第十一章-纺丝液体的性质与制备

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第十一章纺丝液体的性质与制备

第三节纺丝液体的性质
熔法纺丝在粘流态进行溶液法纺丝制成高粘度的溶液
一、纺丝液体的粘度与温度、压力的关系纺丝液体的粘度与温度、
1、粘度与温度的关系、 T↑→粘度 ↓ 粘度 2、粘度与压力的关系、 P↑→粘度粘度↑ 粘度
二、粘度与聚合物结构的关系
1、结构对液体粘度起决定作用、链的柔性、链的柔性、官能团性质 2、液体粘度随分子量增加而增加、 3、分子量分布宽的比窄的粘度高、 4、分子链支化度大、粘度大、分子链支化度大、
第二节
成纤聚合物的熔融及溶解
（二）聚合物的溶解 1、溶解过程是热力学可逆过程、服从相律（1）系统达到平衡速度慢）（2）不完全相溶体系的液相中聚合物组分浓度低） 2、溶解是溶剂与聚合物相互扩散、渗透、溶解过程、溶解是溶剂与聚合物相互扩散、渗透、 3、溶解体系的自由能、
△ Z= △ H-T △ S﹤0 ﹤
第三节纺丝液体的性质三、粘度与溶剂性质和聚合物浓度的关系
1、添加剂或溶剂显著影响溶液或熔体的流动性能、低分子物可增塑，低分子物可增塑，增加聚合物的流动性溶剂粘度大、溶剂粘度大、制得聚合物粘度大 2、加入亲水的盐类对溶解过程及溶剂性质有很大的影响、 3、聚合物液体的粘度与聚合物浓度的关系、聚合物浓度↑→粘度粘度↑ 聚合物溶胀动力学
1、产生溶解及溶胀因素、物料组成、温度、物料组成、温度、压力 2、聚合物有限溶胀动力学方程、 3、溶胀动力学的通用方程、 4、菲克定律、聚合物溶解过程服从菲克定律 5、溶解过程的速度主要取决于溶剂的扩散速度、高温时可加速扩散降低扩散层的粘度，降低扩散层的粘度，可提高溶解速度 6、加速溶解的方法、强烈搅拌、强烈搅拌、聚合物固体粒子变小

高分子物理与化学第11章合成纤维简介

过量的紫外线的辐照不仅对人体有害，对纺织品也能造成纤维强度的下降和引起染料分子的变化而褪色，对于作为汽车内装饰材料、窗帘布、台布、沙发布等受到紫外线照射的织物用的纤维就有必要是有抗紫外的性能，从而提高织物的使用寿命和色彩的鲜艳度。可添加无机的粉末如氧化锌、二氧化钛等，也可添加有机的紫外线吸收和转换材料。无机的价格便宜，用量多，纺丝加工性差，产品不透明；有机的价格高，可融化在聚合物内，用量少纺丝加工性好，产品透明。
⑵多孔三维卷曲纤维作保暖填充材料或长毛绒玩具填充材料。是由涤纶切片多孔纺丝，经不同方法卷曲（侧吹风不均匀冷却形成，热压卷曲等）。好的纤维还要经过有机硅树脂弹性处理，用有机硅处理，弹力高、长期压缩不易压紧。。这种纤维由于中间有多孔，蓬松性好，类似羽绒，保暖性特好。作玩具填充料，弹性好，不易压紧。也有用不同的分子量的涤纶切片共混纺丝，利用不同分子量的涤纶收缩性不同而使纤维在空间卷曲。
⑦氨纶聚异氰酸酯纤维，它分子链由软和硬链段组成，有高回弹性。莱卡是杜帮公司生产的氨纶的商标。 ⑧氯纶在我国出现较早，但消失也早。这种纤维在和别的物体摩擦是易带负电荷，在某种程度上可说是最早的负离子纤维。当时主要功能可治关节炎。由于聚氯乙烯是非结晶聚合物，其玻璃化温度又低仅80多度，在较高温度的水中即变形。因此逐步退出了市场。
第十一章合成纤维简介合成纤维，又称化学纤维，是指原料是人工合成或是天然纤维包括天然材料经过溶解或化学改性后重新经过成纤纺丝工艺而得的纤维。合成纤维可分二大类：服用纤维和产业用纤维 (特种纤维) 服用纤维，又可分为常规纤维和差别化纤维（又称为新合纤、新新合纤）产业用纤维，分为高性能纤维（高强高模、耐高温）和高功能纤维（物理、化学、生体功能或是同时有几种功能）

