高性能纤维加工技术——凝胶纺丝

高性能纤维加工技术——凝胶纺丝
高性能纤维加工技术——凝胶纺丝

涤纶长纤和涤纶短纤定义(精)

涤纶长纤和涤纶短纤定义、种类及特点应用 涤纶长纤种类和特点已及应用 涤纶长丝的品种: 初生丝, 未拉伸丝(常规纺丝UDY 半预取向丝(中速纺丝MOY 预取向丝(高速纺丝POY 高取向丝(超高速纺丝HOY 拉伸丝, 拉伸丝(低速拉伸丝DY 全拉伸丝(纺丝拉伸一步法FDY 全取丝(纺丝一步法FOY 变形丝:常规变形丝(DY拉伸变形丝(DTY空气变形丝(ATY 1.涤纶全牵伸丝(FDY 特性:强度高、丝筒成型好、纤度、强度、伸长不均率小,染色均匀等优点。 用途:适合高速整经机及高速无梭织机的要求,直接用于针织和经编。广泛运用在春亚纺、摇粒绒、单面绒、金光绒、丝光绒、灯芯绒、花点绒、经编拉毛绒、经编短毛绒、经编条绒、经编平绒、经编网眼布、经编丝光绸、圈绒、平绒、五枚缎、涤塔夫、丝光绸、喷水轻盈纺(仿真丝、喷水八枚缎、纬条牛津布、套格牛津布、提花窗帘、印花窗帘等面料。 2.涤纶预取向丝(POY/高速纺卷绕丝 / 高速纺 性能:预取向度高,性质稳定,力学性能好,均匀性高,有良好的加工性能。 用途:本产品可通过进行牵伸、加弹、空气变形等工序,分别制成牵伸丝、加弹丝、空气变形丝等不同性能的产品,制成各种仿毛、仿麻、仿真丝制品,适用于机织、针织行业。 3.涤纶低弹丝(DTY/ 拉伸变形丝 / 假捻变形丝 性能:纱线是弯曲的,是经假捻变形加工后可以赋予丝蓬松效果

用途:涤纶低弹丝是针织(纬编、经编或机织加工的理想原料,适宜制作服装面料(如西服、衬衫、床上用品(如被面、床罩、蚊帐及装饰用品(如窗帘布、沙发布、贴墙布、汽车内装饰布等。 4.涤纶拉伸丝(DT/ 拉伸加捻丝 特性:能够生产各种织物,并具有不同的手感和真丝般外观,质轻透气的特性 用途:家庭装饰、服饰、产业用织物和汽车用织物,用于织造各种仿真丝绸织物等 涤纶短纤的分类及其特点 1.“大化纤”产品指的是用相对精良的进口和国产生产设备,采用聚酯熔体直接纺丝方法或聚酯切片间接纺丝方法而纺制出的涤纶短纤维。由于“大化纤”产品使用的原料基本上都是合格等级品,因而其正规产品的各项质量指标均为上乘。“大化纤”涤纶短纤维是棉纺织行业主导原料。“大化纤”生产设备是吃“细粮”的设备。 2.“中化纤”产品和“小化纤”产品生产设备采用的绝大多数是国产小化纤机械厂生产的。这类生产设备不论在规模上还是在质量上与“大化纤”所使用的生产设备都有较大的距离,所以使用这类设备生产出来的产品和“大化纤”生产出来的产品也有明显的质量差别。“中化纤”和“小化纤”使用的设备基本上是相同的。它们的主要区别在于,“中化纤”一般使用的是正规聚酯切片生产厂生产的等外产品和经过很好处理的国外进口聚酯回收瓶片。而“小化纤”使用的原料基本上就是一般的回收聚酯瓶片、聚酯回收废丝和废料、聚酯泡泡料等。 正因为此,“中化纤”和“小化纤”设备一般使用等外聚酯切片和回收后经过处理的聚酯瓶片、泡泡料作为涤纶短纤维的原料。“中化纤”和“小化纤”生产设备是吃“粗粮”的设备。 几种涤纶长纤的生产 POY:Preoriented yarn /partially oriented yarn 预取向丝。当高速纺丝的速度为

玻璃纤维制品知识

制品工艺 第一节玻璃纤维纺织制品概述 (一)分类定义: 玻璃纤维纺织制品的国际标准名称为Textile Glass。标准定义是“以连续玻璃纤维或定长玻璃纤维为基材制成的纺织制品的通称”。玻璃纤维制品总体分为无纺制品和纺织制品两大类。(我公司目前生产的玻纤制品属于无纺制品类) 按产品形态划分可分为纱线和织物两大类别。其中纱线类制品又分为无碱玻璃纤维无捻粗纱和无碱连续玻璃纤维纱。 (二)纱织制品分类表:

第二节细纱 (一)电子纱和工业纱 1. 定义:纤维直径小于10微米的细纱,因其工业用途不同分为电子纱和工业纱。 2. 用途:电子纱最终用于电子元件印刷线路板。 工业纱用于工业织物,如防火帘、模建筑、同步带、帘子线、编制套管等。 3.生产工艺流程(拉丝工艺起): 4.细纱主要质量控制标准: 外观质量、号数(TEX值)、含水率、可燃物含量、捻度、硬挺度、硬度、断裂强度等。 5. 细纱成品代号表示: 纱管类型4.0KG左右 Y1 ---- 浸润剂类型 0.7Z ---- 0.7捻/25mm (28捻/米) Z向 1/0 ---- 单股加捻 75 ---- 每磅纤维的百码数(7500码/磅) 单纤维直径为9微米的玻纤长丝 捻度–纱线加捻程度,公制单位:捻/100cm,英制单位:捻/英寸(1英寸=2.54cm)。 捻向--表示捻度的方向,分为S和Z两个方向。 6.细纱产品简介 (1) 电子纱 a.G75Y1/Y4系列 规格代号 TEX中心值直径(μm) G75Y1/Y4 68.7±1.7 9 b.E225系列 规格代号 TEX中心值直径(μm) E225Y3 22.5±0.7 7 c.D450系列 规格代号 TEX中心值直径(μm) D450Y5 11.2±0.5 5 (2) 工业纱 a.G37系列 规格代号 TEX中心值直径(μm) G37Y1 136±4.0 9 b.D225系列 规格代号 TEX中心值直径(μm) D225Y5 2.5±0.9 5 c.G25R/N系列

