湿法纺丝工艺原理

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湿法纺丝原理

湿法纺丝原理
濕法紡絲工藝原理
第一節概述
一、工藝概述 1.溶液紡絲工藝流程
原液制備→紡前準備(過濾、脫泡、混合)→ 紡絲→後處理(水洗、拉伸、熱定型、捲曲、切 斷、打包) 2. 溶液紡絲的分類 在溶液紡絲法中,根據凝 固方式不同,又分為: • 濕法紡絲 • 幹法紡絲 濕法紡絲
(1)濕法紡絲
從噴絲頭毛細孔中擠出的紡絲溶液細流進入凝 固浴,聚合物在凝固浴中析出而形成初生纖維 的過程。

目前在採用溶液紡絲法生產的主要化學纖
維品種中,只有腈綸既可採用一步法,又 可採用二步法紡絲,其它品種的成纖聚合 物,無法採用一步法生產工藝。雖然採用 一步法省去的聚合物的分離、乾燥、溶解 等工序,可簡化工藝流程,提高勞動生產 率,但制得的纖維品質不穩定。
在纖維素纖維生產中,由於纖維素不溶于
4.熔紡和濕紡的不同
紡絲方法
紡絲體系組成
熔紡
一元(高聚物)
濕紡
二元(幹法)高聚物+溶劑 三元( 濕法)高聚物+溶劑+沉澱劑
傳熱、傳質、擴散、相分離 每分鐘幾米至幾十米
固化過程機理 紡絲速度
傳熱 每分鐘幾百米至幾千米
工藝流程
設備
簡單
自動化和精度要求高複雜自動和精度要求一般環境污染
經濟
環境污染較輕
成本低
環境污染較嚴重
必須配備凝固浴的配置、迴圈及回 收設備,成本高。
第二節 聚合物的溶解
一. 溶解過程的特點和熱力學解釋 (1)聚合物溶解過程的特點 聚合物的溶解過程是聚合物大分子在溶劑分子 的作用下,使大分子之間的作用力不斷減弱,進而 均勻地與溶劑分子相互混合直至成為分子分散的均 相體系的過程。
高聚物的溶解過程一般分為兩個階段:先溶脹後

干法纺丝和湿法纺丝的原理

干法纺丝和湿法纺丝的原理

干法纺丝和湿法纺丝的原理干法纺丝和湿法纺丝是两种常见的材料纤维生产方法,它们在原理、过程和应用方面有很大不同。

下面就来分别介绍两种纺丝方法的原理。

干法纺丝:干法纺丝又称熔融纺丝,是指利用高温熔化的材料纤维,经过高速旋转的离心力,把熔融的材料纤维拉成细线并逐渐冷却成固态。

干法纺丝主要适用于熔融分子量较高的材料纤维,如聚酰胺、聚酯、聚丙烯等。

该方法具有生产效率高、纤维强度高、成本低等优点。

实际操作中,干法纺丝主要分为两个步骤:先将材料纤维加热至熔化,并通过传送带或者输送管将熔融材料输送到旋转的纤维散纺盘上;之后,通过快速旋转散纺盘,将熔融材料甩出并形成一段长丝,最后通过一系列冷却设备对其进行自然或者人工冷却,使其凝固成为细线。

整个过程中需要控制好温度、旋转速度、拉伸力度以及冷却速度,保证纤维的质量和规格。

湿法纺丝:湿法纺丝是指将材料纤维通过化学方法溶解在特定的溶剂或溶液中,然后通过旋转或挤出或拉伸的方式制造出长丝,并通过酸碱等升华、脱水及干燥等工艺将纤维制成工业用途的物料。