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

静电纺丝技术

静电纺丝技术静电纺丝技术是利用高压静电作用使聚合物溶液或熔体带电并发生形变，在喷头末端处形成悬垂的锥状液滴，当液滴表面静电斥力大于其表面张力时，液滴表面就会喷射出高速飞行的射流，并在较短的时间内经电场力拉伸、溶剂挥发、聚合物固化形成纤维。

所获得的静电纺纤维直径小、比表面积大，同时纤维膜还具有孔径小、孔隙率高、孔道连通性好等优势，在过滤、传感、医疗卫生以及自清洁等领域具有广泛的应用。

1静电纺丝的起源与发展静电纺丝起源于200多年前人们对静电雾化过程的研究。

1745年，Bose通过对毛细管末端的水表面施加高电势，发现其表面将会有微细射流喷出，从而形成高度分散的气溶胶，并得出该现象是由液体表面的机械压力与电场力失衡所引起的。

1882年，Rayleigh指出当带电液滴表面的电荷斥力超过其表面张力时，就会在其表面形成微小的射流，并对该现象进行理论分析总结，得到射流形成的临界条件。

1902年，Cooley与Morton申请了第一个利用电荷对不同挥发性液体进行分散的专利。

随后Zeleny研究了毛细管端口处液体在高压静电作用下的分裂现象，通过观察总结出几种不同的射流形成模型，认为当液滴内压力与外界施加压力相等时，液滴将处于不稳定状态。

基于上述的基础研究，1929年，Hagiwara公开了一种以人造蚕丝胶体溶液为原料，通过高压静电制备人造蚕丝的专利。

1934年，Formhals设计了一种利用静电斥力来生产聚合物纤维的装置并申请了专利，该专利首次详细介绍了聚合物在高压电场作用下形成射流的原因，这被认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。

从此，静电纺丝技术成为了一种制备超细纤维的有效可行方法。

1966年，Simons发明了一种生产静电纺纤维的装置，获得了具有不同堆积形态的纤维膜。

20世纪60年代，Taylor在研究电场力诱导液滴分裂的过程中发现，随着电压升高，带电液体会在毛细管末端逐渐形成一个半球形状的悬垂液滴，当液滴表面电荷斥力与聚合物溶液表面张力达到平衡时，带电液滴会变成圆锥形；当电荷斥力超过表面张力时，就会从圆锥形聚合物液滴表面喷射出液体射流。