熔融纺丝工艺试验报告

熔融纺丝工艺试验报告文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

熔融纺丝工艺实验 一,实验目的 合成纤维的成形普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝,前者称为熔体纺丝,后者称为溶液纺丝。本实验采用切片纺丝的方法,将聚合物熔体经过铸带,切粒等工序制成“切片”,然后在纺丝机上重新熔融成熔体并进行纺丝。 1.了解和掌握切片熔融纺丝的工艺路线和基本方法,通过熟悉并掌握常规纤维的成型条件和工艺参数。 2.了解熔融纺丝及牵伸设备的结构和各种部件的作用。 二,实验原理 整个熔体纺丝过程包括纺丝熔体的制备,熔体自喷丝孔挤出,熔体细流拉长变细,冷却固化,丝条的上油和卷绕。在切片熔融阶段,切片受热后结晶破坏,使其有一定结晶度的固体状态转变为均匀的粘流态,这是物理变化。在冷却形成阶段聚合体发生的主要是物理变化,熔融后的聚合体在一定的压力下通过喷丝孔,形成熔体细流,熔体细流刚离开喷丝板时,由于熔体的弹性效应而出现膨胀现象,使熔体直径逐渐扩大,在纺程上细流受到卷绕拉力的作用,这时纤维直径急剧变细,同时丝条运动速度逐步加快,又由于空气冷却的作用,使聚合体温度下降,粘度增高,速度增加减慢,直径变化较小,再往下聚合体凝固并逐渐冷却至玻璃化温度以下,进入玻璃态,纤维固化,又由于固化后的纤

维干燥而松散,以及纤维与设备,纤维与纤维之间相互摩擦产生静电,导致毛丝,给后加工带来困难,因此需经过给湿上油,增加纤维间抱合力,抗静电,使纤维变得柔软,平滑并获得良好的手感及弹性。 熔体纺丝过程的参数:指对纺丝过程的进行以及卷绕丝结构和性质起主导作用的参数。这类参数有:成纤高聚物的种类;挤出温度;喷丝孔直径;喷丝孔长度;纺丝线的单纤维根数;质量流量;纺丝线长度,卷绕速度;冷却条件。 三,实验仪器及工艺过程 1.纺丝工艺流程:切片、干燥、熔融挤出、冷却成形、上油、牵伸、卷绕。 2.切片干燥的目的:除去水分,提高切片的含水的均匀性,提高结晶度及软化点。 3.熔融挤出:①螺杆挤出机由螺杆,套筒,传动部分,加料斗,加热和冷却装置构成。螺杆机挤出机是纺丝机的主要部件。②从工作区来分,可分为三段,进料段,压缩段和计量段。在整个挤出过程中,螺杆完成三个操作:切片的供给,切片的熔融和熔体的计量挤出,同时使物料起到混匀和塑化作用。③螺杆高聚物的优点:螺杆的不断旋转,提高传热系数,使切片熔融过程强化,螺杆挤出机能强制输送各种粘度较高的熔体,螺杆旋转输送熔体,熔体被塑化搅拌均匀,在机内停留时间较短,一般为5-10分钟,大大减少了熔体热分解的可能性。

涤纶短纤维、涤纶长丝生产安全生产要点(2021新版)

涤纶短纤维、涤纶长丝生产安全生产要点(2021新版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0301

涤纶短纤维、涤纶长丝生产安全生产要点 (2021新版) 1工艺简述 1.1生产涤纶短纤维是以聚酯(PET)融体为原料送入纺丝机;或以聚酯切片为原料,经干燥、熔融后送入纺丝机,再经集束、拉伸、定型、卷曲、切断、打包、得到涤纶短纤维。 1.2生产涤纶化丝是以聚酯切片为原料,经干燥、熔融后送入纺丝机;或以聚酯融体为原料送入纺丝机,经不同的后处理得到拉伸加捻纱、拉伸变形纱、空气变形纱、全牵伸纱。 涤纶短纤维、涤纶长丝可燃。热载体联苯可燃、可爆、有毒。 2安全要点 2.1控制好切片干燥和熔融纺丝的操作,促进持平稳运行。 2.2螺杆挤压熔融纺丝是用联苯热载体加热。当联苯升温时需要

排气,排气要缓慢,以免将联苯带出;排气时严禁明火接近,不得排入室内,以免发生着火、中毒。 该岗位气温高,要做好防署降温工作。 2.3卷绕机卷绕速度很高,在操作中稍有不慎易将钩子带入,造成飞钩伤人。因此要教育操作者集中精力操作,站在有利的安全位置,以免飞钩伤害。 向废丝辊上绕丝时,如果辊上已绕有几束丝,再绕丝时应用一只手扶住原有丝束,以免丝束将钩子卷入而造成飞钩。 当割去废丝辊上废丝时,一定要用脚踏住刹闸装置,待停稳后用打结刀割去废丝。 2.4在升、降集束架时,架下严禁站人。 2.5在处理牵伸缠辊时,一定要降速或停车处理。钩丝时,集中精力,在出口处钩丝,以防钩手。 2.6注意油剂不能溢出,一旦溅出地面要及时冲洗,以防行走滑倒。 2.7切断机在开机升头时,手握丝头送入切断钩轮,如果配合不

