粘胶纤维的纺丝成形

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纺丝速度对粘胶纤维成型的影响分析

纺丝速度对粘胶纤维成型的影响分析

纺丝速度对粘胶纤维成型的影响分析【摘要】:随着社会经济不断发展,人们日常生活质量出现翻天覆地的变化,对粘胶纤维质量提出更高要求,传统制造方法已无法满足日常生产要求。

因此,在制造粘胶纤维过程中,会通过提升纺丝速度来增加产量。

基于此,本文通过阐述粘胶纤维成型的基本原理,如物理化学变化、化学反应等,再通过实验研究,分析纺丝速度对粘胶纤维成型的影响,找到最适合粘胶纤维成型的纺丝速度,给粘胶纤维生产匹配最佳工艺参数,全面提高粘胶纤维产品品质。

【关键词】:纺丝速度;纤维成型;影响分析一、前言在粘胶纤维生产过程中,经常通过提升纺丝速度来增加产量。

目前,纤维成型过程是指粘胶通过喷丝头喷出,在纺丝酸浴中产生各种化学反应,如再生、分解、中和、凝固等反应,再通过各种专业操作,最终形成丝条。

但从目前粘胶纤维生产情况来看,随着纺丝速度不断提高,给生产过程带来各种问题,如纤维强度低、可纺性差、成品毛丝多等特征,严重影响到粘胶纤维质量。

可见,纤维形成过程和粘胶纤维质量有直接联系,工作人员通过分析纺丝速度对纤维成型带来的影响,能得到粘胶纤维成型规律,满足纤维成型的基本要求,从而得到大量高质量纤维产品【1】。

二、纤维成型的基本原理(一)化学反应首先,中和反应。

通过进行2NaOH+H2SO4→2H2O+Na2SO4,分解出纤维素黄酸脂,中和粘胶中的副反应产物,H2SO4和纤维素黄酸钠相互结合,分解出游离的纤维素黄酸。

C6H7O2(OH)3-X(OCSSNa)x+0.5XH2SO4→C6H7O2(OH)3-x(OCSSH)+0.5XNa2SO4;其次,纤维素黄酸酯分解和纤维素再生。

C6H7O2(OH)3-x(OCSSH)xx→C6H10O5+XCS2。

(二)物理化学反应按照粘胶纤维的纺丝工艺,要利用计量泵测量出原液车间运输的粘胶,再通过纺丝机喷丝孔传输到纺丝浴,从喷丝孔口流出的粘胶出现先膨胀后变细操作,从而形成初级纤维,然后经过导丝轮运行,拉细径向、拉长轴向【2】。

粘胶纤维分类和生产工艺流程

粘胶纤维分类和生产工艺流程

粘胶纤维分类和生产工艺流程
粘胶纤维是一类历史悠久、技术成熟、产量巨大、品种繁多、用途广
泛的化学纤维。

其以天然纤维素(浆粕)为基本原料,经转化为纤维
素黄酸酯溶液再纺制而成的再生纤维素纤维。

粘胶纤维主要分类
粘胶纤维生产工艺流程
各种粘胶纤维,不论采用何种浆粕原料和生产设备,其基本生产工艺流程都是相同的(如图1.2.3),都经下列三个过程:(1)粘胶的制备:包括浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制备及溶解、粘胶的纺前准备(包括粘胶的混合、过滤、脱泡及熟成)。

(2)粘胶纤维的成形:包括纺丝及纤维的拉伸。

(3)粘胶纤维的后处理:包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等。

粘胶长丝还需进行加捻、络丝分级包装等加工;粘胶短纤维则需经切断、打包等。

图1 粘胶纤维生产工艺流程图注1.为粘胶制造、纺丝等条件与普通短纤维不相同2.二硫化碳的回收,只在短纤维制造时进行
图2 普通粘胶短纤维生产工艺流程图图3 普通粘胶长丝生产工艺流程图。

