第1章 绪论(熔体纺丝工艺原理)
熔体静电纺丝技术
熔体静电纺丝技术
熔体静电纺丝技术是一种新型的纳米材料制备技术，它通过将高分子
材料或金属材料加热至熔化状态，然后通过高压电场使其在空气中形
成纳米级的纤维。
这种技术具有制备纳米级材料的高效性、低成本和
易于控制等优点，因此在材料科学、生物医学、纺织工业等领域得到
了广泛的应用。
熔体静电纺丝技术的原理是利用高压电场将熔化的高分子材料或金属
材料从喷嘴中喷出，然后在空气中形成纳米级的纤维。
这种技术的关
键在于高压电场的控制，它可以调节纤维的直径、形态和排列方式等
参数，从而得到不同性质的纳米材料。
熔体静电纺丝技术的应用非常广泛，其中最重要的是在材料科学领域。
通过这种技术制备的纳米材料具有很高的比表面积和特殊的物理、化
学性质，可以用于制备高性能的传感器、催化剂、电池等材料。
此外，熔体静电纺丝技术还可以制备纳米级的药物载体，用于生物医学领域
的药物传递和组织工程等方面。
在纺织工业领域，熔体静电纺丝技术也有着广泛的应用。
通过这种技
术制备的纳米纤维可以用于制备高性能的纺织品，如防护服、过滤材料、医用敷料等。
此外，熔体静电纺丝技术还可以制备具有特殊功能
的纺织品，如防辐射、防静电、防紫外线等。
总的来说，熔体静电纺丝技术是一种非常有前途的纳米材料制备技术，它具有高效、低成本、易于控制等优点，可以用于制备各种高性能的
材料。
随着技术的不断发展，相信熔体静电纺丝技术将会在更多的领
域得到应用。
纺丝文献
纺丝工艺及设备综述引言：纺丝（spinning）又称化学纤维成形。
制造化学纤维的一道工序。
将某些高分子化合物制成胶体溶液或熔化成熔体后由喷丝头细孔压出形成化学纤维的过程。
纺丝胶体溶液或熔体用计量泵向喷丝头输送。
成形方法主要有溶液纺丝（solution spinning）和熔体纺丝（melt spinning)两大类。
近年来还出现许多新的特殊纺丝法。
本文主要就熔体纺丝和溶液纺丝中的基本概念、基本原理以及相关的设备进行介绍，以供学习。
关键词：纺丝溶液纺丝熔体纺丝纺丝设备一、熔体纺丝（一）熔体纺丝的基本概念1熔体纺丝的原理熔体纺丝是化学纤维的主要成形方法之一，简称熔纺。
合成纤维主要品种涤纶、锦纶、丙纶等都采用熔纺生产。
熔纺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。
熔点低于分解温度、可熔融形成热稳定熔体的成纤聚合物，都可采用这一方法成形。
2熔体纺丝的分类熔纺分直接纺丝法和切片纺丝法。
直接纺丝是将聚合后的聚合物熔体直接送往纺丝；切片纺丝则需将高聚物溶体经注带、切粒等纺前准备工序而后送往纺丝。
大规模工业生产上常采用直接纺丝，但切片纺丝更换品种容易，灵活性较大，在长丝生产中仍占主要地位。
3熔体纺丝的性能熔体细流冷却成形时在周围空气介质中遇到的摩擦阻力，比湿法纺丝成形时丝条承受的溶液阻力小。
熔体细流一经固化，就有巨大的抗张能力，所以熔纺的卷绕速度比湿纺为高，一般在1000～1500米/分，喷丝头拉伸比（卷绕速度与熔体从喷丝孔喷出速度之比）也比湿纺时高。
需要注意的是，熔纺纤维刚成形时几乎是干的,容易积聚静电,纤维间的抱合力差，与设备的摩擦力大，因此在卷绕前要经过给油、给湿处理，使纤维顺利地卷绕并可改善其后拉伸的性能。
对于吸水性较大的聚酰胺纤维还可以防止绕在筒管上的丝条再度吸水，以致发生纵向膨胀而出现松圈和塌边等现象。
（二）熔体纺丝的主要设备1 干燥设备干燥的目的：a除去切片中水分；b提高软化点；为了达到上述干燥目的，可以选择各种各样的干燥设备。