湿法纺丝主要适用于生产高分子、特种纤维,如人造丝、碳纤维、玻璃纤维等。

实际操作中,湿法纺丝的基本原理为将失去结晶性的高分子材料纤维溶解在溶剂中,形成一个具有高粘度的凝胶溶液。

然后将凝胶溶液通过高压喷嘴或旋转筒的方式喷出,使其迅速成型,随后通过酸碱溶解、脱水、热定型等工艺来生成稳定的纤维。

环节后对纤维进行干燥处理,最后进行包装。

总结:干法纺丝和湿法纺丝是两种材料纤维生产常见的方法,其原理和过程有很大的不同。

干法纺丝主要是通过高温熔化的材料纤维,经过高速旋转的离心力,把熔融的材料纤维拉成细线并逐渐冷却成固态。

湿法纺丝则是将高分子材料纤维溶解在溶剂中,形成凝胶溶液,通过高压喷嘴或旋转筒的方式喷出,再进行化学处理生成稳定的纤维。

两种方法根据不同的物料材质和特性来进行选择,并有着广泛的应用。

湿法纺丝原理范文

湿法纺丝原理范文

湿法纺丝原理范文湿法纺丝是一种纤维加工技术,主要用于生产天然纤维如棉花、亚麻、大麻等的纤维制品。

这种技术的原理是将纤维浸泡在水中,通过机械力和压力作用,将纤维逐渐分离并形成纤维束,最后再通过调节纤维的拉伸和延伸,使其在水中形成连续的纤维线。

湿法纺丝主要分为两个步骤:浆备和纺丝。

浆备是把原始纤维进行浸泡处理的过程。

首先,将原始纤维打开,去除杂质,并保持纤维的原始长度。

然后,将经过处理的纤维浸泡在大型浆液缸中,加入适量的水和其他处理剂,如润湿剂、溶解剂等。

这样做的目的是使纤维在水中充分分散,并与处理剂相互作用,使纤维更易分离。

纺丝是将浆备好的纤维形成纤维线的过程。

首先,将浆液缸中的纤维通过过滤装置分离,将纤维浆排除,只保留流体中的纤维。

然后,将纤维通过进一步的过滤和排水,逐渐将纤维形成纤维束。

接下来,使用纺丝机,通过机械力和压力作用,将纤维束拉伸成连续的纤维线。

在这一过程中,使用调节装置来控制纤维的拉伸程度和速度,以确保纤维线的质量稳定。

湿法纺丝的原理基于纤维在水中的分散性和可延伸性。

纤维在水中容易分散,因为水可以将纤维熨平并将纤维间空隙填满。

这使得纤维能够在水中自由移动,并在机械力作用下逐渐分离出来。

同时,纤维在水中的延伸性也很好。

当纤维受到拉力作用时,纤维可以在水的阻力下延伸,而不会断裂。

这使得纤维能够在纺丝机上顺利地形成连续的纤维线。

湿法纺丝技术有一些优点。

首先,由于纤维在水中形成,相对于干法纺丝,纤维线的断裂率较低。

其次,湿法纺丝可以更好地控制纤维线的拉伸和延伸,从而提供更好的纤维线质量。

此外,湿法纺丝可以适应不同纤维的特点和处理需求,通过调整处理剂和纤维条件,可以实现对纤维性质和产量的灵活控制。

总之,湿法纺丝是一种重要的纤维加工技术,通过浆备和纺丝两个步骤,能够将原始纤维转化为连续的纤维线。

其原理基于纤维在水中的分散性和延伸性,并应用了机械力和压力作用,以及调节装置的控制,以确保纤维线的质量和产量。

第三章湿法纺丝工艺原理

第三章湿法纺丝工艺原理
(一)大分子链结构的影响
1.分子间作用力越强,聚合物越难溶解。
分子间作用力↑ ,则溶解度↓
如能减弱大分子之间的作用力,将使 聚合物的溶解度有显著增加。例如有丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等低极性官能团 的单体与丙烯腈共聚,所得到的丙烯腈共 聚体的溶解度要比丙烯腈均聚物大得多。
2. 大分子主链上官能团亲水性越强,聚合物越易溶解