粘胶纤维生产技术及应用

粘胶纤维生产技术及应用

粘胶纤维生产技术及应用摘要:结合生产实践,文章分析了粘胶纤维的历史及发展历程,生产特点,在此基础上,阐述了粘胶纤维的生产过程、应用及发展方向。

关键词:粘胶纤维;生产技术;应用分析;发展方向作为一种以天然纤维素为原料的再生纤维素纤维,粘胶纤维的化学组成与棉相似,具有很多优点,是一种应用较广泛的化学纤维。

同时,随着粘胶纤维工业化生产技术的不断进步,全球粘胶纤维的产量日益增加,产量的增加需要技术的支撑。

而所谓粘胶纤维生产技术在整个化学纤维行业中来说既成熟又复杂。

所谓“成熟”,是指其按照生产工艺程序一般地都能生产出来。

所谓“复杂”就是生产技术过程控制严格,稍有不慎就会出纸漏,小则产品质量出现波动,大则会使企业造成严重的经济损失。

1粘胶纤维介绍1.1粘胶纤维的历史及发展历程据初步统计,我国的粘胶纤维发展的历史到现在已有50年,在这50年发展中粘胶纤维整个行业取得了很大的成就,但成就中也有失败的经验教训。

文章认为,在这样的一个漫长的发展过程中出现这样那样的错误是可以理解的,如果从长远的发展来看,这种错误要适时地发现,适时地改进才可适用于现代发展的需求。

但是现实中,因种种原因所致对粘胶纤维产品的发展认识有着一定的片面性和局限性。

自80年代以来,市场经济的体制和政策有所变化,在一定程度上促进了经济增长,也给我国的粘胶纤维行业发展带来了生机,出现了从供不应求转化为供大于求,数量的要求也延伸到其它各个方面。

现在纵观市场经济竞争的发展,粘胶纤维的发展也在不断地出现竞争,而且,人们对粘胶纤维多样化的需求也在日益提高。

当前一个阶段为了进一步促进粘胶纤维产业不断发展,粘胶纤维产品的差别化与功能化、应用领域的多元化、生产工艺的低污染、低耗能将是未来粘胶纤维产业的主要发展方向。

1.2粘胶纤维的生产特点经过大量实践性的工作来看,粘胶纤维具有流程长、控制点多等特点,而且是一个连续的、系统的生产过程。

在生产中,每个工序生产工艺的确定,要考虑到前后工序的衔接,同时还要考虑到对整个生产工艺平稳实施和产品质量的影响,上道工序的运行要尽可能为下道工序的运行提供有利条件等到,只有这样才能保证生产工艺的稳定和产品质量的稳定。

粘胶纤维的制造与品质特征

粘胶纤维的制造与品质特征

粘胶纤维的制造与品质特征(一)制造概述1.粘胶的制备:粘胶纤维是从不能直接纺织加工的纤维素原料如棉短绒、木材等中提取纯净的纤维素,经过烧碱、二硫化碳处理后制备成粘稠的纺丝溶液,采用湿法纺丝而成。