纺丝过程中聚合物溶液流变性质的研究

纺丝过程中聚合物溶液流变性质的研究随着纺织工业的发展，聚合物纤维材料在纤维制备中扮演着越来越重要的角色。

理解纺丝过程中聚合物溶液的流变性质对于优化纤维制备工艺、提高纺织品品质具有重要意义。

本文将探讨纺丝过程中聚合物溶液流变性质的研究现状和相关应用。

一、纺丝流变性质的背景和重要性纺丝流变性质是指在纺织纤维制备过程中，聚合物溶液在外界剪切力下的流动行为和性质。

纺丝过程中，聚合物溶液需要通过纺丝模板形成纤维，而其流变性质会直接影响纤维的拉伸性能、微观结构和性质。

因此，研究纺丝流变性质对于优化纤维制备工艺、改善纤维品质具有重要意义。

二、纺丝流变性质的研究方法1. 流变仪法流变仪是一种常用的测试纺丝流变性质的工具。

这种仪器可以通过施加旋转、振荡或剪切等不同的外力形式，测量纺织纤维材料的应力-应变关系。

通过流变仪测试可以获得纺丝过程中聚合物溶液的粘度、弹性模量、降解动力学等相关参数。

2. 分子动力学模拟近年来，随着计算机技术的进步，分子动力学模拟成为纺丝流变性质研究的重要方法之一。

通过构建聚合物溶液的分子模型，引入经典力场和水模型进行模拟计算，可以得到溶液混合行为、聚合物链的构形变化和流动行为等信息，从而揭示纺丝过程中的微观机理。

三、纺丝流变性质的影响因素1. 聚合物浓度聚合物溶液浓度是影响纺丝流变性质的关键因素之一。

较高的聚合物浓度可导致溶液的粘度增加，阻力增加，从而降低纺丝的速度和效率。

2. 溶液pH值溶液pH值对于聚合物分子的电荷状态和溶解度有显著影响。

合适的溶液pH 值能够增强聚合物链的间聚力和聚合物与模板的相互作用，改善纺丝效果。

3. 纺丝温度纺丝温度对聚合物溶液的流变性质有重要影响。

较高的温度可以降低溶液的粘度，提高纺丝速度和纤维品质。

四、纺丝流变性质的应用1. 纺织品设计和制造理解纺丝流变性质对于纺织品设计和制造具有重要意义。

通过研究纺丝过程中聚合物溶液的流变行为，可以优化纺丝工艺参数，提高纤维品质和产品性能。

第十一章纺丝液体的性质及制备

第三节纺丝液体的性能
液体的粘度和流变性能对纺丝成型很重要，而粘度与温度、压力和组成等有关。
一、粘度与温度、压力的关系
二、粘度与聚合物结构的关系
三、粘度与溶剂性质和聚合物浓度的关系
纯溶剂的粘度越大，制得聚合物的粘度就越大。浓度提高使粘度增加，有利改善纤维的性能。
四、聚合物液体在陈化过程中纺丝液体的性质及制备
第一节成纤聚合物的性质
一般特性：线型结构；分子量高、分布窄；结构有规律；能熔融或溶于溶剂并有适当粘度； Tg高于使用温度，Tm高于洗涤、熨烫温度。
目前，成纤聚合物有聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚己二酸己二胺、纤维素等。
一、成纤聚合物的温度特性及热稳定性
原因：分子量及分布变化；化学结构变化；溶液结构变化；溶液组成变化。
思考题：
1.成纤聚合物要具有哪些性质特点？（作业题) 2.选择湿法纺丝与干法纺丝用溶剂时，应注意哪些问题? 3.纺丝液体的性能与哪些因素有关？
三、分子链的结构对成纤聚合物性能的影响
分子链上不同键和基团的存在，改变了柔曲性能、分子链构象和结晶能力。
成纤聚合物要求分子量高、分布窄。
四、成纤聚合物的其它性质
选择吸附能力、电性能、介电性能、抗腐蚀性能等。
第二节成纤聚合物的熔融及溶解
一、纺丝液体的制备
1.纺丝熔体的制备
∆G = ∆H － T∆S Tm = ∆H /∆S 熔融不分解的聚合物才能用熔融法纺丝。结晶聚合物和非晶聚合物的熔化过程不同。
1.Tg、Tm
纺丝是在粘流态进行的，
加工是在Tg~Tm之间进行的。
2.具有高的热稳定性，TD>Tm
无氧热分解结构、性能发生大变化决定于作用介质有氧热氧降解

纺丝操作理论学习培训

纺丝溶液的稳定性问题
总结词
纺丝溶液在存放或使用过程中出现稳定性下降的现象。
详细描述
纺丝溶液的稳定性问题可能是由于存放时间过长、温度过高、杂质混入等原因造成的。为了解决这一问题，可以缩短存放时间、控制温度、加强溶液过滤等措施，以提高纺丝溶液的稳定性。
06 纺丝操作案例分析
CHAPTER
高分子量聚合物纺丝案例
高粘度纺丝案例
总结词
高粘度纺丝案例是纺丝操作理论学习培训的又一重要内容，涉及高粘度聚合物溶液或熔体的性质、纺丝工艺和设备以及实际应用。
详细描述
高粘度纺丝是指将高粘度聚合物溶液或熔体通过喷丝孔挤出，在一定的工艺条件下形成细流并进一步固化成纤维的过程。该案例主要涉及高粘度聚合物的性质，如粘度、分子量等，纺丝工艺和设备，如喷丝孔形状、纺丝速度、冷却条件等，以及实际应用，如纤维性能、产品用途等。
定期检查
定期对纺丝设备进行检查，确保设备运转正常，发现故障及时排除。
清洁保养
定期对设备进行清洁保养，保持设备整洁，防止污垢和杂质的积累。
更换磨损件
定期更换设备中磨损严重的部件，保证设备的正常运转和生产效率。
03 纺丝工艺流程
CHAPTER
纺丝溶液的制备
溶解
将纺丝原料溶解于适当的溶剂中，形成均匀、透明的纺丝溶液。
纺丝设备
喷丝机
喷丝机是纺丝过程中最重要的设备之一，可以将纺丝原料熔融或溶解后通过微孔喷出，形成细流
，进而凝固成纤维。
卷绕机
卷绕机用于将纺出的纤维卷绕成一定形状的卷装，以便于后道工序的处理和运输。
牵伸机
牵伸机用于对纺出的纤维进行拉伸处理，以提高其力学性能和降低收缩率。

纺织知识一化学纤维的纺丝方法

纺织知识一化学纤维的纺丝方法
熔体纺丝：将高聚物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体，熔体经螺杆挤压机，由计量泵压出喷丝孔，使之形成细流状射入空气中，经冷凝而成为细条。

