湿法纺丝工艺流程及绘图
湿法纺丝工艺流程及分析
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聚乙烯醇湿法纺丝 天津工业大学
得到聚乙烯醇缩甲醛纤维，中国称维纶，国际上称维尼纶。20世纪30年代初期，德国瓦克化 学公司首先制得聚乙烯醇纤维。1939年，日本樱田一郎、矢泽将英和朝鲜李升基将这种纤维 用甲醛处理，制得耐热水的聚乙烯醇缩甲醛纤维，1950年由日本仓敷人造丝公司（现为可乐 丽公司）建成工业化生产装置。1984年聚乙烯醇纤维世界产量为94kt。60年代初，日本维尼 纶公司和可乐丽公司生产的水溶性聚乙烯醇纤维投放市场。我国早在50 年代就进行了醋酸 乙烯、聚乙烯醇和维纶的研究和开发, 并于1962 年自行设计、自行安装制造设备, 建成了 第一套1 000 t/a 的聚乙烯醇及其纤维生产装置，从此揭开了我国工业化生产聚乙烯醇及其 纤维的序幕[1]。中国已经成为世界PVA生产能力及产量最大，同时也是消费量最大的国家， 产量约52万t／a，需求量基本平衡，占世界总量的50％左右。[2] 聚乙烯醇缩甲醛纤维在工业 领域中可用于制作帆布、防水布、滤布、运输带、包装材料、工作服、渔网和海上作业用缆 绳。高强度、高模量长丝可用作运输带的骨架材料、各种胶管、胶布和胶鞋的衬里材料和自 行车胎帘子线等。由于这种纤维能耐水泥的碱性，且与水泥的粘结性和亲合性好，可代替石 棉作水泥制品的增强材料。可与棉混纺，制作各种衣料和室内用品，也可生产针织品。但耐 热性差，制得的织物不挺括，且不能在热水中洗涤。此外，在无纺布、造纸等方面也有使用 价值。
1 实验部分 1.1 原料与设备 1. 实验中使用的 PVA 为纤维级，平均聚合度 1750±50。Na2SO4、HCHO、H2SO4 均为试
剂级。 2. 计量泵规格为 0.8cc/r，喷丝头规格为Ф0.1mm×1000 孔。纺丝流程见图 1
聚丙烯腈基碳纤维原丝的湿法纺丝制备方法
聚丙烯腈基碳纤维原丝的湿法纺丝制备方法聚丙烯腈基碳纤维是一种具有高强度、高模量和优良的导电性能的碳纤维材料，在航天航空、汽车、船舶和体育器材等领域有广泛的应用。
湿法纺丝是制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的一种常用方法，下面将介绍湿法纺丝制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的详细步骤。
首先，制备聚丙烯腈溶液。
将聚丙烯腈与溶剂（如N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等）按一定比例加入反应釜中，加热搅拌使其溶解均匀。
然后，将溶解好的聚丙烯腈溶液过滤去除杂质，得到纯净的聚丙烯腈溶液。
接下来，进行复合纤维基体的制备。
将聚丙烯腈溶液泵入湿法纺丝机的纺丝头中。
湿法纺丝机是由一个旋转鼓和纺丝头组成的，旋转鼓上面覆有微孔的滤网，纺丝头下面有充湿设备。
当纺丝头接触到纤维基体水槽里的水时，聚丙烯腈溶液中的溶剂会被快速稀释和溶解，形成聚丙烯腈纤维基体。
然后，进行原丝的浸渍处理。
将湿法纺丝得到的聚丙烯腈纤维基体浸入含有聚维酰胺-6溶液的浸渍槽中，使聚丙烯腈纤维基体充分吸收聚维酰胺-6溶液。
聚维酰胺-6是一种常用的硫氮共聚物，用来增强聚丙烯腈基碳纤维的力学性能和导电性能。
完成浸渍后，将浸渍的聚丙烯腈纤维基体放入预氧化炉中进行预氧化处理。
预氧化是通过加热将聚丙烯腈纤维中的一部分结构能定型成均一分散的胺基腈结构，为后续的碳化反应做准备。
预氧化的温度和时间会影响聚丙烯腈基碳纤维的热稳定性和结晶程度。
最后，进行碳化和石墨化处理。
将预氧化后的聚丙烯腈纤维基体放入高温炉中进行碳化和石墨化处理。
碳化是通过加热将胺基腈结构分解生成纯碳结构，形成聚丙烯腈基碳纤维。
碳化的温度和时间会影响碳纤维的晶体结构和导电性能。
石墨化是在碳化的基础上进一步提高纤维的石墨化程度，使纤维具有更好的导电性能和力学性能。
以上就是湿法纺丝制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的详细步骤。
这种方法制备的聚丙烯腈基碳纤维原丝具有一定的机械性能和导电性能，适用于多种应用场景。
第三章湿法纺丝工艺原理
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）。
湿法纺丝实验操作流程
湿法纺丝实验操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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合成纤维第四章湿法纺丝
第三十七页，共105页。
湿法纺丝工艺流程
第三十八页，共105页。