其特点是与碱作用生成碱纤维素,才能与二硫化碳发生化学反应生成纤维素黄酸酯,而纤维素黄酸酯能溶于稀碱溶液,制成粘胶。

在溶解过程中,首先发生膨化,溶解成的粘胶经过混合和熟成,使粘胶质量稳定,并达到具有纺丝要求的一定粘度。

熟成过程主要是水解作用,使黄酸基团从纤维素黄酸酯上脱掉(又变成纤维素,反应式见书)。

在熟成过程中,纤维素黄酸酯的酯化度不断降低,熟成时间长,纺丝原液在纺丝时成形快,反之则慢。

在生产中,要严格控制熟成工艺条件,这直接影响粘胶的质量和成形好坏。

酯化度是指二硫化碳与纤维素结合的数量。

=二硫化碳/葡萄糖剩基数*100%2.粘胶纤维的成形:将制备好的粘胶溶液通过一定的机械设备及介质。

成为固体状的连续丝条的过程。

也称纺丝过程。

为使刚成形的初生纤维的大分子进一步取向和结晶,提高纤维的物理和机械性质,还必须进行塑化拉伸。

粘胶由纤维素黄酸酯、氢氧化钠、水组成,要使粘胶中的纤维素得到再生,纺成丝条,必须经过凝固浴,凝固浴用硫酸、硫酸钠和硫酸锌配置而成为混合溶液。

粘胶在一定压力下均匀地从喷丝头喷到酸浴中,硫酸使纤维素黄酸酯分解并与碱中和,使粘胶凝固。

如果在凝固浴中硫酸浓度过高,则粘胶凝固后大分子未及拉伸定向时就迅速分解,这种纤维结构疏松,内外层差异大,纤维强度低;如果硫酸浓度过低,则容易出现粘胶块。

硫酸钠能使粘胶脱水凝固,减慢纤维素黄酸酯的分解速度,并且由于硫酸钠的渗透能力较强,能穿过已凝固的粘胶纤维皮层继续渗透进去,同时将硫酸带入,使皮层内部纤维素黄酸酯均匀凝固、分解,这样可以缩小粘胶皮芯结构与质量的差异。

硫酸锌除了与硫酸钠有相同的作用外,还有利于粘胶进云凝固及减小颗粒的大小,从而提高纤维的干、湿强度与钩结强度,但硫酸锌含量过高时,则纤维素黄酸酯凝固分解太慢而出现大量粘胶块,造成纺丝困难。

粘胶纤维粘连丝成因及控制措施

粘胶纤维粘连丝成因及控制措施
3 效果分析
3 1 粘胶质量 工艺优化前、后粘胶原液中的大粒子数
量,如表2 所示。
【 6 】
第 卷第期 人造纤维 年 月版 49
6 2019 12
Hale Waihona Puke , , Vol 49 № 6
Artificial Fibre
第 卷第期 人造纤维 年 月版 49
6 2019 12
, , Vol 49 № 6
Artificial Fibre
December 2019
粘胶纤维粘连丝成因及控制措施
刘长军 贾守江 时志宏
潍坊欣龙生物材料有限公司 山东潍坊261100

274
, 2019 № 6
Artificial Fibre
Sum274
图2 喷丝头内聚物的红外谱图
红外谱图及喷丝头内聚物分析可以确定, 成喷的丝纤头维内素聚磺物酸为酯半易纤溶,解由、于析半出纤,与在CS纺2 反丝应再生生 成形反应中提前析出,造成喷丝头内部堵塞, 形成堵孔或半堵孔。 1 3 纺丝成形
1 粘连丝产生原因分析
粘连丝与并丝不同,并丝是几十甚至上百 根单丝粘在一起,呈线粘连,并且是深层粘 连,比较粗,原棉分析机很容易析出,通过疵 点指标能表征其多少;而粘连丝一般是少数几 根单丝粘在一起,且粘连多数为点粘连,表层 粘连,较轻,原棉分析机无法将其析出,无法 单用疵点指标,衡量产品内在质量。 1 1 截面形状
由图1 中可以看出:A、B、C 三处相邻 丝条之间表层粘在一起,形成粘结,截面严重 不规则。 1 2 红外光谱分析
对换下的喷丝头进行观察,发现其堵孔多, 喷丝头内的白色聚集物大面积覆盖喷孔,使得
图1 粘连丝截面形态图
其他未堵的喷孔粘胶流量相对增大,丝条喷出 后胀大,造成粘连,而堵孔的喷丝头孔目、孔 径变细,喷出的丝条在机械外力拉伸下易断 裂、粘连。采用红外光谱对喷丝头白色内聚物 进行了分析,见图2。

粘胶纤维成形过程中的不稳定因素分析

粘胶纤维成形过程中的不稳定因素分析

粘胶纤维成形过程中的不稳定因素分析作者:沈红来源:《科技创新导报》2011年第15期摘要:粘胶纤维成形过程的稳定性与工业化生产中的许多实际问题都有着十分密切的关系。