熔融纺丝法简介课件
根据聚合物性质和生产工艺要求，选择合适的螺杆直径、 长径比、压缩比等参数。同时，要确保螺杆表面光滑、无 损伤，防止物料在挤出过程中受热分解。
熔融挤出温度控制
通过调节加热和冷却系统，将熔融挤出的温度控制在适宜 范围内，以避免聚合物的热分解和物料粘度的变化。
喷丝
喷丝板的选择与清洁
根据产品规格和生产工艺要求，选择合适的喷丝板孔径、孔数和排 列方式。同时，要定期清洁喷丝板表面，避免堵塞和物料粘附。
进一步提高生产效率与产品质量
优化设备与工艺参数
通过改进设备结构和优化工艺参数，提高纺丝效率和产品质量。
智能化生产控制
应用先进的传感器和控制系统，实现生产过程的自动化和智能化， 提高生产效率和产品质量的稳定性。
研发高性能纤维
通过研发高性能的纤维材料，提高产品的功能性、耐用性和舒适性 ，满足不断升级的市场需求。
化、远程监控和预测性维护，提高生产效率和产品质量。
绿色生产
02
采用环保的生产工艺和材料，降低生产过程中的能耗和排放，
实现绿色生产。
循环经济
03
构建循环经济模式，实现资源的再生利用和废弃物的减量化、
资源化、无害化处理，降低对环境的影响。
06
熔融纺丝法与其他纺丝法的比较
熔融纺丝法与溶液纺丝法的比较
01
开发多功能复合纤维
多功能化
在纤维中融入多种功能，如抗菌、抗静电、保暖 等，以满足不同领域的需求。
复合材料
将多种材料进行复合，形成具有多层结构、多种 功能的复合纤维。
创新技术
通过研发新技术，实现多功能复合纤维的高效制 备和性能优化。
研究智能化与可持续发展的生产技术
智能化生产
熔体纺丝纤维成型原理
熔体纺丝纤维成型原理介绍熔体纺丝纤维成型是一种常见的纺织加工方法，通过加热和拉伸熔化的高分子材料，使其变成连续的纤维状，用于制造各种纺织品。
本文将深入探讨熔体纺丝纤维成型的原理及其工艺。
基本原理熔体纺丝纤维成型的基本原理是将熔融的高分子材料通过喷射、旋涡或挤出等方式形成连续的纤维。
具体的原理可以分为以下几个步骤：1. 加热和熔融首先，将高分子材料加热至其熔点以上，使其变为熔融状态。
高分子材料的熔点因材料的不同而不同，一般在几百摄氏度到千摄氏度之间。
2. 熔体输送将熔融的高分子材料通过泵或螺杆等装置输送到纺丝装置中。
在输送过程中，需要保持熔体的温度和压力，以确保顺利进行下一步操作。
3. 纺丝成形在纺丝装置中，通过不同的方式进行纺丝成形。
常见的方式有喷射纺丝、旋涡纺丝和挤出纺丝。
3.1 喷射纺丝喷射纺丝是将熔体通过喷嘴喷射出来，形成连续的纤维。
喷嘴通常有很多小孔，熔体经过小孔后迅速冷却凝固，形成纤维。
喷射纺丝适用于生产细纤维。
3.2 旋涡纺丝旋涡纺丝是将熔体喷射到旋转的输送气流中，通过离心力的作用将其拉伸成纤维。
旋涡纺丝适用于生产中纤纤维。
3.3 挤出纺丝挤出纺丝是将熔体通过挤出机的挤出口挤出，形成连续的纤维。
挤出纺丝适用于生产粗纤维。
4. 冷却和拉伸成形的熔体纤维需要经过冷却和拉伸处理。
冷却可以固化纤维，拉伸可以提高纤维的强度和拉伸性能。
5. 收集和卷绕最后，完成的纤维被收集起来，并通过卷绕装置进行卷绕。
卷绕的方式通常根据需要选择，可以是平板卷绕、筒形卷绕或其他形式。
工艺参数熔体纺丝纤维成型的工艺参数对成品的质量有重要影响。
以下是一些常见的工艺参数：1.温度：熔体的温度对纤维的形成和性能有影响，需要根据具体材料选择合适的温度。
2.压力：熔体的压力决定了纤维的形状和尺寸，过高或过低的压力都会影响纤维的质量。
3.拉伸速度：纤维的拉伸速度会影响纤维的强度和拉伸性能，需要根据要求进行调节。