采用干法纺丝时,首要的问题是选择溶 剂。因为纺丝速度主要取决于溶剂的挥发 速度,所以选择的溶剂应使溶液中的聚合 物浓度尽可能高,而溶剂的沸点和蒸发潜 热应尽可能低,这样就可减少在纺丝溶液 转化为纤维过程中所需挥发的溶剂量,降 低热能消耗,并提高纺丝速度。除了技术 经济要求外,还应考虑溶剂的可燃性以满 足安全防护要求。最常用的干法纺丝溶剂 为丙酮、二甲基甲酰胺等。
在聚乙烯醇的分子链上,如果含有3%~15%摩尔的残余醋酸 基,其溶解度要比完全皂化的聚乙烯醇为高;而且,在大分子链 上交替分布的羟基和残余醋酸基的链段越长,其溶解度就越低; 在纤维素的羟基上引入少量的乙基、乙氧基、酯基,也明显地提 高了纤维素在碱中甚至在水中的溶解度。
O NH2 C NH2
HNCO+Cell OH
从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液先经 过一段空气层,然后进入凝固浴凝固成形 的过程。与普通湿法纺丝相比,纺丝速度 提高5~10倍。
2. 纺丝溶液的制备和纺前准备
(1)纺丝溶液的制备 对于溶液纺丝纺丝溶液的制备有两种方法:
� 一步法:将聚合后的聚合物溶液直接送去 纺丝,这种方法称一步法。必须采用均相 聚合,只有腈纶可采用一步法。
� 在纤维素纤维生产中,由于纤维素不溶于 普通溶剂,所以通常是将其转变成衍生物 (纤维素黄酸酯、纤维素醋酸酯、纤维素 氨基甲酸酯CC等)之后,再溶解制成纺丝 溶液,进行纺丝成形及后加工。采用新溶 剂(N-甲基吗啉- N-氧化物)纺丝工艺时, 纤维素可直接溶解在溶剂中制成纺丝溶液 (Lyocell)。

合成纤维湿法纺丝

合成纤维湿法纺丝

T′
T″ Td
d: Tg,Tf>Td, 可成纤 不能熔融纺丝—— 纤维素纤维
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
e: T′>Tb, T″<Tg<Td, Tf>Td, 能够成形,难调。
Td
f: T′>Tb, T′~T″处于 Tb~Tg之间,Tf<Td, 聚合物能够进行熔体 切丝,如PET
最有价值
品种主要有并列型、皮芯型、海岛型。
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
并列型:两个组分在纤维截面上分别构成半月形。
自卷曲性好、复合百分比较稳定、易剥离 利用两组分热性能不同,可生产高螺旋卷曲状旳纤
维、导电纤维、阻燃纤维
皮-芯型:一种组分包围另一种组分,
形成“皮”和“芯”。 芯层具有纤维旳主体性能 皮层提供特殊旳表面性能
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
聚丙烯睛纤维
聚乙烯醇缩醛纤维
聚丙烯纤维 等……
杂链纤维 大分子主链除碳原子外,还具有其他元素(N,O)
碳链纤维 大分子主链全部由C-C构成
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。
(2)按性能功用分 耐高温纤维, 如聚苯并咪唑纤维(PBI); 耐高温腐蚀纤维,如聚四氟乙烯(PTFE); 高强度纤维, 如聚对苯二甲酰对苯二胺; 耐辐射纤维, 如聚酰亚胺纤维; 阻燃纤维、高分子光导纤维等。
第一节 概述
一 熔体纺丝旳定义及合用范围
将高分子聚合物加热熔融成为一定粘度旳纺丝 熔体,利用纺丝泵连续均匀地挤压到喷丝头,经过 喷丝头旳细孔压出成为细丝流,然后在空气或水中 使其降温凝固,经过牵伸成丝。
文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。