粘胶纤维成形过程的稳定性受多种因素影响,但成形过程中丝条的成形质量不稳定往往是由于单丝存在某种缺陷造成的,这些缺陷导致单丝断裂,出现胶块,甚至使整个丝条断裂,本文将对此进行分析,以期提高粘胶纤维形成过程中的稳定性。

关键词:粘胶纤维纺丝成形稳定性分析探讨中图分类号:TQ314 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2011)05(c)-0047-011 粘胶纤维形成过程的不稳定因素1.1 流体动力学阻力(1)流变力。

粘胶细流固化时,在纵向和横向同时产生应力,从而使靠近喷头处的液流产生收缩形变但丝条在成形过程中所受流变力仅为总张力的2%左右,所占比值很小。

(2)惯性力。

惯性力就是使粘胶细流在运行过程中获得加速所需克服的力。

由于粘胶纤维生产中采用负拉伸,因此,惯性力很小,以至可以忽略。

但冲击性惯性力对丝条的作用较大。

凝固浴虽经过滤,但仍含有很多100~300微米的粒子,凝固浴流动方向垂直于丝条运动方向,当这些微粒与成形过程中的粘胶细流相撞时,足以使单丝形成缺陷。

同时,惯性力还应考虑丝条带走并将其加速的凝固浴。

(3)表面张力。

丝条的成形过程是多相介面间进行的,主要在粘胶与喷头表面间,粘胶与凝固浴间,凝固浴与喷头表面间。

由于粘胶细流受单轴拉伸而形变,细流表面积随之增大,表面张力就起到了阻止表面积增加的作用。

在凝固浴中加入阳离子型或非离子型表面活性剂,能够有效地改善成形过程的稳定性。

(4)摩擦力。

运行中的粘胶细流与凝固浴存在一定的摩擦,摩擦力表现为作用在细流表面的切应力,与丝条运行速度的二次方成正比,即成形速度越高,丝条所受摩擦力越大。

此外,还与导丝器件的形状、材质、丝条与导丝器件的接触面积、丝条在导丝器件上的包角等有关。

由于丝条在导丝器件的阻滞作用下因拉伸而取向,所以摩擦力大大超过丝条总张力中的其他成分。

粘胶纤维制作过程

粘胶纤维制作过程

粘胶纤维制作过程
粘胶纤维是一种常用的制作纺织品的材料,其制作过程包括以下几个步骤:
1. 原材料准备:粘胶纤维的原料主要是聚酯、尼龙等合成纤维,这些原料需要经过加工处理,如熔融、拉丝和卷绕等,形成适合制作粘胶纤维的纱线或丝线。