玻璃棉基础知识

玻璃棉基础知识 1.什么是玻璃棉? 玻璃棉是以形成玻璃的硅酸盐矿物为主要原料,同时添加一定的熟料,经熔融、成纤并同时施加一定量的有机粘结剂而制成的棉状纤维。属于玻璃类无机纤维。按生产工艺可分为离心喷吹玻璃棉和火焰喷吹玻璃棉;按纤维直径分为绝热玻璃棉和超细玻璃棉;按使用温度分为玻璃棉和高温用玻璃棉。 2.什么是离心喷吹玻璃棉? 采用离心喷吹法工艺制造的玻璃棉及其制品称为离心喷吹玻璃棉(简称离心棉)。这种生产工艺是由法国圣戈本公司于1956年发明的,这项技术工艺先进,可连续制造各种制品,实施自动控制技术。比火焰喷吹法节约60%~80%的能耗。现在世界玻璃棉总产量的80%以上是用离心法生产的。 3.离心玻璃棉制品有哪些基本类型? 离心玻璃棉制品的基本类型有如下品种:散棉(原棉),玻璃棉板,玻璃棉带,玻璃棉毯,玻璃棉毡和玻璃棉管壳;根据使用要求,还可以进一步分为带贴面和不带贴面的两类。 4.什么是玻璃棉板? 玻璃棉板是玻璃棉施加热固性粘结剂制成的具有一定刚度的板状制品。 5.什么是玻璃棉带? 玻璃棉带是将玻璃棉切成一定宽度的板条,旋转90°,经粘贴适宜的覆面后所制成的制品。 6.什么是玻璃棉毯? 玻璃棉毯是用不含粘结剂的玻璃棉,并用纸、布或金属网等作为覆面材料增强制成的毯状制品。 7.什么是玻璃棉毡? 玻璃棉毡是玻璃棉施加热固性粘结剂制成的柔性的毡状制品。 8.什么是玻璃棉管壳? 玻璃棉管壳是玻璃棉施加热固性粘结剂制成的柔性的管状制品。 9.什么是覆面材料? 在玻璃棉制品的表面贴覆一层薄薄的材料与玻璃棉制品成为一体以应用到适当的场合。这些材料可以是牛皮纸、布、铝箔、金属网或几种材料的复合层。 10.什么是玻璃棉的密度及它和玻璃棉厚度及绝热能力的关系? 密度是指单位体积中物质的质量。在同样的应用面积场合下,厚度相同但是所含的纤维量较少就意味着密度低,其相对应的绝热能力也低,反之也然。

碳纤维制备工艺简介讲解

碳纤维制备工艺简介 碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料,及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗蠕变,导电,传热,和热膨胀系数小等一系列优异性能,它们既可以作为结构材料承载负荷,又可以作为功能材料发挥作用。因此,碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。 一、碳纤维生产工艺 可以用来制取碳纤维的原料有许多种,按它的来源主要分为两大类,一类是人造纤维,如粘胶丝,人造棉,木质素纤维等,另一类是合成纤维,它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料,再经过处理后纺成丝的,如腈纶纤维,沥青纤维,聚丙烯腈(PAN)纤维等。 经过多年的发展,目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。 1,粘胶(纤维素)基碳纤维 用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料,可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等,是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒,也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。 虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝,但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%,实际制造过程热解反应中,往往会因裂解不当,生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高,目前其产量已不足世界纤维总量的1%。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点,由于含碱金属、碱土金属离子少,飞行过程中燃烧时产生的钠光弱,雷达不易发现,所以在军事工业方面还保留少量的生产。 2,沥青基碳纤维 1965年,日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃,然后将所制PVC沥青进行熔融纺丝,之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理,即预氧化,再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。 目前,熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年,日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市,至今该公司仍在规模化生产。1975年,美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线,1995年已投产,同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。 3,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维 PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高,可达45%以上,而且因为生产流程,溶剂回收,三废处理等方面都比粘胶纤维简单,成本低,原料来源丰富,加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能,尤其是抗拉强度,抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广,产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。

涤纶短纤区别

涤纶短纤区别 大化纤:CHEMICAL FIBER用PET切片纺或者熔体直纺的短纤维 特点,色泽好,批号大,强力稳定,疵点少,可纺性好 小化纤:SMALL CHEMICAL FIBER用PET回料纺 特点:价格和质量参次不齐,适合国情,出口到一些质量要求不是太高的市场和领域(如填充料等) “大化纤”、“中化纤”和“小化纤” 首先这是市场上的通俗说法,不一定有准确的定义。三者都是针对聚酯短纤维(涤纶短纤维)而言的,其它的化纤产品种类暂时还不包括在内。 区别是:简单的说:“大化纤”一般规模较大的化纤企业用质量较好的切片直接生产的纤维,工艺比较先进,设备多为进口,产品质量指标比较理想,而且稳定,可纺性能比较高。反之目前市场上不少小化纤在生产中掺用可乐瓶等回收原料制作的切片,同时工艺比较落后,设备多为国产,纤维质量明显受到影响,但成本比大化纤低的多,有些质量要求不高的纱线可以混用一些小化纤。 1.“大化纤”产品指的是用相对精良的进口和国产生产设备,采用聚酯熔体直接纺丝方法或聚酯切片间接纺丝方法而纺制出的涤纶短纤维。由于“大化纤”产品使用的原料基本上都是合格等级品,因而其正规产品的各项质量指标均为上乘。“大化纤”涤纶短纤维是棉纺织行业主导原料。“大化纤”生产设备是吃“细粮”的设备。 2.“中化纤”产品和“小化纤”产品生产设备采用的绝大多数是国产小化纤机械厂生产的。这类生产设备不论在规模上还是在质量上与“大化纤”所使用的生产设备都有较大的距离,所以使用这类设备生产出来的产品和“大化纤”生产出来的产品也有明显的质量差别。正因为此,“中化纤”和“小化纤”设备一般使用等外聚酯切片和回收后经过处理的聚酯瓶片、泡泡料作为涤纶短纤维的原料。“中化纤”和“小化纤”生产设备是吃“粗粮”的设备。 3.“中化纤”和“小化纤”使用的设备基本上是相同的。它们的主要区别在于,“中化纤”一般使用的是正规聚酯切片生产厂生产的等外产品和经过很好处理的国外进口聚酯回收瓶片。而“小化纤”使用的原料基本上就是一般的回收聚酯瓶片、聚酯回收废丝和废料、聚酯泡泡料等。 由于生产设备投资的差异、原料价格方面的差异和产品质量方面的差异,从目前的价格看,一般情况下,“大化纤”涤纶短纤维产品与“中化纤”涤纶短纤维产品相差2000元/吨左右,“中化纤”涤纶短纤维产品与“小化纤”涤纶短纤维产品相差1000元/吨上下。 产品用途 “大化纤”产品应用面比较宽。“中化纤”产品在有些应用方面可以替代“大化纤”产品使用,从而为下游产品提供较大的利润空间。“小化纤”产品一般使用在对短纤维质量要求不高的领域,生产档次比较低的产品(比30s更粗的纱、喷胶棉和填充材料等)。 “中化纤”和“小化纤”涤纶短纤维产品由于设备投资相对较小,原料价格相对低廉,而且在一些应用领域可以替代“大化纤”产品使用,因而具有较大的利润空间,深受下游产品生产厂家的欢迎。 怎么区分: 可以漂一下,看看颜色,大化颜色鲜艳中化就差些,大化上色好;再就是看有没有荧光,大化是没有的.