溶液纺丝：选取适当溶剂，把成纤高聚物溶解成纺丝溶液，或先将高分子物质制成可溶性中间体，再溶解成纺丝溶液，然后进行纺丝。

粘胶、维纶、腈纶多采用此法。

溶液纺丝按凝固条件不同分为湿法纺丝和干法纺丝。

干法纺丝：利用易挥发的溶剂对高分子聚合物进行溶解，制成适于纺丝的粘稠液。

将纺丝粘液从喷丝头压出形成细丝流，通过热空气套筒使细丝流中的溶剂迅速挥发而凝固，通过牵伸成丝。

（氯纶，腈纶，维纶，醋纤）
湿法纺丝：将成纤高分子聚合物溶解于溶剂中制成纺丝溶液，将纺丝溶液由喷丝头喷出喷出后进入凝固浴中，由于粘液细丝流内的溶剂扩散以及凝固剂向粘液细丝流中渗透，使细丝流凝固成丝条。

湿法纺丝的特点是喷丝头孔数多，但纺丝速度慢，适合纺制短纤维，而干法纺丝适合纺制长丝。

通常同品种化学纤维利用干法纺丝较湿法纺丝所得纤维结构均匀，质量较好。

猜猜看：生在山里，死在锅里，藏在瓶里，活在杯里。

(打一植物)。

纺丝液的配制

纺丝液的配制纺丝液是一种用于制备纤维的溶液，其中含有提供纤维形成所需的材料和添加剂。

纺丝液的配制非常重要，它直接影响纤维的质量和性能。

本文将介绍纺丝液的配制过程和常用的原料。

首先，纺丝液的配制需要选择适当的溶剂。

溶剂的选择应根据纤维的种类和所需的性能来决定。

一般来说，能与纤维形成良好的溶液，并能在纤维形成过程中被迅速挥发的溶剂是理想的选择。

常见的溶剂包括有机溶剂（如乙酸乙酯、氯仿等）和水溶液。

其次，纺丝液的配制需要添加纤维材料。

纤维材料可以是天然纤维或合成纤维。

天然纤维包括棉花、麻、丝等，而合成纤维包括聚酯、聚酰胺等。

选择适当的纤维材料要考虑到纤维的性能要求和成本因素。

通常情况下，纤维材料会经过预处理，如清洗、除杂等，以提高纤维的质量。

在纺丝液的配制过程中，还需要添加一些辅助剂。

辅助剂可以改善纤维的性能，调节纺丝液的黏度和流动性，并提高纤维的拉伸性能。

常见的辅助剂包括增稠剂、溶剂助剂、表面活性剂等。

这些辅助剂的使用量要根据具体需求进行调整，以达到最佳效果。

当纤维材料和辅助剂添加到溶剂中后，就可以进行搅拌和混合。

搅拌和混合的目的是使纤维材料均匀分散在溶剂中，避免纤维的团聚和沉淀。

通常使用搅拌机或搅拌罐进行搅拌和混合，时间和速度要根据纤维材料和溶剂的性质来确定。

搅拌和混合完成后，可以进一步对纺丝液进行调整。

通常需要调整纺丝液的黏度和流动性，以适应纺丝设备的工作要求。

增稠剂可用于增加纺丝液的黏度，而溶剂助剂则可用于调节纺丝液的流动性。

在进行调整时，应注意控制添加剂的量，以免对纺丝液的性能产生负面影响。

最后，纺丝液需进行过滤处理。

过滤主要是去除纺丝液中的杂质和固体颗粒，保证纺丝液的纯净度和稳定性。

过滤可以使用滤纸、滤布或过滤器进行。

过滤后的纺丝液可以直接用于纤维的制备。

纺丝液的配制是纤维制备过程中的关键步骤之一。

合理的配制能够提高纤维的质量和性能，同时也有助于提高生产效率和降低生产成本。

因此，纺丝液的配制需要仔细控制各个参数，确保纤维能够满足所需的要求。

纺丝油剂微乳体系的制备及其性能研究

纺丝油剂微乳体系的制备及其性能研究刘燕军;刘世浩;孙玉;郑帼【摘要】A series of spinning oil microemulsion was prepared by using luaric acid polyoxyethylene esters (LAE-9) and polyoxyethylene fatty acid diester DQA-600 as emulsifier and mineral oil as the oil phase. The performance of the microemulsion was systematically investigated. The results show that the best mass ratio of the hydrophilic to hydrophobic emulsifier is 7:3, at which the emulsifier can significantly reduce the interfacial tension between mineral oil and water phase, thereby reducing the particle size of the formed emulsion. And the microemulsion can be prepared in a certain range of concentration when the mass ratios of compound emulsifier and mineral oil are changing in the range