2. 粘胶纤维的生产:将原料纱线或丝线通过喷丝、纺丝等工艺制成粘胶纤维。

其中,喷丝是将原料通过高压喷嘴喷出,形成微细的纤维,通过气流或静电力使其成为网状结构;纺丝则是将原料通过旋转的方式拉丝成细丝,再通过加热使其凝固成为纤维。

3. 粘胶纤维的加工:将生产好的粘胶纤维进行加工处理,如拉伸、切断、染色等,制成适合各种用途的产品,如衣物、织物、地毯等。

4. 质量检验:对制成的粘胶纤维和制品进行质量检验,包括检查纤维的细度、强度、拉伸率、耐热性等指标,以及制品的外观、功能等性能。

以上就是粘胶纤维的制作过程,其中每个步骤都需要严格控制,以保证最终产品的质量和性能。

- 1 -。

高分子材料成形工艺聚丙烯腈及粘胶纤维溶液纺成形

高分子材料成形工艺聚丙烯腈及粘胶纤维溶液纺成形
凝固浴一般为聚丙烯腈溶剂的水溶液,溶剂的浓度称为 凝固浴浓度,凝固浴浓度过高或过低都不利于纺丝成形
➢ 太高时,双扩散过程太慢以至凝固缓慢,丝条凝固不 充分可能因牵引而断头或者表面凝固不良而发生并丝, 以及初生纤维过分溶胀致使在出浴处发生坠荡现象, 等
➢ 过低时,双扩散速度增大,表层凝固过于激烈而很快 形成皮层,表观凝固变慢,同时皮芯层结构差异大, 空洞率大,结构疏松并失去光泽,初生纤维拉伸时易 断裂而产生毛丝,干燥后手感发硬,色泽泛白,强度 和伸度都很差
➢ 滤液流向有两种,一种是由栓内流至外壳(称为里 进外出式、外流式或内压式),另一种是由外壳流 入栓内(称为外进里出式、内流式或外压式)
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(4)喷丝头 通常湿法纺丝所用喷丝头孔径比熔纺喷丝孔小,
约0.06~0.10mm 喷丝头孔数主要取决于纤维的总线密度和单纤维
的线密度 喷丝头有矩形或瓦楞形的,但多数为圆形 纺制短纤维时喷丝头孔数一般几万甚至十几万孔
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DMF溶剂优点:溶解能力强,可制得浓度较高的纺丝原 液,溶剂回收较简单
DMF溶剂湿纺是制备聚丙烯腈短纤维最常用的路线 ➢ 将粉末状PAN溶解于100%DMF制成PAN20%~25%的纺 丝原液 ➢ 凝固浴槽浴温10~15℃,DMF浓度50%~60% ➢ 喷丝头孔数30000~60000孔,孔径0.07~0.2mm ➢ 纺速5~10m/min,蒸汽拉伸或热水拉伸倍数5~8倍,热 水拉伸浴为20%~25%DMF水溶液,浴温80~90℃ ➢ 拉伸后丝束进入水洗机用60~80℃热水水洗 ➢ 水洗纤维上油后干燥致密化,再拉伸1.5倍左右,经卷 曲、汽蒸热定形及冷却后切断和打包
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2.聚丙烯腈纤维的用途
腈纶广泛用于混纺或纯纺,制成哔叽、华达呢、大衣呢、 运动衫、针织衫、毛毯、长绒织物以及缩绒拉毛织物等
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第五节粘胶纤维的纺丝成型一、粘胶纤维纺丝工艺流程粘胶纤维通常只能用湿法纺丝。

由于纤维素未熔融即分解,不可能采用熔纺;又因为要在纺丝过程中完成纤维素黄酸酯分解的化学过程,故难以采用干法纺丝。

按照纺丝浴槽的数量及要求不同,粘胶纤维纺丝方法通常分为一浴法纺丝和二浴法纺丝,个别情况还采用三浴法纺丝。

一浴法纺丝是粘胶的凝固和纤维素黄酸酯的分解都在同一浴槽内完成(如普通粘胶长丝);二浴法纺丝则是粘胶的凝固主要在第一浴,纤维素黄酸酯分解主要在第二浴(如强力粘胶长丝、粘胶短纤维),并且在第二浴中进行塑性拉伸,对短纤维生产还便于在第二浴中回收二硫化碳。

图4-30为粘胶短纤维纺丝工艺流程。

粘胶由供胶管路送进纺丝机,由计量泵定量送入,通过烛形滤器再次滤去粒子杂质,并由曲管送入喷丝头组件。

粘胶在压力下通过众多喷丝孔,形成众多粘胶细流。

在凝固浴作用下,粘胶细流发生复杂的化学和物理化学变化,凝固和分解再生,成为初生丝条。

初生丝条由导丝盘送去集束拉伸,在塑化浴中,初生丝条经受拉伸的同时,最终完成分解再生过程,纤维的结构和性能基本定型下来。

4-30 粘胶短纤维纺丝工艺流程1—粘胶管2—计量泵3—桥架4—曲管5—烛形滤器6—喷丝头组件7—凝固浴8—进酸管9—回酸槽10—导丝杆11—纺丝盘12—前拉伸辊13—塑化浴14—罩盖15—后拉伸辊图4-31为粘胶长丝纺丝及后加工工艺流程。