PLA纤维熔融纺丝生产工艺探讨

PLA纤维熔融纺丝生产工艺探讨 合成纤维在纺织纤维中所占比重较高,现已广泛应用于工农业生产、服饰、家居等领域,但由于其原料大都取自石油、煤炭等不可再生资源,且使用后难降解,易造成污染,因此,可降解、再生的“绿色环保”纤维材料成为今后合成纤维研究的方向。近年来,随着聚乳酸(PLA)纤维聚合工艺的局部成熟,它被认为是最具发展前景的“绿色环保”纤维之一,它具有良好的生物降解性和循环再生性,同时又具有芯吸导湿性、良好的抗紫外线性和耐菌性、优良的阻燃性、出色的回弹性及悬垂性。PLA纤维POY—DT技术由于工艺路线简单、成本低、污染小,且常规设备进行适当改造后可以工业化生产,已经成为PLA纤维的一大生产方向。 浙江上虞新天龙化纤有限公司通过北京中丽POY纺丝线及山西晋中改造的平行牵伸机设备,已成功开发生产了50 D、98 D系列PLA长丝纤维,较大程度地克服了PLA可纺性差、易水解、纺丝成形温度窄等技术难题,提高了纤维织物的档次。本文将结合生产实例对PLA纤维的生产工艺作一定探讨。 一、生产实例 设备北京中丽POY纺丝试验线,日本汤浅导丝系统,山西晋中改造的平行牵伸机(KV 505)。 原料美国Largill Dow 公司生产的PLA切片,日本竹本公司生产的POY油剂。 工艺PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→POY卷绕→热盘拉伸→DT纤维 二、工艺探讨 1. 切片干燥 像PET一样,PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。PLA属聚酯类产品,由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解,造成分子量大幅下降,从而严重影响成品纤维的品质,因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率(<50×10-6)。PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要,因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。 从生产试制55 dtex/24 f PLA纤维的工艺来看,长丝生产要求PLA干切片的含水率最好在30 ppm以下。适用的干燥条件为:结晶温度控制在105℃左右,切片经过脉动阀板和两两隔开的结晶热风循环通道的气流;再由氧化铝分子筛脱湿器和夹套式闭式热空气干燥;由于其熔点和玻璃化温度较低,干燥温度可控制在120℃左右,干燥时间6h以上,实现露点温度60℃。而从108 dtex/48 f PLA纤维的试纺情况来看,其预结晶和干燥温度可比55 dtex/24 f的略高3~4℃,干燥时间可略短。 2. 熔融纺丝

PLA纤维熔融纺丝工艺

PLA纤维熔融纺丝生产工艺 合成纤维在纺织纤维中所占比重较高,现已广泛应用于工农业生产、服饰、家居等领域,但由于其原料大都取自石油、煤炭等不可再生资源,且使用后难 降解,易造成污染,因此,可降解、再生的“绿色环保”纤维材料成为今后合 成纤维研究的方向。 近年来,随着聚乳酸(PLA)纤维聚合工艺的局部成熟,它被认为是最具发 展前景的“绿色环保”纤维之一,它具有良好的生物降解性和循环再生性,同 时又具有芯吸导湿性、良好的抗紫外线性和耐菌性、优良的阻燃性、出色的回 弹性及悬垂性。 PLA纤维POY-DT技术由于工艺路线简单、成本低、污染小,且常规设备进 行适当改造后可以工业化生产,已经成为PLA纤维的一大生产方向。 浙江上虞新天龙化纤通过北京中丽POY纺丝线及山西晋中改造的平行牵伸 机设备,已成功开发生产了50D、98D系列PLA长丝纤维,较大程度地克服了PL A可纺性差、易水解、纺丝成形温度窄等技术难题,提高了纤维织物的档次。 一、生产实例 设备 北京中丽POY纺丝试验线, 日本汤浅导丝系统,山西晋中改造的平行牵伸机(KV 505)。

原料 美国Largill Dow 公司生产的PLA切片, 日本竹本公司生产的POY油剂。 工艺 PLA切片→干燥→螺杆挤压→预过滤→纺丝箱→冷却上油→POY卷绕→热盘拉伸→DT纤维 二、工艺探讨 1. 切片干燥 像PET一样,PLA切片必须经过干燥处理后才能进行熔融纺丝。 PLA属聚酯类产品,由于其聚合物在活跃和潮湿的环境中会通过酯键断裂发生水解而产生降解,造成分子量大幅下降,从而严重影响成品纤维的品质,因此纺丝前要严格控制PLA聚合物的含水率(<50×10-6)。 PLA切片干燥后含水率与干切片特性粘度的控制尤为重要,因为含水率控制不当引起的分子量损失将给正常的熔融纺丝带来困难。 从生产试制55dtex/24 f PLA纤维的工艺来看,长丝生产要求PLA干切片的含水率最好在30ppm以下。