from 5:5 to 9:1, among which at the ratio of 7:3 microemulsion could be prepared in the maximum concentration range. The conductivity and kinematic viscosity of the emulsion change significantly with the change of water content in the emulsion. The conductivity increases slowly with the increase of water content as the water content is less than 20.97%, and then it grows rapidly followed by a sharp decrease when moisture content exceeds 64.12%. And with the increase of the emulsion concentration, the kinematic viscosity of emulsion increases and reaches the maximum when its concentration reaches 50% . The increase of mineral oil content induces an increase of droplet size in emulsion, and the change of concentration has little influence on the size and distribution of emulsion droplet whenemulsion concentration is less than 20%. However, with the temperature elevating, the size of emulsion droplet increases and its distribution becomes wider.%以脂肪酸聚氧乙烯醚 LAE-9、脂肪酸聚氧乙烯醚双酯 DQA-600作为复合乳化剂，以矿物油为油相，制备了纺丝油剂微乳体系，并对其性能进行了系统的研究.研究表明：LAE-9与 DQA-600比例为7：3时，可显著降低矿物油与水相之间的界面张力，从而减小乳液的粒径；当复合乳化剂/矿物油比例在5：5~9：1的范围内时，可以形成一定浓度的微乳液，且当复合乳化剂/矿物油比例为7：3时，形成微乳液的浓度范围最宽.乳液的电导率及运动粘度随着乳液中含水量的变化有显著地改变：在含水质量分数小于20.97%时，随着含水量的增加乳液电导率增加缓慢，之后讯速增大，含水质量分数超过64.12%后电导率又迅速下降；乳液运动粘度随浓度的增加先增大后减小，并在质量分数达到50%时乳液运动粘度达到最大值.矿物油含量增加使乳液粒径有所增大，而乳液质量分数在小于20%的范围内，浓度变化对乳液粒径及其分布影响并不大，但温度的升高却使乳液粒径增大且分布变宽.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P27-32)【关键词】纺丝油剂;微乳液;界面张力;乳液粒径【作者】刘燕军;刘世浩;孙玉;郑帼【作者单位】天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387; 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津 300270;天津工业大学环境与化学工程学院，天津300387; 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津 300270;天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387; 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津300270;天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387; 天津市纺织纤维界面处理技术工程中心，天津 300270【正文语种】中文【中图分类】TQ340.472微乳液（microemulsion）是由表面活性剂、助表面活性剂、水（或盐水）和油等多种组分形成的一种热力学稳定、各向同性的透明（或半透明的）油水分散体系.其分散粒径约为10～100 nm，因为粒径远小于可见光波长，所以外观透明或近乎透明.