图4-31? 粘胶长丝生产工艺流程在一定压力下进入纺丝机进胶管,经计量泵计量、过滤器过滤,由喷丝头喷入凝固浴进行抽丝。

丝条经导丝钩、纺丝盘进行牵神。

离心式纺丝机再通过漏斗在离心罐内进行叠丝,进一步凝固、分解、落丝。

半连续式纺丝机牵神后,在凝固辊上进一步凝固分解,再绕到去酸辊上去酸,然后由漏斗将丝条在离心罐内叠成丝饼,最后落丝。

离心纺丝机流程如下:粘胶→计量泵→过滤器→喷丝头→导丝钩→纺丝盘(上、下)→漏斗→离心罐半连续纺丝机流程如下:粘胶→计量泵→过滤器→喷丝头→凝固辊→去酸辊→漏斗→离心罐二、粘胶纤维的成型原理粘胶纤维的成形过程,实际上就是粘胶细流通过喷丝头孔道进入凝固浴,凝固成初生纤维的过程。

(一)纺丝成型过程中的化学反应(1)主反应黄酸酯的分解与纤维素的再生:C4H9O4OCS2Na+H2SO4→C6H10O5+NaHSO4+CS2↑中和反应:粘胶中的NaOH被凝固浴中的H2SO4中和2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O(2)副反应:粘胶中多种副反应产物被凝固浴的H2SO4分解,成为一系列不稳定产物。

Na2CS3+ H2SO4→Na2SO4+CS2↑+H2S↑Na2S+ H2SO4→Na2SO4+H2S↑Na2Sx+ H2SO4→Na2SO4+H2S↑+(x-1)S↓Na2SO3+ H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2↑Na2S2O3+ H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2↑+S↓Na2CO3+ H2SO4→Na2SO4+H2O+CO2↑纤维素黄酸酯分解成纤维素的过程称为再生过程,再生纤维素与原料浆粕的纤维素具有相同的化学组成,但其分子结构和聚集结构(包括分子量、结晶态、宏形态)发生了变化。

主反应和副反应都消耗大量的H2SO4,生成大量NaSO4、水和硫磺,使凝固浴被稀释且浑浊,故凝固浴必须不断循环,除去水、NaSO4等杂质,并不断补充H2SO4,保证凝固浴组成稳定。

主副反应都生成CS2、H2S、SO2和CO2等有毒气体,要保证纺丝过程的通风排毒。

(二)凝固浴纺丝凝固浴是由硫酸、硫酸钠、硫酸锌按一定比例配成的浴液。

是使粘胶细流按控制的速度完成凝固和纤维素黄酸酯的分解过程,以配合适当的拉伸,获得具有所要求的结构和性能的纤维。

如果单独用硫酸溶液进行粘胶纤维成形、纤维素黄酸钠分解,生成再生纤维素,虽然也能成形,但这种再生纤维不能承受拉伸,强度极低,无实用价值。

因此,必须采用多组分的凝固浴来完成纤维素的再生。

硫酸①使纤维素黄酸酯分解,纤维再生并析出(再生凝固);②中和粘胶中的NaOH,使粘胶凝固(中和凝固);③使粘胶中的副反应产物分解。

硫酸钠①作为强电解质,能促使粘胶脱水凝固(盐析凝固);②作为强电解质硫酸盐与硫酸的同离子效应,能有效地降低凝固浴中H+的浓度,延缓纤维素黄酸酯的分解,有利于硫酸向纤维内层渗透,使纤维内外层结构均匀、紧密,同时使初生丝束离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度,具有一定的塑性,能经受一定程度的拉伸并使分子取向,有利于提高纤维的物理机械性能。