4.冷却方式：不同的冷却方式会导致纤维的结构和性能产生变化，可以选择气体冷却、水冷却等方式。
熔体纺丝(melt spinning)工艺原理
冷卻速率增加，結晶所需時間降低，結晶速率隨
紡速提高而增加。
取向使結晶速率大大增加的原因，可以概括為兩類： 一，從結晶理論的角度看，大分子取向區域越大， 生成晶核的臨界溫度也越高，因此，在熔體冷卻的 過程中，取向高的體系能夠在較高的溫度下形成晶
核，取向低的體系則相反，必須有較大的過冷度才
能形成晶核。
取向度的測定：一般用取向因數f 表徵。
該式用於表徵單軸取向中結構單元的取向，υ
表示單元晶胞某晶軸與纖維軸的平均夾角，當
結構單元完全平行于纖維軸時，υ=0，f=1；
垂直于纖維軸時，υ=90度，f=0.5 。
二 熔體紡絲過程中的結晶
熔體紡絲線上的結晶是控制絲條固化的一個極
重要的動力學過程。紡絲線上的結晶對捲繞絲的結構
流一經固化，就有巨大的抗張能力，所以熔紡的捲繞速
度比濕紡為高，一般在1000～1500米/分，噴絲頭拉伸 比（捲繞速度與熔體從噴絲孔噴出速度之比）也比濕紡 時高。
三、上油
熔紡纖維剛成形時幾乎是幹的，容易積聚靜電，纖
維間的抱合力差，與設備的摩擦力大，因此在捲繞前要 經過給油、給濕處理。
對於吸水性較大的聚醯胺纖維還可以防止繞在筒 管上的絲條再度吸水，以致發生縱向膨脹而出現松圈 和塌邊等現象。 化學纖維在紡絲和紡織加工過程中因不斷摩擦而 產生靜電，必須使用助劑以防止或消除靜電積累,，同 時賦於纖維以柔軟、平滑等特性，使其順利通過後道
熔體紡絲過程中的參數可以歸為三類
第二節 熔體紡絲過程的運動學和動力學
紡絲線上直徑的變化和速度的分佈
從速度分佈，可求出拉 伸應變速率（軸向速度 梯度）
根據拉伸應變速率的 不同，把整個紡絲線 分成三個區域
熔体纺丝定义
熔体纺丝定义熔体纺丝定义熔体纺丝是一种制备纤维的方法，它利用高分子材料的熔融状态将其挤出成细丝，并在空气中冷却和固化。
该方法广泛应用于纤维、薄膜、管材等领域，并有着广泛的应用前景。
一、熔体纺丝的基本原理熔体纺丝是利用高分子材料在加热条件下从固态转变为液态，经过特定的挤出系统将其挤出成细丝，然后通过空气或其他方式进行冷却和固化。
这个过程主要包括以下几个步骤：1.高分子材料加热：将高分子材料放入挤出机中，在一定的温度和压力下加热。
2.挤出成形：在加热条件下，高分子材料从机头中挤出成细丝。
3.冷却固化：将挤出来的细丝通过空气或其他方式进行冷却和固化，使其变得坚硬并具有所需的物理性能。
二、熔体纺丝的分类根据不同的加工方式和设备类型，熔体纺丝可以分为以下几种：1.单丝熔体纺丝：将高分子材料从单一的机头中挤出成细丝。
2.多丝熔体纺丝：将高分子材料从多个机头中挤出成多根细丝，然后通过特定的方式进行合并。
3.微纳米级熔体纺丝：利用电场、气流等特定条件对高分子材料进行加工，制备出微小尺寸的纤维或薄膜。
三、熔体纺丝的应用由于熔体纺丝具有制备成本低、生产效率高、产品性能优良等优点，因此在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：1. 纤维制备：利用熔体纺丝技术可以制备各种类型的合成和天然纤维，如聚酯、聚酰胺、聚乙烯等。
2. 薄膜制备：通过控制挤出速度和冷却方式，可以制备各种类型的薄膜，如聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜等。
3. 医疗器械：熔体纺丝技术可以制备出具有良好生物相容性的材料，用于制备医用敷料、人工血管等医疗器械。