• 纺丝包括的工序是： • (1)制备纺丝原液； • (2)将原液从喷丝孔压出形成细流； • (3)原液细流凝固成初生纤维； • (4)初生纤维卷装或直接进行后处理。
第三十九页，共105页。
最慢，决定总速度的 主要因素
纤维—染料复合物的稳定性是决定染色坚牢度（耐洗、耐光） 的结构因素
第三十三页，共105页。
第三章 熔体纺丝（melt spinning）工艺原理
第一节 概述
一 熔体纺丝的定义及适用范围
将高分子聚合物加热熔融成为一定粘度的纺丝熔 体，利用纺丝泵连续均匀地挤压到喷丝头，通过喷丝 头的细孔压出成为细丝流，然后在空气或水中使其降 温凝固，通过牵伸成丝。
不能熔融纺丝——
纤维素纤维
第二十一页，共105页。
e: T′>Tb, T″<Tg<Td, Tf>Td,
可以成形，难调。
Td
f: T′>Tb, T′~T″处于 Tb~Tg之间，Tf<Td，聚 合物可以进行熔体切丝， 如PET
最有价值
第二十二页，共105页。
纺丝方法
熔体纺丝
溶液纺丝
最多
湿法纺丝
干法纺丝
b： T′~T″<Tb，且Tg≈Tb，在
Tg下不存在显著的次级形变，
无强迫高弹形变现象，性质极
脆，实际无法使用，如无规立
T′
构的PS
第二十页，共105页。
C: T′>Tg, T″<Tf, 在T′~T″内， polymer处于高弹态，若此 polymer制成纤维，其力学 性质像橡胶
聚乙烯醇湿法纺丝实验一、实验目的聚乙烯醇（PVA）纤维的常规产品....
聚乙烯醇湿法纺丝实验一、实验目的聚乙烯醇（PVA）纤维的常规产品是聚乙烯醇缩甲醛纤维，国内简称维纶。
聚乙烯醇纤维的生产过程是一个典型的湿法纺丝过程。
聚乙烯醇采用水为溶剂、以硫酸钠水溶液为凝固剂。
便于学生操作。
聚乙烯醇湿法纺丝综合实验拟达到以下目的：1.了解化学纤维湿法纺丝的工艺过程；2.掌握聚乙烯醇湿法纺丝的基本原理、主要工艺参数的控制；3.初步掌握湿法纺丝的基本操作技能。
二、实验原理PVA使用前要进行水洗，其目的是为了降低PVA物料中醋酸钠含量，使之不超过0.05％～0.2％，否则将使纤维在热处理时发生碱性着色。
通过水洗，还可以除去物料中一部分相对分子质量过低的PVA，改善其相对分子质量的多分散性。
另外，水洗过程中，PVA 发生适度膨润，有利于溶解。
从喷丝孔喷出的PVA原液细流进入硫酸钠水溶液组成的凝固浴，随着细流中水分的不断向外扩散，凝固层逐渐增厚，形成皮层。
同时，凝固浴中的硫酸钠也透过皮层进入细流内部，即发生双扩散现象。
当原液细流中的硫酸钠含量达到使细流中剩余PVA水溶液完全凝固所需的临界浓度时，这部分尚未凝固的原液会迅速全部固化，形成空隙较多、结构疏松的芯层。
拉伸过程中，纤维大分子在外力作用下沿纤维轴向择优排列，取向度和结晶度都有明显提高。
初生纤维的拉伸一般是在不同介质中分段进行的。
初生纤维一般要经过导丝盘拉伸、湿热拉伸、干热拉伸。
PVA纤维在热处理中，在除去剩余水分和大分子间形成氢键的同时，纤维的结晶度可达60％左右。
随着结晶度的提高，纤维中大分子的自由羟基减少，耐热水性即水中软化点得到提高，使纤维能够承受后续的缩醛化处理。
为了改进纤维的耐热水性，还需要对纤维进行缩醛化处理。
PVA大分子上的羟基与甲醛作用，使羟基封闭的反应。
聚乙烯醇缩甲醛纤维有较好的耐热水性，在水中的软化点达到110～115℃。
缩醛化反应中，甲醛与PVA大分子上的羟基主要发生分子内缩合：三、实验原料和设备1. 实验中使用的PVA为纤维级，平均聚合度1750±50。
静电纺丝湿法纺丝工艺流程
静电纺丝湿法纺丝工艺流程## Electrospinning-Wet Spinning Process.Electrospinning is a versatile technique used to produce nanofibers and microfibers from a variety of materials. It involves the application of a high voltage to a polymer solution or melt, causing the formation of a charged jet that is drawn towards a grounded collector. The resulting fibers can have diameters ranging from nanometers to micrometers, and they can be used in a wide range of applications, such as filtration, tissue engineering, and drug delivery.Wet spinning is a similar process to electrospinning, but it uses a liquid instead of a gas as the medium for fiber