硫酸锌①与纤维素黄酸钠反应,生成纤维素黄酸锌,纤维素黄酸锌在凝固浴中的分解比纤维素黄酸钠慢得多,在初生丝经过拉伸后才完全分解,制得纤维的物理机械性能较好;②可增加纤维皮层厚度,有利于拉伸,提高纤维的强度和伸度;③纤维素黄酸锌作为众多而分散的结晶中心,避免纤维结构生成大块的晶体,使纤维具有均匀的微晶结构,不但能提高纤维的断裂强度,还能提高纤维的延伸度和钩接强度,改善纤维的柔韧性。

(三)纺丝成型过程的物理化学变化1.丝条凝固胶状粘胶溶液从喷丝头喷出,遇到凝固浴,伴随着化学变化发生形态变化,由液态变成固态,同时水分脱出。

此时,纤维虽然处于溶胀状态,但其重量只是原来胶体状态时的三分之一。

2.丝条表皮和内层的差异粘胶从喷丝孔道喷出,与凝固浴接触的表面,由于酸与粘胶间的化学反应速度及酸向丝条内部渗透速度的不同,使纤维外表皮和内层存在差异。

化学反应速度快于渗透速度,丝条首先形成外表皮,再向纤维内层渗透,造成纤维横截面内外层不均匀。

3.粘胶细流的流出状态流经喷丝孔的粘胶溶液,其流动速度呈抛物线分布。

当粘胶溶液刚流出喷丝孔时,由于流动定向粘弹性的恢复而引起细流膨化,此膨化效应对纺丝成形非常不利。

膨化最大直径与喷出体积速度成正比,与喷丝孔直径成反比,并与粘胶流体性质、喷丝孔几何形态及成形条件有关。

降低粘度或聚合度,提高温度,增加喷丝板毛细孔长度,可减小膨化。

此外,出喷丝孔的粘胶,因为粘度低,凝固慢,纺丝盘的拉伸力不能把这段粘胶全部均匀地拉成条,粘胶出喷丝孔后向四周漫延堆积,如果凝固浴组成控制不好或粘胶粘度过低,使堆积过大,就会出现胶块和断头,使成品出现疵点,影响纤维品质。

三、粘胶纤维纺丝工艺控制(一)粘胶的组成及性质1.组成粘胶的组成是指粘胶中主要组分(-纤维素和NaOH)的含量。

粘胶中-纤维素含量高,有利于提高成品纤维的强度和降低生产成本,但会使粘胶的结构粘度上升和熟成加快,使工艺控制困难。

在生产中,具有重要意义的是粘胶中的碱比,即NaOH/—纤维素(含量之比值)。

碱比大,粘胶稳定,粘度低,成型相应减慢。

不同品种纤维纺丝粘胶的组成如表4-8。

表4-8 几种粘胶纤维纺丝粘胶的组成纤维品种—纤维素/% NaOH/% NaOH/—纤维素普通粘胶短纤维普通粘胶长丝富强纤维强力粘胶纤维7.8~8.58.1~8.36~6.56.0~7.05.5~6.55.6~6.04~4.56.0~7.00.7~0.750.7~0.720.6~0.70.95~1.02.粘度粘胶的可纺性是粘胶粘度和表面张力的函数。

在粘度较低的情况下,最大喷丝头拉伸随着粘度的增加而急剧上升,粘度(落球粘度)为50s时,最大喷丝头拉伸至最大值,纺丝稳定性最好,当粘度超过50s后,最大喷丝头拉伸则随粘度上升而下降。

粘度过高使粘胶输送和过滤困难。

粘度低于20s的粘胶在通常条件下无法正常纺丝。

故纺制普通粘胶纤维的粘胶,通常控制其粘度在50s左右。

表4-9列出几种纺丝粘胶的粘度及熟成度。

表4-9 几种纺丝粘胶的粘度及熟成度纤维品种粘度/s 10%NH4Cl值/ml NaCl/%普通粘胶短纤维普通粘胶长丝富强纤维强力粘胶纤维40~6040~6040~60150~2009~119~1114~20————10~203.熟成度熟成度反映粘胶的“老”、“嫩”程度。