湿法纺丝原理

湿法纺丝原理

湿法纺丝原理
湿法纺丝是一种常用的纺织工艺,用于生产人造纤维。

其原理如下:
1. 原料准备:将合成纤维的聚合物物料(如聚酯、聚醚等)和相应的添加剂混合均匀,制成粘稠的溶液或浆料。

2. 溶解:将混合物加热至一定温度,使聚合物完全溶解在溶剂中,形成纺液。

3. 过滤:将纺液通过滤网或其他过滤设备进行过滤,去除其中的杂质和固体颗粒。

4. 旋转脱水:将过滤后的纺液注入旋转脱水机中,通过高速旋转的离心力将溶液中的溶剂尽量脱除,使纺液的浓度提高。

5. 扩散:将旋转脱水后的纺液通过多孔板或喷嘴系统,使纤维化液体以细小的颗粒形式均匀扩散到空气中。

6. 固化:经过扩散后的纤维化液体中的溶剂逐渐蒸发,溶剂浓缩,使聚合物分子逐渐凝固并形成连续的纤维结构。

7. 拉伸和卷绕:由于纤维材料具有较高的强度,可以将其通过拉伸设备进行拉伸,提高纤维的强度和延伸性。

拉伸后的纤维经过卷绕机器上的卷绕轴,制成纺丝成品。

以上就是湿法纺丝的原理过程。

通过上述步骤,可以将合成纤
维的聚合物转化为连续的纤维,并进一步加工成各种人造纤维产品。

合成纤维第四章湿法纺丝

合成纤维第四章湿法纺丝
2)在熔体纺丝中,机械力和传热的因素,如纺丝过程中的 应力场、速度场与温度场等,对纤维的结构和性能起着重 要的作用。 而在湿纺中,纤维的结构和性能除受上述因素的影响外, 还与纺丝线和凝固浴之间的传质速率、相分离条件、冻胶 化作用以及纺丝原液中的总固体含量等有关。
12
• 聚合物的溶解还在很大程度上取决于分子 链的柔性。分子链的柔性大的较易溶解。 分子链的柔性取决于聚合物的结构。
• 在聚合物分子链中若引入化学交联点,会 使溶解度明显下降,分子量高的聚合物, 分子间的作用力比较大,随着分子量的增 加,溶解度下降。
13
• (二)超分子结构的影响
• 无定形聚合物要比部分结晶聚合物容易溶解
• 如:用57%的NaSCN水溶液溶解粒状丙烯腈 共聚体时,由于在共聚体颗粒表面生成了高黏度 的溶液层,使进一步的溶解变慢,在原液中形成 了一些小胶团和溶胀的胶粒,使原液的过滤性能、 可纺性大大地变差。
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解决的办法
• 先用低于35%浓度的NaSCN水溶液进行 均匀的预溶胀,而后再用53% NaSCN 水溶液进一步溶解,则可防止颗粒表面浓 溶液层以及胶粒的形成,不但加快了溶解 的速度,而且所得到的原液的品质较好。
• 2.溶剂具有足够的热稳定性和化学稳定性,在回 收过程中不易于分解;
• 3.毒性低,对设备的腐蚀性小; • 4.溶剂在溶解聚合物过程中,不引起对聚合物的
破坏或发生化学反应 。 • 5.在适宜的温度下要有较好的溶解能力,并在较
高的浓度下有较低的粘度。
22
四 聚合物溶解过程的动力学
• 聚合物溶解过程的重要特征之一,是一个溶胀过程, 因此溶胀过程的速度对整个聚合物的溶解速度有着 重要的影响。
20
• 另外,在溶剂中加入一些添加剂,也能使 聚合物的溶解度增加。

合成纤维第四章湿法纺丝

合成纤维第四章湿法纺丝

原因:前者分子间的作用力较弱,后者因结晶部分分 子间的作用力较强,要使其完全溶解需较高的温度。 例如聚烯烃,一般需高温溶解,聚四氟乙烯由于高 度的结晶,即使在加热的情况下,也难溶解于任何 一种溶剂。
• 但是极性的结晶聚合物也可以在常温下溶解,这是
因为聚合物中无定形部分与溶剂混合时,二者强烈
的相互作用会释放出大量的热,致使结晶部分熔融。
33
二. 扩散定律和衡量扩散速率的基本量

