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濕法紡絲

來源:紡織博物館 發(fā)布時間:2012年05月30日

化學纖維主要紡絲方法之一,簡稱濕紡。濕紡包括的工序是:(1)制備紡絲原液;(2)將原液從噴絲孔壓出形成細流;(3)原液細流凝固成初生纖維;(4)初生纖維卷裝或直接進行后處理。

將成纖高聚物溶解在適當?shù)娜軇┲?,得到一定組成、一定粘度并具有良好可紡性的溶液,稱紡絲原液。也可由均相溶液聚合直接得到紡絲原液。高聚物在溶解前先發(fā)生溶脹,即溶劑先向高聚物內部滲入,使大分子之間的距離不斷增大,然后溶解形成均勻的溶液。整個過程所需時間很長,溶脹過程的速度對溶解速度有重要影響。高聚物溶液在紡絲之前,須經混和、過濾和脫泡等紡前準備工序,以使紡絲原液的性質均勻一致,除去其中所夾帶的凝膠塊和雜質并脫除液中的氣泡。在粘膠纖維生產中,紡前準備還包括熟成工序,使粘膠具有必要的可紡性。

紡絲原液被循環(huán)管道送至紡絲機,通過計量泵計量,然后經燭形濾器、連接管而進入噴絲頭(帽)。噴絲頭一般采用黃金與鉑的合金或鉭合金材料制成。在噴絲頭上有規(guī)律地分布若干孔眼,孔徑為0.05~0.08毫米。從噴絲孔眼中壓出的原液細流進入凝固浴,原液細流中的溶劑向凝固浴擴散,凝固劑向細流滲透,從而使原液細流達到臨界濃度,在凝固浴中析出而形成纖維。濕紡中的擴散和凝固是物理化學過程,但某些化學纖維在濕紡過程中還同時發(fā)生化學變化。例如粘膠纖維,纖維素黃酸納分解成為纖維素再生纖維。濕法紡絲速度(指卷取初生纖維的第一導絲盤速度)由于受溶劑和凝固劑雙擴散速度和凝固浴的流體阻力等限制,因此遠比熔紡速度為低。第一導絲盤的線速度與紡絲原液的擠出速度之比稱為噴絲頭拉伸比。濕紡拉伸比一般為負值、零,或是很小的正值,目的是提高成形過程的穩(wěn)定性。

紡絲原液是兼具粘性和彈性的彈粘體。原液從噴絲孔壓出時,有孔口脹大效應(巴勒斯效應),使擠出細流的直徑大于噴絲孔孔徑。濕紡過程中,脹大比一般為1~2。

在第一導絲盤的拉伸力作用下,擠出細流在越過最大直徑后逐漸變細,細化過程一直持續(xù)到原液細流完全固化為止。濕紡中細流直徑的變化不僅是拉伸形變的結果,而且還與質量傳遞過程有關。從噴絲頭到固化點的一段紡程為纖維成形區(qū),是纖維結構形成的關鍵區(qū)域。濕紡初生纖維由于含有大量液體而處于溶脹狀態(tài)。大分子具有很大的活動性,而且取向度很低,其形態(tài)結構與紡絲工藝條件關系極為密切。選擇和控制紡絲工藝條件,可制得不同橫截面形狀或特殊毛細孔結構和特殊性能的纖維。

濕紡有各種不同的成形方式,紡絲機也有各種不同的結構。例如有單浴法或雙浴法,有深浴法或淺浴法,有漏斗成形或管中成形等(見圖濕紡各種成形方式示意圖a淺浴成形1噴絲頭b深浴成形2凝固浴c漏斗中成形3導絲盤d管中成形4卷繞裝置)。

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