化纤纺丝基础知识

化纤纺丝基础知识 将纺丝流体,用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头或喷丝板的毛细孔中挤出而成液态细流,再在空气、水或凝固浴中固化成丝条的过程称为纺丝或纤维成形。刚纺成的丝条称为初生纤维。纺丝是化学纤维生产过程中的关键工序,改变纺丝的工艺条件,可在较大范围内调节纤维的结构,从而相应地改变所得纤维的物理机械性能。 按成纤高聚物的性质不同,化学纤维的纺丝方法主要有熔体纺丝法和熔液纺丝法两大类,此外,还有特殊的或非常规的纺丝方法。其中,根据凝固方式的不同,熔液纺丝法又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。在化学纤维的生产时,多数采用熔体纺丝法生产,其次为湿法纺丝生产,只有少量的采用了干法或其他非常规纺丝方法生产。 一.熔体纺丝法 熔体纺丝法是将纺丝熔体经螺杆挤压机由纺丝泵定量压出喷丝孔,使其成细流状射入空气中,并在纺丝甬道中冷却成丝。目前,熔体纺丝法的纺丝速度一般为1000~ 2000m/min。采用调整纺丝时,可达4000~6000m/min。喷丝板孔数:长丝为1~150孔,短纤维少的为400~800孔,多的可达1000~2000孔。喷丝板的孔径一般在0.2~0.4mm。 熔体纺丝法的主要特点是卷绕速度高,不需要溶剂和沉淀剂,设备简单,工艺流程短,是一种经济、方便和效率高的成形方法。但喷丝头孔数相对较少。近年来,我国在消化吸收引进技术的基础上,已发展了低速多孔和高速短程纺,以生产丙纶和涤纶。合成纤维中的涤纶、锦纶和丙纶都采用熔体纺丝法纺丝。 二.溶液纺丝法 1. 湿法纺丝湿法纺丝是将溶液法制得的纺丝熔液从喷丝头的细孔中压出呈细流状,然后在凝固液中固化成丝。由于丝条凝固慢,所以湿法纺丝的纺丝速度较低,一般为50~100m/min,而喷丝板的孔数较熔体纺丝多,一般达4000~2000孔。混法纺丝防得到纤维截面大多呈非圆形,且有较明显的皮芯结构,这主要是由凝固液的固化作用而造成的。 湿法纺丝的特点是工艺流程复杂,投次大、纺丝速度低,生产成本较高。一般在短纤维生产时,可采用多孔喷丝头或级装喷丝孔来提高生产能力,从而弥补纺丝速度低的缺陷。通常,不能用熔体法纺丝的成纤高聚物,才用湿法纺丝和生产短纤维和长丝束。腈纶、维纶、氯纶和粘胶多采用湿法纺丝。 2. 干法纺丝干法纺丝是将溶液纺丝制备的纺丝溶液从喷丝孔中压出,呈细流状,然后在热空气中因溶剂声速挥发而固化成丝。目前,干法纺丝的速度一般为200~500m/min,当增加纺丝甬道长度或纺纺制较细的纤维时,纺丝速度可提高到700~1500m/min。干法纺丝的喷头孔数较少,为300~600孔。 干法纺丝制得的纤维结构紧密,物理机械性能和染色性能较发,纤维质量高。但干法纺丝的投资比湿纺还要大,生产成本高,污染环境。目前用于干纺丝产生的合成纤维较少,仅醋酯纤维和维纶可用此法。另外,对于既能用于干法纺丝,又能用湿法纺丝的纤维,干法纺丝更适合于纺制长丝。

玻璃纤维增强塑料的基础知识

玻璃纤维增强塑料(FRP)基础知识 一.什么是复合材料 指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的才料,通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料,叫做复合材料。 二.什么是玻璃纤维增强塑料( Fiber Reinforced Plas tics) 指用玻璃纤维增强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料。简称FRP由于其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀;电绝缘;隔热等性能,在我国被俗称为“玻璃钢”。这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。? 三.FRP的基本构成 基体(树脂)+ 增强材料+助剂+颜料+填料 1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等 2.增强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;

氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。 3.助剂:引发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。 4.颜料:氧化铁红;大红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。 多数为色浆状态。 5.填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。 PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。 PPR:聚丙烯。 PUR:泡沫。 PRE:聚苯醚。 尼龙:聚酰胺纤维。 FRP的发展过程:无法确定发明人。 四.FRP材料的特点: 1.优点: (1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢相比,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。 (2) 耐腐蚀性好:FRP是良好的耐腐蚀材料,对于大气;水和一般浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力,已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。正在取代碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。