原液细流

凝固浴


•这一过程的完成是以双扩散为基础的。 •双扩散包括凝固浴中的凝固剂向原液细流内 部的扩散,也包括原液中溶剂向凝固浴扩散。
•生产实践和实验研究均表明,扩散缓慢有利于提高纤维结 构的均匀性。在这种情况下纤维的机械性能一般都比较好。
34
• 用来描述纤维成形过程中的双扩散则为
• 提高温度,通常有利于加速溶剂扩散到聚合物中去 的速度以及聚合物的溶胀过程,同时由于增加了聚 合物大分子链的柔性,也加速了大分子的扩散速率, 因此提高温度也可以增加溶解速度。
23
24
• 正确地控制溶胀和溶解过程的条件, 对原液制备工艺的合理化,对提高原液的 质量,乃至于对改进成品纤维的质量都是 非常重要的。
(2)静态法——先将原液放入试管中,用干冰使之冻成冻 胶体,取原液冻胶体浸入凝固浴观察扩散过程。具体的做法 是:将一系列冻胶体试样浸入浴内,在不同时间后取出,或 作成分分析,或在显微镜下对纤维切片进行观察。
36
第四节 湿法纺丝过程中纤维结构的形成
• 湿纺成形和熔纺成形有相似之处,但也有不少区别。
1)未拉伸的熔纺纤维最重要的结构特征—序态,明显地受 纺丝工艺的影响,而纤维的序态进一步影响其拉伸性能, 并间接地控制着成品纤维的质量。 在湿纺中,未拉伸 纤维的取向度相当低,序态对纺丝工 艺条件不敏感 。 另一方面,湿纺纤维的形态结构却对纺丝工艺极为敏感。
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凝固浴浓度再增高时,由于溶剂的溶胀作用,结构又复变 松。这也可能就是扩散速率在某一凝固浴浓度下出现最低 点的原因。
(二)扩散系数与纤维半径的关系
随着单纤维半径的的不断增大,扩散系数D也不 断的增大。一般有:R↑,Di ↑
纤维凝固成形时,在表 面先形成一层表皮,结构较 紧密。在纤维半径小时,表 皮层的相对比例较大,平均 扩散系数较小。随着纤维半 径的增大,表皮层的相对比 例变小,故平均扩散系数变 大。
J
s
Ds
dcs dx
J
N
DN
dcN dx
Ds、DN -溶剂、凝固剂的扩散系数 , Js、JN-溶剂、凝固剂的传质通量。
(2)固化速率参数Sr
在纺丝细流中常可以观察到已固化部分和未固化部分之
间有明显界面,而且随扩散过程的进行界面的位置不断
地移动,故称移动边界(moving boundry),这种边界
S
N
P
PVA-DMSO-甲醇三元体系相平衡图
2、纺丝原液细流凝固的途径
由于双扩散的进行,在聚合物(P)-溶剂(S)-凝固剂 (N)的三元体系中,组成随双扩散的进行而逐步发生变 化。组成的变化决定于传质通量比( JS / JN )。
改变纺丝用的溶剂和凝固剂,其组成变化所经历的路径是 不同的,每一路径的通量比也是互不相同的。因此,可用 不同通量比来代表纺丝线组成变化的路径。
(三)扩散系数沿纺程的变化
沿纺程扩散系数减小。
以粘胶纤维的成形 为例,随纺程的加大, 纤维凝固逐渐充分, H2SO4扩散系数减小。 对ZnSO4来说,也呈 现减小的趋势,但变 化幅度很小。
粘胶纤维成形中H2SO4和ZnSO4的扩散系数沿纺程的变化
(四)添加剂及纺速的影响
1、加入变性剂后,扩散系数减小。 粘胶纤维成形时,加入变性剂(聚氧乙烯衍生
G-1 水
15
C-3 水
15
Na2SO4 NaOH
420
40
6.7
350
30
1.0
G/C-1 水
15
Na2SO4/ NaOH 320/90
30
6.2
G/C-2 水
15
Na2SO4/ NaOH 210/180
30
2.8
G/C-3 水
15