微乳液自1943年由Hour和Schulman[1]发现以来，其理论和应用研究都取得了很大进展.特别是20世纪90年代以来，微乳液的应用领域迅速拓展，目前已渗透到日用化工、精细化工、材料科学、生物技术、环境科学、分析化学等领域[2].纺丝油剂一般是由表面活性剂、平滑剂、抗静电剂等组成的复配体系[3]，在实际应用中多需要配制成微乳液以提高油剂的使用效果[4].由于纺丝油剂有时要应用于100～300℃的环境中，所以一般采用的原料都不选用沸点较小的助表面活性剂，而是选用2种或2种以上表面活性剂复配作为复合乳化剂来配制微乳液.纺丝油剂在纺织行业是不可缺少的材料，但纺丝油剂配方的理论研究报道却十分稀少.本文以脂肪酸聚氧乙烯醚LAE-9、脂肪酸聚氧乙烯醚双酯DQA-600作为复合乳化剂，以矿物油为油相，制备纺丝油剂微乳体系，并对其性能进行研究，旨在为今后微乳化型纺丝油剂的研究提供一种新方法.1.1 仪器与试剂仪器：FA2004N型电子天平，上海菁海仪器有限公司产品；JB-2型恒温磁力搅拌器，上海雷磁新泾仪器有限公司产品；平氏粘度计，沈阳市兴亚石油玻璃仪器厂产品；WMZK-01型温度指示控制仪，上海医用仪器厂产品；7312型电动搅拌机调速器，上海样本模型厂产品；NDJ-1F型旋转粘度计，上海昌吉地质仪器有限公司产品；800型离心机，上海手术器械厂产品；DDS-307型电导率仪，上海盛磁仪器有限公司产品；JJ2000B型旋转滴表界面张力仪，上海中晨数字技术设备有限公司产品；Zetasizer Nano ZS90型纳米激光粒度分析仪，英国马尔文公司产品. 试剂：矿物油150N；乳化剂包括脂肪酸聚氧乙烯醚LAE-9和脂肪酸聚氧乙烯醚双酯DQA-600.以上由天津工大纺织助剂有限公司提供.1.2 微乳液的配制1.2.1 复合乳化剂最佳质量配比本文选用脂肪酸聚氧乙烯醚LAE-9、脂肪酸聚氧乙烯醚双酯 DQA-600为复合乳化剂（composite emulsifier，以下简写为C），矿物油为油相（mineral oil，以下简写为O），超纯水为水相（water，以下简写为W）.其中脂肪酸聚氧乙烯醚LAE-9是亲水性乳化剂（hydrophilic emulsifier，以下简写为H），脂肪酸聚氧乙烯醚双酯DQA-600是亲油性乳化剂（lipophilic emulsifier，以下简写为L）. 将亲水乳化剂与亲油乳化剂按不同比例（质量比，下同）混合均匀，然后加入矿物油混合均匀，再边搅拌边缓慢滴加水，配制成一定浓度（矿物油与乳化剂总的质量浓度，下同）的乳液.将乳液静置24 h，目测观察乳液外观.1.2.2 伪三元相图的绘制固定亲水/亲油乳化剂比例为7∶3，分别将复合乳化剂与矿物油按不同比例混合均匀，在搅拌下逐滴缓慢滴加水，观察乳液由浑浊变澄清、再由澄清变浑浊的相转变过程.记录并计算在相转变点时各组分的质量及质量百分比.分别以复合乳化剂、油相、水相为相图的3个顶点，根据相转变点时质量分数来绘制伪三元相图[5-6].1.3 微乳体系的性能研究1.3.1 油-水界面张力的测定测量微乳体系油-水界面低或超低的界面张力可以采用的方法并不多，一般有滴外形法和旋转液滴法.与滴外形法相比，旋转液滴法对光学设备及其他设施要求都相对简单、易于建立且有较好的精确度，所以常采用旋转液滴法来测定油-水界面低或超低的界面张力[7].将亲水性乳化剂、亲油性乳化剂与矿物油按不同比例混合均匀，在20℃条件下，以此样品作为流动相，水作为固定相，使用旋转液滴式界面张力仪测量油-水界面的界面张力.每个样品都经10次测量，记录数据并计算其平均值.1.3.2 乳液电导率的测定按亲水/亲油乳化剂与复合乳化剂/矿物油均为7∶3的比例，将乳化剂与矿物油混合均匀.在温度为25℃条件下，在此混合液中逐滴滴加水，直至含水质量分数近乎达到100%.使用电导率仪测量滴加过程中乳液的电导率，每次都待读数稳定后再记录电导率值.1.3.3 乳液运动粘度的测定按照与“1.3.2”相同的比例，将乳化剂与矿物油混合均匀，配制成质量分数分别为1%～85%的乳液.在25℃条件下，分别测量上述各乳液的运动粘度，各测量3次取平均值.1.3.4 乳液粒径的测定固定亲水/亲油乳化剂比例为7∶3，将复合乳化剂与矿物油按不同的比例分别混合均匀，再配制成质量分数分别为5%、10%、15%、20%的乳液.设定不同的测量温度，乳液在测量温度下平衡后，用纳米激光粒度分析仪分别测量各乳液的粒径，记录数据并得到其粒径分布图.2.1 伪三元相图的绘制方法2.1.1 微乳液的配制图1为固定复合乳化剂/矿物油比例（C/O）为7∶3、按照不同亲水/亲油乳化剂比例（H/L）配制成质量分数为20%的乳液静置24 h后的乳液照片.由图1可见，质量分数在室温条件下，C/O比为7∶3，H/L为5∶5、6∶4、7∶3时所配制的乳液在静置24 h后仍保持均一稳定.其中，H/L为6∶4、7∶3时配制的乳液呈蓝白色透明状；5∶5时乳液接近完全透明.