formation. In wet spinning, a polymer solution is extruded through a spinneret into a coagulation bath, which contains a solvent that causes the polymer to solidify. The resulting fibers are then drawn and stretched to achieve the desired properties.The electrospinning-wet spinning process combines the advantages of both electrospinning and wet spinning. It allows for the production of fibers with controlled diameters and morphologies, and it can be used to process a wider range of materials than electrospinning alone.### Wet Electrospinning Process.The wet electrospinning process is a variation of the traditional electrospinning process that uses a liquid medium instead of a gas. In this process, a polymersolution is extruded through a spinneret into a coagulation bath, which contains a solvent that causes the polymer to solidify. The resulting fibers are then drawn and stretched to achieve the desired properties.The wet electrospinning process has several advantages over the traditional electrospinning process. First, it allows for the production of fibers with controlled diameters and morphologies. Second, it can be used to process a wider range of materials than electrospinningalone. Third, it is a more environmentally friendly process than electrospinning, as it does not require the use of volatile organic solvents.The wet electrospinning process is a promisingtechnique for the production of nanofibers and microfibers for a wide range of applications.## 静电纺丝-湿法纺丝工艺流程。
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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。
四、湿法纺丝工艺流程
纺丝前准备→纺丝→凝固→牵伸→清洗→干燥→卷绕。
1、纺丝前准备
高聚物的溶解与过滤
所谓溶解，是指溶质分子通过扩散与溶剂分子均匀混合成分散的均相体系，一般情况下，高聚物的溶解过程比小分子物质的溶解过程要缓慢的多。
这是由于高聚物分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者的分子运动速度存在着数量级的差别，因此溶剂分子能很快渗入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常缓慢，因此高聚物的溶解过程要经历两个阶段：溶胀和溶解。
对溶解后的聚合物溶液要经历一道过滤，防止未溶物、不溶物影响后序工序。
2、纺丝
1）纺丝原液进入纺丝箱，有搅拌器继续搅拌均匀。
2）通过计量泵精确控制纺丝流量。
3）经烛形过滤器过滤。
4）经过鹅颈管至喷丝孔喷出。
3、凝固
使用酸、碱、盐、有机溶剂等做凝固浴，使喷丝液凝固成型，制成初生丝。
4、牵伸定型
控制牵伸比对初生丝进行牵伸，并加热定型。
5、清洗
6、干燥
7、卷绕
五、绘制完整工艺流程图。