Na2SO4/ NaOH 100/260
30
2.2
(2)凝固条件对JS / JN的影响
同理可求得O点高聚物P和
凝固剂N的百分含量。
当在40℃下,以0.2%~40%的PVA溶液(以H2O或DMSO为溶剂)与 0.2%-100%的NaOH、Na2SO4或甲醇水溶液相混合,如果在摇匀后体 系出现混浊,即表示发生了相分离。把开始出现混浊的各点相联,即可 获得相分离曲线图。
在三元体系相图中,相分离曲线以上的部分是均相的溶液;曲线以下的 部分由于发生了相分离,所以是多相体系。
(3)扩散过程中纺丝线上各组分是在不断 发生变化的
组分 NaSCN
H2O Co-PAN
喷丝孔出口处% 出凝固浴%
43.9
8.9
43.5
74.2
12.6
16.9
2、扩散速率的表征
(1)扩散系数D和传质通量J
扩散定律:
m DAC
t
x
m
t 单位时间扩散物质的量,扩散速度;
c 浓度梯度(细流与凝固溶液浓度差)
传质通量J、扩散系数D、固化速率参数Sr是表征扩散过程的 基本物理量。
(3)传质通量比JS/JN 溶剂的通量(Js)和非溶剂(凝固剂)的通 量(JN)比值(Js/JN),此值称为传质通 量比。 Js/JN =1 高聚物浓度不变,等浓凝固 Js/JN <1 高聚物浓度减小,稀释凝固 Js/JN >1 高聚物浓度增加,浓缩凝固
当体系中NaSCN的重量百分浓度从51%下降到 33.6%以下时,就会产生共聚物的相分离,即共 聚物从体系中沉淀析出。
(3)临界浓度Cc的影响因素
①高聚物的结构 a、高聚物的分子量:高聚物的分子量越大,临 界浓度Cc 越大; b、共聚物的组成和含量:含亲溶剂组分的量越 大,临界浓度Cc越小; ②溶剂的性质 溶剂的溶解能力越大,临界浓度Cc越小;
位移的速率可用固化速率参数 s 表示
s
2 4t
-皮层厚度,t-扩散时间
Sr体现相分离、扩散等的综合条件, 能较真实的反映湿 纺过程中的固化速率,并能反映原液组成、凝固浴组成 和温度对固化速率的影响。
丙烯腈共聚物-DMAc冻胶(26%)在凝固浴中皮层的增长情况 试样原始半径0.467cm 凝固浴组成(a)15%DMAc-水 (b)65%DMAc-水
③原液浓度
浓度越高,临界浓度Cc越大;
④凝固浴温度
具有上临界混溶温度的体系 ,温度升高,临 界浓度Cc减小; 具有下临界混溶温度的体系 ,温度升高,临 界浓度Cc升高;
丙烯腈共聚物的分子量及磺酸基含量对临界浓度Cc的影响
共聚物中-SO3Na含量
0.266 0.267 0.308 0.308 0.494 0.494
有相变 固化 形成疏松的不均匀结构
②区: u*< JS/JN ≤1 (上限,即溶剂与凝固剂的 扩散速度相等)。 沿纺丝线途径聚合物含量下降 (凝固剂浓度增 加) ——稀释凝固成形机理
有相变 固化 形成较均匀结构
③区: 1< JS/JN ≤u** (第二临界切线),沿纺丝线 途径聚合物浓度增加
固化,形成致密而均匀的结构
当夹角=0时, SD沿S-P线向S靠近,相应的通量比JS/JN =-∞,即纺丝原液不断地被纯溶剂所稀释。
当 =π时,SD向P靠近,通量比JS/JN=∞,相当于干法纺 丝,即纺丝原液中的溶剂不断蒸发,使原液中聚合物浓度不 断上升,直至完全凝固。
无相变 不固化
①区: -∞≤ JS/JN ≤u* (第一临界切线) 沿纺丝线组成变化路径,聚合物浓度下降 (即溶剂扩散速度小 于凝固剂的扩散速度)
第五节 纺丝原液细流的固化
一、相分离的热力学条件 纺丝原液是高聚物和溶剂二元体系,是均相的
高分子溶液。当加入凝固剂后,成为高聚物-溶 剂-凝固剂三元体系。