4. 环保材料：利用可降解高分子材料进行熔体纺丝制备，可以制备出可降解的环保材料，如可降解塑料袋、餐具等。
四、熔体纺丝的优缺点1. 优点：（1）生产效率高，可以大批量生产；（2）生产成本低，适合大规模生产；（3）产品性能优良，具有较高的强度和耐磨性；（4）可以制备出各种类型的高分子材料。
2. 缺点：（1）对原始材料要求较高；（2）设备成本较高；（3）对操作人员技术要求较高。
熔体纺丝工艺原理
熔体纺丝工艺原理咱先得知道啥是熔体纺丝。
简单说呢，就是把那些能变成熔体的材料，像聚酯啥的，给它加热变成黏糊糊的液体，就像把巧克力加热融化了一样。
这一步可关键啦，就好比是给一场大戏搭舞台呢。
这个加热的过程得控制好温度哦，温度高了低了都不行。
要是温度太高，那材料可能就变得太稀，像水一样不好控制，就跟你做菜的时候火太大，菜糊了一个道理。
温度低了呢，它又不能顺利地变成熔体，就像你想把黄油软化，可温度不够，它还是硬邦邦的。
那变成熔体之后呢？就要把这熔体从一个很小的孔里挤出来。
想象一下，就像是从一个超级小的漏斗里把蜂蜜挤出来一样。
这个孔啊，可是很有讲究的，它的大小、形状都会影响到最后纺出来的丝的质量。
要是孔太大，那挤出来的丝就会很粗，就像你用粗粗的画笔去画画，画出来的线条就很笨拙。
要是孔太小呢，又可能会堵住，就像你用很细的吸管喝珍珠奶茶，珍珠可能就会把吸管堵住啦。
从孔里挤出来之后，丝就开始变身啦。
这时候要给它快速降温，让它从黏糊糊的液体一下子变成固体。
这就像是给刚出炉的热面包迅速降温，让它定个型。
这个降温的速度也得恰到好处。
要是降得太慢，丝可能就会变形，就像你捏的橡皮泥，还没等它变硬就被碰歪了。
降得太快呢，丝可能会变得很脆，就像你把冰块在火上烤一下，然后又突然放到冷水里，冰块就容易裂。
而且啊，在纺丝的过程中，还得给丝加点拉力。
这就像是在拉面条一样，你得把它拉得直直的，这样丝才会又细又均匀。
如果没有拉力，丝就会松松垮垮的，就像没有筋骨的面条，软趴趴的不好看也不好用。
宝子们，熔体纺丝的整个过程就像是一场精心编排的舞蹈。
每个环节都得配合好，哪一个环节出了岔子，这舞就跳不好啦。
你看，从材料变成熔体，再从熔体变成丝，这中间的学问可大着呢。
再说说这工艺在生活中的应用吧。
咱们穿的好多衣服都是用熔体纺丝做出来的纤维织成的呢。
那些漂亮的连衣裙、帅气的衬衫，很多都离不开这个工艺。
要是没有熔体纺丝，咱们的衣服可能就没有这么多花样，也不会这么舒服啦。
化纤主要知识点讲解
化纤主要知识点讲解化纤概论主要知识点填空、选择、判断，三个⼩组任务主要结合PPT讲课重点与课本出题。
第⼀章绪论&原理1、掌握再⽣纤维与合成纤维概念与区别；再⽣纤维：以天然⾼分⼦聚合物为原料，经化学和机械⽅法加⼯⽽成，其化学组成与⾼聚物基本相同的化学纤维。
合成纤维：以⽯油煤天然⽓及⼀些农副产品等天然低分⼦化合物为原料制成单体后，经（⼀系列化学反应）⼈⼯合成获得的聚合物纺织⽽成的纺织纤维。
了解化纤按形态结构分两类：长丝（在化学纤维制造过程中，纺丝流体（熔体或溶液）经纺丝成形和后加⼯⼯序后，得到的长度以千⽶计的纤维称为化学纤维长丝。
）短纤：（化学纤维的产品被切断成⼏厘⽶⾄⼗⼏厘⽶的长度，这种长度的纤维称为短纤维。
）短纤的类型（棉型：长度约为30～40mm，线密度为1.67dtex 左右，纤维较细，类似棉花；⽑型：长度约为70～150mm，线密度为3.3～7.7dtex，纤维较粗，类似⽺⽑；中长型:长度约为51～76mm，线密度约为2.2～3.3dtex，介于棉型和⽑型之间）。