普通粘胶纤维纺丝时,粘胶的可纺性随熟成度提高而变好,在NH4Cl值达到8~12时,可纺性最好。

采用熟成度较高(NH4Cl值较低)的粘胶纺丝时,粘胶成型过快,所得纤维结构不均匀,机械性能较差,断裂强度和延伸度较低,染色均匀性差,在水中的膨润度较大;反之,熟成度太低,纺丝的稳定性下降,甚至无法纺丝。

4.粘胶中的粒子及气泡粘胶中的粒子在粘胶纺丝时会造成堵塞喷丝孔使纤维断裂,或会造成纤维纤度变异,拉伸性能遭到破坏,并产生粘胶块和粗纤维等疵点,降低纤维的品质。

粘胶中的气泡,在纺丝时,大气泡会使纺丝断头,小气泡会造成个别喷丝孔断丝而使喷出的单丝数目不足,并产生粘胶块等纤维疵点。

更微小的气泡,则保留在纤维中形成“气泡丝”,降低成品纤维的强力,严重影响成品质量。

(二)纺丝速度粘胶纤维纺丝速度随所纺制的品种不同而异。

普通粘胶长丝、短纤维为60~80m/min;强力粘胶纤维为40~60m/min;富强纤维为20~30m/min。

采用不同的纺丝设备,其纺速亦不同,如纺制普通长丝的离心法和半连续法为60~100m/min,连续法为50~80m/min,筒管法为70~120m/min。

纺丝速度过高,一方面导致纤维素黄酸酯来不及凝固和分解;另一方面使丝条与凝固浴的摩擦阻力过大,丝条上的张力过大,引起粘胶细流断裂,纺丝成形的稳定性下降。

采取下列措施能提高纺丝速度:①提高凝固浴中H2SO4的浓度和凝固浴温度;②增加丝条在凝固浴的浸没长度;③在粘胶或凝固浴中加入助剂。

(三)凝固浴(酸浴)1.凝固浴各组分浓度纺丝时,在保证粘胶细流凝固和纤维素黄酸酯分解的前提下,凝固浴中的H2SO4应采用较低的浓度,以满足凝固浴能使纤维素黄酸酯的酯化度在0.1~0.2s内由20~30降至5~10的水解过程完成。

H2SO4浓度过低,粘胶细流的凝固距离过长,造成成形不良,产生胶块和毛丝,甚至引起单丝断裂;H2SO4浓度过高,粘胶细流凝固过剧,纤维脆硬,影响纤维的强度和伸度。

凝固浴中H2SO4的浓度视粘胶的性质及纺丝的其他条件而定。

粘胶含碱量越高、熟成度越低、粘度越低、纺丝速度越高、丝束的浸没长度越短、凝固浴温度越低、纤维越细、喷丝孔的直径越大,则要求凝固浴的H2SO4浓度越高。

为了保证纺丝稳定性,H2SO4落差不得大于5~7g/L(短纤维),2~3g/L(长丝)。

凝固浴中Na2SO4及ZnSO4浓度应与H2SO4浓度相配合。

提高Na2SO4及ZnSO4浓度,可降低浴中H+浓度,有利于增强对粘胶的盐析作用和交联作用,而延缓纤维素再生时间,可使成型纤维皮层厚度和纤维柔韧性增加,可拉伸性能提高,成品的品质改善。

如果Na2SO4或ZnSO4浓度过高,粘胶中黄酸酯分解速度过慢,丝条易带胶块,造成可纺性恶化,纤维成型不良。

不同的粘胶纤维品种,凝固浴差异较大,如表4-10所示。

表4-10 凝固浴组成及温度2.凝固浴温度凝固浴温度影响粘胶凝固浴体系的双扩散作用进行的速度,因而影响粘胶的凝固和纤维素再生的速度。

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