式有:一道拉伸和多道拉伸、冷拉伸和热拉伸、湿热拉伸和干热拉伸等。拉伸介质可用空气、蒸汽、水浴、油浴或其他浴液。拉伸温度、拉伸介质、拉伸速度和多级拉伸配比等工艺条件对所得纤维的构造和
性能有很大影响,常需正确选择。另外,为了得到纤度和其他物理 -机械性能均匀的纤维,拉伸点〔丝条上细颈开头消灭的位置〕必需固定。否则会形成拉伸缺乏或未拉伸纤维,所得纤维粗细不一,染色不匀。
生产长丝时,卷绕丝经存放平衡后,在拉伸-加捻机上进展拉伸。依据不同品种的要求,拉伸-加捻机有单区拉伸和双区拉伸两类。如生产涤纶、高强力锦纶,承受双区拉伸〔图1〕,头道拉伸发生在喂入辊与上拉伸盘之间,称为常温拉伸;二道拉伸则发生在上下拉伸盘之间,称为热拉伸。上
拉伸盘也称热盘,上下拉伸盘之间有加热板或缝式加热器,拉伸后丝条穿过导丝钩、钢领圈而卷绕于插在钢领板的双锥筒子上。
热定形
化学纤维纺丝
是合成纤维生产中特有的工序。热定形的目的:一是提高纤维的外形稳定
性〔用纤维在沸水中的剩余收缩率来衡量〕
;二是进一步改善纤维的物理-
机械性能,以及固定卷曲度〔对短纤维〕或捻度〔对长丝〕;三是改善纤
维的染***能。在某些状况下,通过热定形可使纤维发生热交联〔如聚乙烯醇缩甲醛纤维〕,或借以制取高收缩性和高蓬松性的纤维,赐予纤维及
其纺织制品以波浪、褶襞或高回弹性等效果。
热定形可在张力或无张力下
进展。前者称紧急热定形〔包括定张力热定形和定长热定形〕;后者称松
弛热定形。两者的工艺条件以及所得纤维的构造、性能均不同。
此外,合成纤维长丝〔特别是聚酯纤维和聚酰***纤维〕可用于制造弹力丝〔见化学纤维〕。弹力丝的加工方法很多,有假捻法、填塞箱法、赋形法、空气喷射法等,其中假捻法应用最广泛,它可一次完成丝条的加捻、定形和退捻〔图2〕。此法工艺简洁,所得丝条具有三维的螺旋形卷曲,质量好。
有一种的纺丝-后处理加工方法,是纺丝直接成条法。该法将纺丝、拉伸和热定形后的丝束,经过直接成条机〔牵切机〕做成条子,〔可省去
常规纺织加工的梳理、并条和精梳工序〕,然后与羊毛等自然纤维或其他化学纤维混纺成纱,适用于聚酯纤维、聚丙烯***纤维、聚丙烯纤维和聚乙
烯醇缩甲醛纤维等合成纤维品种。