(完整word版)合成纤维工艺习题

纤维期末考试题: 1、概念题 1)、溶液纺丝2)、线密度3)、冷却长度L K4)、溶胀度D.S 5)、FDY 6)、空气变形纱7)、极限氧指数8)、湿法纺丝9)、断裂伸长率10)、浓缩凝固11)、卷曲作用12)、FOY 13)、缩醛度14)、拉伸曲线的基本类型15)、干法纺丝16)、回潮率17)、拉伸比18)、假捻变形19)、ZHENMOY 20)、复合纤维21)、凝固的临界浓度再生纤维23)短纤维24)长丝25)零强温度26)纤度27)结晶速率常数(K)28)动力学结晶能力(G)29)连续冷却相变曲线(CCT)30)熔体纺丝法31)直接纺丝法32)切片纺丝法33)牵切纤维34)线密度35)断裂长度36)打结强度37)钩接强度38)熔体纺丝39)湿法纺丝40)成纤聚合物41)断裂长度42)相对强度43)强度极限44)取向结晶45)双扩散46)POY 47)化学纤维48)含湿率49)天然纤维50)合成纤维2.填空题 1.化学纤维的制造可以概括的分为____,____,____,____四个工序。2.化学纤维按基本制造方法分_____,_____,_____三种。 3.化学纤维分为____,____,____。 4.纤维的染色性与_____,_____,_____三方面因素有关。 5.干法纺丝溶剂从纺丝线上除去三种机理_____,_____,_____。 6. 真空转鼓干燥机主要由_____,_____,_____三部分组成。 7.组合式干燥设备主要有_____,_____,_____三部分组成。 8.根据切片的结构变化把干燥划分为_____,_____,两个阶段。 9.喷丝板导孔形状有____,____,____,____四种。 10.熔体纺丝方法用于工业生产的有_____,_____,两种方法。 11.用于湿法纺丝的纺丝溶液浓度为_____,用于干法纺丝溶液浓度为_____。12.丝条的毛细破坏与_____引起的扰动及这种不稳定的滋长和传播有关。 13.纺丝流体断裂机理至少有两种分别是_____,_____。 14.内聚破坏是粘弹性流体的拉伸流动,当储存的_____超过某临界值时就发生破坏,这个临界值相当于液体的_____。 15.挤出细流类型分为_____,_____,_____,_____四种。 16.熔体纺丝过程中最主要的相转变是___。支配湿法纺丝成型的基本过程是____。17.按拉伸时纤维所处的介质来分纤维拉伸方式一般分为____,___,___三种。18.喷丝板主要参数_____,_____,_____,_____。 19.湿法纺丝组件_____,_____,_____,_____组成。 20. 湿法成型时纤维结构的形成可分为两个主要的过程即_____,_____。 21. PET在工业上纺丝采取_____法纺丝,腈纶在工业上采用_____法纺丝。 22. 细颈点处的局部变形倍数称为_____。 23.具有C型应力—应变曲线的拉伸过程叫_____。 24. 在生产拉伸工艺上,一定要控制纤维的实际拉伸倍数,使之大于___而小于___。 25. 在纤维后加工过程中影响其物理性能的最得要的两道工序是_____,_____。答:1原料制备,纺前准备,纺丝,后加工 答:2熔体纺丝法,干法纺丝法,湿法纺丝法。 答:3人造纤维,合成纤维,无机纤维。 答:4染色亲合力,染色速度,着色剂性质 答:5闪蒸,纺丝线内部的扩散,从纺丝线表面向周围介质的对流传质 答:6转鼓部分,抽真空部分,加热系统

碳纤维生产技术路线及应用领域

碳纤维生产技术路线及应用领域 按原料体系的不同,碳纤维主要分为:黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维。 一、黏胶基碳纤维 黏胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料,目前, 黏胶基碳纤维仍占据着其他碳纤维不可取代的地位,是重要的战略物资。在民用市场方面,利用其柔软与导电性制作电热产品,利用其孔隙结构发达和容易调控的特性制造活性碳纤维系列制品,是良好的环保材料和医用卫生材料。 黏胶基碳纤维的产量不足世界碳纤维总产量的1%,它虽然不会有大的发展,但也不会被彻底淘汰出局。 二、聚丙烯腈基碳纤维 聚丙烯腈基碳纤维是目前的主流,占据了主要的市场费额: 1、瓦特的技术突破打通了制造高性能碳纤维的通道; 2、PAN原丝质量是制造高性能碳纤维的前提; 3、一条龙生产线得到发展,世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始,直到碳纤维以及中、下游产品开发。例如:日本东丽、东邦、三菱人造丝公司,美国的赫克利公司和阿莫科公司,以及中国台湾地区的台塑都是从聚合、纺丝开始,国外原丝主要生产 (1~24K)的质量提高,普及是指大丝束碳纤维(48~540K)的产量大幅度增加,价格日趋下降。 三、沥青基碳纤维 1965年,日本群马大学的大谷衫郎研制沥青基碳纤维获得成功,从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。

五、碳纤维及其复合材料的应用领域(一)

PAN基碳纤维生产路线

空气合成溶剂→溶剂DMAC ↓↓ 氢→合成氨合成催化剂→引发 剂AIBN ↓↓ 氨合成共聚单体→共聚单体衣康酸 ↓↓ 原油→蒸馏→石脑油→分解→丙烷→合成AN → AN 聚合1001 PAN 溶剂纺丝回收工程油剂PEO 1002 1001 1002 回收AN 回收熔剂 AN 熔剂DMAC PAN纤维 1003-1 表面处理上浆剂 碳纤维收丝,包装 碳纤维成品 碳纤维发展简史 1860年,斯旺制作碳丝灯泡 1878年,斯旺以棉纱试制碳丝 1879年,爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝(持续照明45小时) 1882年,碳丝电灯实用化1911年,钨丝电灯实用化 1950年,美国Wright--Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维

玻璃纤维增强塑料的基础知识

玻璃纤维增强塑料(FRP)基础知识一.什么是复合材料 指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的才料,通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料,叫做复合材料。 二.什么是玻璃纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)指用玻璃纤维增强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料。简称FRP 由于其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀;电绝缘;隔热等性能,在我国被俗称为“玻璃钢”。这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。 三.FRP的基本构成 基体(树脂)+ 增强材料+助剂+颜料+填料 1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等 2.增强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。

3.助剂:引发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。 4.颜料:氧化铁红;大红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。多数为色浆状态。 5. 填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。PPR:聚丙烯。 PUR:泡沫。 PRE:聚苯醚。 尼龙:聚酰胺纤维。 FRP的发展过程:无法确定发明人。 四.FRP材料的特点: 1.优点: (1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢相比,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。 (2)耐腐蚀性好:FRP是良好的耐腐蚀材料,对于大气;水和一般浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力,已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。正在取代碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。 (3)电性能好:FRP是优良的绝缘材料,用于制造绝缘体,