将这3组乳液在离心机中以2 000 r/min的转速离心10 min，均没有浑浊分层现象[8].图2为固定复合乳化剂/矿物油比例（C/O）为6∶4、不同亲水/亲油乳化剂比例下配制成质量分数为20%的乳液静置24 h后的乳液照片.由图2可见，在室温条件下，H/L为7∶3和8∶2时所配制的乳液静置24 h后仍保持均一稳定，其中H/L=7∶3时所配制乳液为蓝色透明状，说明乳液粒子更小.将该这2乳液在2 000 r/min的转速下离心10 min，均没有浑浊分层现象[8].综合上面2组实验可以很直观地看出：在亲水/亲油乳化剂比例为7∶3时，在上面2组实验中均可配制出均一且透明度较好的乳液.所以，本文选取复合乳化剂比例为7∶3来进行下面的实验.2.1.2 伪三元相图的绘制方法根据乳液体系相行为变化时各组分的质量，计算出各组分的质量分数，利用Origin软件绘制伪三元相图，如图3所示.由图3可见，处于由水相顶点引出的线上的乳液体系C/O比例相同.如处于虚线a 上的乳液体系C/O= 5∶5，当含水质量分数为62.38%～68.98%时可形成微乳液；处于虚线b上的乳液体系C/O=7∶3，在含水质量分数大于14.36%直至接近100%的范围内都可形成微乳液；处于虚线c上的乳液体系C/O=9∶1，含水质量分数为70.13%～82.94%时可形成微乳液.由此可知，在亲水/亲油乳化剂比例为7∶3时，如果复合乳化剂与矿物油的比例小于5∶5时，无法形成微乳液；而复合乳化剂与矿物油比例为7∶3时，可配制的微乳浓度范围最宽.2.2 微乳体系的性能研究2.2.1 油-水界面张力的测定图4显示了在20℃下，固定复合乳化剂/矿物油比例为7∶3时，在不同亲水/亲油乳化剂比例下的油-水界面张力；图5显示了20℃下，固定亲水/亲油乳化剂比例为7∶3，在不同复合乳化剂/矿物油比例下的油-水界面张力.由图4可知，在C/O=7∶3，H/L分别为5∶5、6∶4、7∶3时油-水界面张力均小于或接近10-3mN/m，且在H/L=7∶3时达到最低值；由图5可知，在H/L=7∶3，C/O分别6∶4、7∶3、8∶2、9∶1时界面张力较低，且在C/O=7∶3时达到最低值.Schulman和Prince等[9]提出微乳液瞬时负界面张力形成机理.该机理认为：在有表面活性剂和助表面活性剂存在下，油-水界面张力会迅速降低，甚至瞬时负界面张力γ＜0.但是负界面张力是不存在的，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂被吸附在油-水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液.根据微乳液瞬时负界面张力形成机理，油水间的界面张力越小，越有利于形成微乳液.由此可见，在C/ O=7∶3、H/L分别为5∶5、6∶4、7∶3时最易配制成微乳液；在H/L=7∶3、C/O分别6∶4、7∶3、8∶2、9∶1时可形成微乳液，符合伪三元相图（图3）的微乳液区.2.2.2 乳液电导率的测定图6为25℃下，C/O=H/L=7∶3时配制的乳液电导率随含水量增大的变化曲线.由三相图可知，在此条件下，含水质量分数14%～100%都是微乳液.由图6可知，当含水质量分数从2.36%增加到20.97%的过程中，乳液电导率缓慢增加.此时乳液处于由乳浊液向W/O状态转变的过程，连续相矿物油不导电，其导电性主要由液滴的导电性决定[10].而液滴均匀分散在不导电的矿物油当中，对电导贡献较小，所以随含水量增加乳液电导率缓慢增加.在含水质量分数从20.97%增至64.12%的过程中，乳液导电率迅速增大.此时乳液处于由W/O型向双连续相型转变的过程，连续相油相中渐渐形成了狭窄而细小的通道，导电离子通过这些通道运动[11]，从而使得乳液导电率快速上升，并最终达到最大值.在含水质量分数从64.12%增至100%的过程中，乳液电导率迅速降低.此时乳液处于由双连续相型向O/W型转变的过程，双连续相时形成的导电通道渐渐被破坏，连续相慢慢转化为水相，形成由水相包裹油滴的胶团.因此，乳液的导电性主要由连续相水相提供，而纯水的导电率较小，所以随含水量增加乳液电导率迅速降低.2.2.3 乳液运动粘度的测定图7显示了25℃下、C/O=H/L=7∶3时配制的乳液运动粘度随浓度增大的变化曲线.由图7与图6对比可知，乳液运动粘度随浓度变化趋势同乳液电导率随含水量的变化趋势十分相似，均是先增大后减小.不同的是在高浓度时，随浓度增大乳液运动粘度降低缓慢，趋于平衡.乳液运动粘度之所以有这样的变化趋势，是因为在低浓度时微乳体系处于O/W型状态，连续相为水相，水的运动粘度较小.而且，此时微乳胶团多是球状，分散较好，所以随浓度增大体系运动粘度缓慢增加.随浓度增大，乳液出现由O/W型向双连续相，再向W/ O型转变的相转变过程；乳液胶团出现由球状逐渐转变为网状，再由网状逐渐转变为球状的过程.