高聚物-溶剂-凝固剂三元体系分相难易程度可 以用(溶剂的)临界浓度Cc和凝固强度Vb来表 示。
1、(溶剂的)临界浓度Cc
(1)临界浓度Cc定义:在一定温度下,当溶 液中高聚物浓度为某一固定值时,不断改变体 系中溶剂与凝固剂的比例,在达到某一临界值 后,高聚物开始从溶液中析出,此时溶剂在溶 剂-凝固剂体系中的浓度称为临界浓度Cc。
④区: u**< JS/JN ≤∞ (上限为干法纺丝) 如:冻胶法纺丝溶液发生冻胶化、液晶法溶致性聚合 物液晶发生取向结晶等。
3、影响传质通量比的因素
(1)凝固剂种类对通量比的影响
PVA的纺丝试验条件
纺丝编 号
溶 剂
原液浓度 (%)
凝固剂
凝固浴浓 凝固浴温 度(g/dm3) 度(℃)
JS / JN
例如:在用硫氰酸钠法纺腈纶时,取25ml的丙 烯腈共聚物溶液,共聚物浓度为1%,NaSCN在 NaSCN-H2O中的浓度为51%,用浓度为12%的 NaSCN水溶液进行滴定; ρ0值约为1.294; ρb 值约为1.069; Vb值为24.3cm3。则
C c ( % ) 2 5 1 .2 2 9 5 4 1 . 0 2 .9 5 4 1 2 2 4 4 . .3 3 1 1 . .0 0 6 6 9 9 0 .1 2 1 0 0 3 3 .6 %
m/min )
无变性剂
中和 浸长
(cm )
中和时 间
(s)
加入变性 剂
中和 浸长
(cm )
中和 时间 (s)
11.0 16.0 31.4 36.7 44.2
6.0 8.0 16.0 18.5 22.0
0.327 0.30 0.306 0.30 0.294
14.0 18.0 30.0 34.0 40.0
平均分子量
86100 64100 81600 70800 88500 69000
临界浓度Cc(%)
35.0 34.9 34.5 34.2 34.6 33.9
2、(凝固浴液的)凝固值Vb(凝固强度)
(1)凝固强度的定义:对同一高聚物溶液来说,滴定所 用凝固浴体积的立方厘米数称为此滴定液(即凝固浴) 的凝固值Vb ,它表征该浴液的凝固强度。
凝固剂
凝固剂分子量 异丁醇>乙醇>甲醇>H2O
DN×106 cm2/s
0.265
0.87
1.86
5.2
(六)原液浓度的影响
随着原液浓度的提高,溶剂或凝固剂的扩散系 数都下降。
因为原液的浓度提高,体系的粘度也随之提高, 各种分子的扩散阻力增大,故扩散系数下降。
四、纺丝线的组成变化路径和传质通量比
①提高温度通量比增大。因为溶剂含量大,凝固剂含量小, 所以溶剂扩散速率随温度升高而加大的程度较凝固剂(水) 为大。
具有下临界混溶温度的体系 ,温度升高,凝固 值Vb减小 ;
③凝固剂
凝固浴中凝固剂的凝固能力越大,凝固值Vb越小; 凝固浴中凝固剂的凝固能力越小,凝固值Vb越大
二、扩散定律和衡量扩散速率的基本量
1. 在湿纺过程中与扩散有关的基本问题 (1)纺丝原液细流在凝固浴中的双扩散包括凝固浴
中的凝固剂向原液细流内部的扩散,也包括原液 中溶剂向凝固浴扩散。 (2)在湿纺过程中,原液细流与凝固浴接触后,当 原液细流中某处的溶液浓度达到临界浓度时,则 发生相分离而固化成形。显然,这一过程的完成 是以双扩散为基础的。
三、成形条件对扩散基本物理量的影响 (一)凝固浴浓度及温度的影响
1、凝固浴温度的下降,扩散系数减小。 温度升高,分子活动能力增加,扩散加剧。
一般有:T↑, Di (Ds、Dn) ↑
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