湿法纺丝工艺流程及绘图

实验1 湿法纺丝工艺流程及绘图 一、实验目的 1、了解湿法纺丝原理、设备及工艺流程。 2、根据设备组成绘制工艺流程图。 二、基本原理 湿法纺丝是将聚合物溶于溶剂中,通过喷丝孔喷出细流,进入凝固浴形成纤维的化学纤维纺丝方法。适用于湿法纺丝的成纤聚合物,其分解温度低于熔点或加热时易变色,且能溶解在适当溶剂中。聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维等合成纤维和粘胶纤维、铜氨纤维等人造纤维品种采用湿法纺丝生产。湿法纺丝工艺主要包括纺丝原液制备、纺前准备、纺丝以及丝条上油和卷绕。 将成纤聚合物溶解在适当的溶剂中,得到一定组成、一定粘度、有良好可纺性的溶液,称纺丝原液。纺丝原液也可由溶液聚合直接获得。纺丝原液在送去纺丝前,要经过混合、过滤和脱泡等纺前准备,使其性质均匀,并除去其中所夹带的凝胶块、机械杂质以及原液中的气泡。 经纺前准备后的纺丝原液送上纺丝机(见图), 通过纺丝泵计量、过滤器过滤后进入喷丝头。湿法 纺丝的喷丝头通常采用铂与钽的合金材料制成,喷 丝头上有规律地排布着若干孔径为0.05~0.12mm 的孔眼,喷丝头孔数可多达数千至数万。从喷丝孔 中压出的原液细流进入凝固浴。原液细流中的溶剂 向凝固浴液扩散,浴液中的沉淀剂向细流扩散,这 种扩散称为双扩散。通过扩散使原液细流达到临界浓度,聚合物于凝固浴液中析出而形成纤维。凝固是物理化学过程,但某些化学纤维(例如粘胶纤维)在湿法纺丝过程中,还同时发生化学变化。 湿法纺丝的纺丝速度,受溶剂和凝固剂的双扩散速度以及凝固浴液的流体阻力等因素所限制,因此比熔体纺丝速度低得多,一般在15~150m/min范围内。 湿法纺丝初生纤维由于含有大量凝固浴液而处于溶胀状态,大分子具有很大的活动性,其取向度很低。选择和控制纺丝工艺条件,可制得不同横截面形状或具有特殊毛细孔结构和特殊性能的纤维。 三、实验设备组成 湿法纺丝设备组成主要包括纺丝箱、计量泵、纺丝组件、喷丝板、凝固浴槽、牵伸机构、清洗槽、干燥箱、卷绕机。

碳纤维国内技术和生产现状简介

国内碳纤维技术及生产现状 我国从20世纪60年代后期开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN 基碳纤维扩大试验生产线,当时生产能力为2t/a。20世纪80年代开展了高强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。我国主要研究单位有中科院山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。 我国目前使用碳纤维量约占世界用量的1/5。巨大的市场潜力,供不应求的局面,必然促进我国碳纤维工业的发展。但是,要想进入竞争的市场,一是要保证产品的质量,二是要求价位相当。针对我国碳纤维工业的现状,需首先解决高性能PAN原丝的质量,在这基础上才有可能产业化,这是进市场的前提;同时,还需进行预氧化,碳化,石墨化设备及表面处理装置的工程化开发,使其形成规模化生产能力,才能在保证质量的基础上降低成本。目前,内内研究开发以

及生产碳纤维的呼声很高,发展趋势令人鼓舞。 但由于对我国碳纤维产业发展的建议目前我国高性能碳纤维无论在质量上还是数量上与国外相比还有一定差距,远远满足不了需求。为此,尽快研究和发展我国自己的高性能碳纤维材料已迫在眉睫。碳纤维是一门多学科交叉、多技术集成的系统工程,质量的提升涉及到方方面面。以下几个方面应优先考虑。 1、提高PAN原丝质量 PAN原丝不仅影响碳纤维的质量,而且影响其产量和生产成本。换言之,只有高质量的原丝才能生产出高性能碳纤维,才能稳定生产,提高产量,降低成本。对于现代碳纤维生产线,要求喂入丝束数在100以上,且高速运行;如果原丝质量低劣、彼此性能差异较大,易在生产过程中产生毛丝缠结,甚至发生断丝,很难稳定生产,这样必然加大原丝的损耗。对于质量好的PAN原丝。用2.0kg以下的原丝可生产出1kg碳纤维;而质量差的原丝,则需2.5kg,甚至更高,这必然加大生产成本,而原丝成本占碳纤维生产成本的50%~65%。所以,PAN原丝质量不仅可左右碳纤维的性能,而且也制约着碳纤维的生产成本和市场竞争力。 2、研制高纯度原丝 研制高纯度原丝可把先天性缺陷降低到最小程度,大量