2、了解复合纤维概念、与共混纤维区别，根据纤维内两种组分相互间的位置分类（并列型、⽪⼼型、海岛型和剥离型，共混型五种）。
差别化纤维、异性纤维、超细纤维答案：复合纤维：在纤维横截⾯上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种纤维称为复合纤维。
共混纤维：亦称多组分纤维，是指通过两种或多种聚合物共混后纺成的化学纤维。
多数共混纤维是以⼀种聚合物的原纤维镶嵌在另⼀种聚合物基体之中，故⼜称“基质-原纤型纤维”。
差别化纤维：泛指通过化学改性或物理变形是常规化学纤维品种有所创新或被赋予某些特性的服⽤化学纤维。
异形纤维：在合成纤维纤维成型过程中采⽤异型喷丝孔仿制的、具有⾮圆形截⾯的纤维或中空纤维称为异形纤维。
超细纤维：单丝细度⼩于0.44 dtex的化学纤维。
3、了解化纤主要物理性能指标（线密度定义：纤维粗细程度，公制⽀数Nm：1克重的纤维所具有的长度⽶数；Nm↑→纤维越细Dn：9000⽶长的纤维所具有的重量克数；Dn↑→纤维越粗特克斯Tex：1000⽶长的纤维所具有的重量克数；Tex ↑→纤维越粗；）长度、吸湿性、燃烧性能、染⾊性、卷曲度：沸⽔收缩率、含油率等）及主要机械性能指标（断裂强度、断裂伸长率、初始模量等的概念）吸湿的定义在标准温湿度（20℃、65%相对湿度），纤维吸收或放出⽓态⽔的能⼒。
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• 纺丝是化学纤维生产过程中的核心工序。
• 纺丝直接影响初生纤维的质量和成品丝的质 量。
• 纺丝是改变品种的主要控制部位，新技术、新 工艺的集中体现。如：异形丝、高速纺、复合 纺等。
5
• 2. 纺丝的方法
熔体纺丝
熔体直接纺丝 切片间接纺丝
溶液纺丝
干法纺丝
湿法纺丝
纺丝方法
干湿法纺丝
液晶纺丝
特殊纺丝
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根据拉伸应变速率的不同，纺丝线分成以 下三个区域：
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77
复
• 1、纺织纤维的分类。
习
• 2、合成纤维的化学名称、商品名称、俗名、 英文缩写。
• 3、纺丝方法、特点、适用纤维。
1
第 1章 熔体纺丝工艺原理
2
第1节 概述
3
一、化学纤维成型的基本步骤和规律
• 1. 纺丝：将成纤聚合物熔体或浓溶液，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作“纤维成型”，或称 “纺丝” 。 •
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105征。
• 2、简述纺丝流体四种流型的特点。
• 3、写出熔体直接纺丝和切片间接纺丝的工艺流程。 • 4、根据拉伸应变速率的不同，纺丝线分成哪三个 区域？各个区域中丝条的状态有何不同？ • 5、化学纤维的结构分为哪三个层次？各包括哪些 结构？ 106
107
冻胶纺丝
乳液纺丝等
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各种化学纤维采用的纺丝方法？ • • • • • • • • 涤纶 锦纶 丙纶 腈纶 维纶 氯纶 氨纶 黏胶纤维
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