聚酰亚胺纤维湿法纺丝工艺研究

科技论坛聚酰亚胺纤维湿法纺丝工艺研究 李凤梅 (吉林化纤集团奇峰检验处,吉林吉林132115) 本文采用将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(O-DA)和联苯二酐在DMAC中进行溶液聚合得到聚酰胺酸(PAA)溶液,并用该溶液进行湿法纺丝得到PAA纤维,用热酰亚胺化法得到聚酰亚胺(PI)纤维。研究了凝固浴组成和工艺条件对PAA形态结构和纤维性能的影响。聚合过程的控制工艺聚合过程的控制工艺很关键,是否能够得到稳定较高的固含量同时又具有高均相的纺丝溶液,直接影响纺丝效率、成纤率和纤维的综合性能。此聚合反应为缩聚反应,缩聚反应指具有两个或两个以上官能团的单体,相互缩合并产生小分子副产物(水、醇、氨、卤化氢等)而生成高分子化合物的聚合反应。生成大分子时,向两个方向延伸,得到的是线型高分子。聚合过程中一般存在主要两方面的难点,具体如下:难点一:聚合度不易控制———聚合粘度低,达不到纺丝要求,或聚合粘度太高造成过滤和纺丝困难。难点二:聚合原液在长期存放极易降解。通过多次试验,不断改进聚合方法,最终掌握了控制粘度的方法,实现粘度可调可控;另一方面通过上百次试验,在聚合达到粘度后加入适量终止剂,终止聚合,再进行低温出料存放,使得粘度不再下降,实现了聚合物的稳定。缩聚反应严格控制摩尔比、反应温度、反应时间参数,但大生产时按实验室做好的配方参数投料后结果却与实验不同,这样就给聚合生产蒙上了神秘的面纱。大生产时物料纯度、颗粒度、反应时间、反应温度、环境温湿度,加料先后顺序,间歇时间都对生产有影响,控制比较复杂。物料含水要求必须达到极低要求否则得不到较高粘度,达不到纺丝要求。控制措施如下:聚合度控制方面:a.进行聚合用单体及溶剂的聚合级指标确认,包括纯度、含水量等。通过多次试验确定二酐、二胺、联苯酐、DMAC能达到纺丝使用最佳聚合度相应的纯度、含水量指标等。b.确定达到最佳聚合度的原液的固含量标准,根据要求强度高低达到一定粘度和聚合度。c.确定达到最佳聚合度的原液的聚合反应最佳配比,二胺:二酐:三单配方。d.确定达到最佳聚合度的原液的单体粒级别、投料方式及次序、反应时间、温度控制等。e.确定封端剂的种类,使聚酰胺酸达到最稳定状态。原液储存方面:a.确定不同存储温度、湿度聚酰胺酸原液的降解速度。低温存储较好。b.确定在一定存储条件下聚酰胺酸原液在满足纺丝要求前提下,最长存放时间。工艺流程如下:先将二胺以一定比例溶于溶剂中,再按配方加入一定比例第二单体、第三单体在聚合釜中缩聚形成聚酰胺酸胶液,然后经过过滤等多道工序加工成可用于纺丝的纺丝原液,纺丝原液经过喷丝板喷出到凝固浴中,经过双扩散凝固而成为丝条,形成初生纤维。刚离开凝固浴的丝条还未完全成形,故在较低浓度的DMAC水溶液中进一步成形,同时给予一定倍数的牵伸,提高纤维的分子取向度,改善其物理———机械性能。牵伸后的聚酰胺酸纤维需要经过水洗去除纤维内的DMAC,洗净后的纤维需要进行烘干和亚胺化处理变成聚酰 亚胺纤维,此时的纤 维与天然纤维相比没 有表面卷曲,为了增 加纤维自身的抱合 力,改善可纺性,改善 纤维的弹性、柔软性, 对纤维进行卷曲。为 了便于后续纺织加工 顺利进行,对纤维进 行上油处理,处理后 的纤维中含有大量的 水,为了去掉多余的 水份,对纤维进行第 二次干燥,同时进一步提高纤维的物 理———机械性能,烘干后的得到聚酰亚胺成品。 不同凝固浴温度对纤维成型的影响 凝固浴的温度不同,对纤维的结构产生很大的影响。在凝固浴为5℃和15℃时,纤维结构密实均匀,纤维呈圆形或者腰圆形,这是 由于凝固浴温度较低时,凝固能力缓和,丝束内外部溶剂扩散速率慢,纤维凝固速度慢,皮层柔软,能与芯层同时收缩,但是随着凝固浴温度升高至15℃或30℃,凝固能力增强,纤维凝固速度快,纤维皮层和芯层不能一起收缩,导致皮层变形,使纤维截面呈C形,且纤维结构不均匀。不同固含量的原液在同一温度条件下成型也不相同,固含量高的原液形成纤维较致密,空洞少强度高,固含量低的纤 维相对纤维较疏松,会形成空洞,强度较低,一般在实验中会将固含量低的原液在温度较低的凝固浴中纺丝,得到较致密的纤维,同时固含量低的原液会得到较高聚合度的分子链。 不同凝固浴对纤维性能的影响 纺丝细流在不同凝固浴中的凝固性能不同,从而导致纤维性能 差异很大,因此凝固浴的选择非常重要。图1考察了不同凝固组成对PI初生纤维截面形貌的影响,分别为水、NMP、比例为2:8的水 和DMAC、比例为5:5的水和DMAC。 其中图1(a)是凝固浴为水所得PI初生纤维的SEM照片。 由图1(a)可见,纤维皮层致密,但具有明显的皮芯结构。由于水的凝固速度太快,丝束内部的溶剂难以扩散出来,这样纤维内部结 构疏松不均匀,最终导致初生纤维具有明显的皮芯结构,从而不利于纤维在凝固浴中的拉伸。 图1(b)是凝固浴为NMP所得PI初生纤维的SEM照片,从图1(b)可见,纤维皮芯结构开始变得模糊,但纤维中心部分结构仍然不 均,较为疏松,纤维呈椭圆形,图1(c)和1(d)中所用凝固浴均为DMAC与水的混合溶液。图1(c)中纤维皮层柔软,皮层能与芯层同 时均匀收缩,纤维内部结构均匀密实,截面呈腰圆形。随着混合溶液中的DMAC比例增大,凝固能力下降,所得初生纤维的SEM如图1(d)所示。但这种结构使溶剂扩散速度太慢,不利于PI初生纤维连续拉伸,易发生黏丝现象。 结论:根据想要纤维的品质,在制作配方时选择合理的各个参数,往往是多个参数的组合才能达到想要的结果,在试验时方向要找对要向着有利于指标参数进展的方向调整。 摘要:聚酰亚胺纤维所属领域为有机高性能纤维,具有耐高温、耐酸碱、阻燃、高强度特性,高性能纤维是关系到国防建设和国民经济的发展、支撑国家高新科技产业发展的关键性材料,目前我国国内聚酰亚胺纤维研发部门很多,能够形成批量生产的还仅限于高温过滤材料,高强高模量的还处在研发当中。 关键词:聚酰亚胺纤维;纺丝;性能 图1不同凝固浴中PI初生纤维的SEM照片(凝固浴温度为15℃)105 ··

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