这样就使得乳液内剪切力先增大后减小，最后缓慢减小稳定在某一值.从而导致随浓度增加，乳液运动粘度先迅速增大又迅速减小，之后缓慢降低[12].2.2.4 乳液粒径的测定动态光散射技术是测量微乳体系胶团粒径的有效方法，本文使用的纳米激光粒度分析仪就是采用的该技术[13].图8所示为在25℃下，质量分数为5%不同复合乳化剂/矿物油比例时微乳液的粒径分布图；图9所示为在25℃下，复合乳化剂/矿物油比例为6∶4，不同浓度时微乳液的粒径分布图；图10所示为复合乳化剂/矿物油比例为6∶4，质量分数为5%不同测量温度时微乳液的粒径分布图.以上测试的各组乳液的亲水/亲油乳化剂比例均为7∶3.由图8可知，C/O在这2种比例时乳液粒径分散性极其相似，C/O为6∶4和7∶3时平均粒径大小分别为13.48 nm和10.08 nm.由此说明，矿物油含量对微乳液粒径大小有一定影响，随矿物油含量增加微乳液的粒径增大.当C/O＜5∶5时乳液粒径显著增大使乳液外观呈不透明的乳白色且稳定性下降.由图9可知，当微乳液质量分数小于20%时，微乳液的粒径随浓度的增大而增大，但增大并不显著.其中，5%的微乳液的平均粒径为13.48 nm；10%的微乳液的平均粒径为14.41 nm；15%的微乳液的平均粒径为15.32 nm；当微乳液质量分数达到20%时，平均粒径为15.65 nm.由此说明，本文研究的乳液体系在质量分数低于20%时，微乳液含固量变化对粒径大小影响不大.由图10可知，从15℃升到20℃，微乳液粒径及其分布变化不大：在15℃时，乳液平均粒径为13.48nm；20℃时，平均粒径为14.20nm.但当测试温度达到25℃时，微乳液粒径增大至16.04 nm，且分布变宽；当测试温度为30℃时，微乳液粒径分布变宽，出现了2个粒径分布区，并且乳液粒径显著增大，2个分布峰的平均粒径分别为28.22 nm和548.84 nm.温度升高造成乳液粒径增大，分布变宽的原因是非离子表面活性剂对温度比较敏感，在低温时其亲水作用比亲油作用强，适用于制备O/W型微乳液，随着温度的升高，其亲油作用慢慢增强，易形成W/O型微乳[14]，即非离子表面活性剂微乳随着温度的变化可能会发生相转变，导致粒径发生较大改变.本文研究了脂肪酸聚氧乙烯醚LAE-9/脂肪酸聚氧乙烯醚双酯DQA-600/矿物油/水微乳体系，并对乳液各组分配比对油-水界面张力、电导率、运动粘度和粒径的影响进行了研究.结果表明：（1）体系油-水界面张力的大小可以准确反映乳液的配制情况，在低或超低的界面张力时可以配制出较好的微乳液；（2）乳液的电导率和运动粘度随体系浓度变化有相似的变化情况，其原因是在乳液配制过程中，随滴加水量的增加，乳液会发生由W/O型向双连续相，再向O/W型的相转变；（3）微乳体系在低浓度时，浓度变化对乳液粒径几乎无影响，但矿物油含量和温度变化均对粒径有影响，尤其是温度的升高会使乳液粒径增大，分布变宽，这是因为非离子表面活性剂对温度比较敏感.本研究得到的数据和乳液的变化规律，可为今后微乳化型纺丝油剂的研究及应用提供帮助.【相关文献】[1]HOART P，SCHULMAN JH.Transparentwater-in-oil dispersions：The oleopathichydro-micelle[J].Nature，1943，152（102）：102-103.[2]SJOBLOM J，LINDBERG R，FRIBERG S E.Microemulsionsphase equilibria characteri-zation，structures，applications and chemical reactions[J].Advances in Colloid and Interface Science，1996，98（95）：125-287.[3]马建平，杨逢春.超细纤维纺丝油剂性能评价研究[J].合成技术及应用，2006，21（2）：1-4.[4]郭建国，朱诚身，张漪聪，等.到合成纤维纺丝油剂的研制进展[J].中原工学院学报，2002，13（S1）：6-8.[5]FORMARIZ T P，SARMENTO V H，SILVA-JUNIOR A A，et al.Doxorubicin biocompatible 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第十一章纱的成形与结构

第十一章纱的成形与结构第一节纱的成形方法一、短纤维的成纱方法（一）环锭纺纱经过开松、梳理、牵伸、并合、加捻、卷绕等过程。

（二）新型纺纱方法按成纱原理分两大类型：（1）自由端纺纱：指由喂入点至加捻点之间的须条是“断开”的纺纱方法，如转杯纺（俗称“气流纺”）、静电纺、涡流纺、摩擦纺（无芯纱）等；（2）非自由端纺纱指由喂入点至加捻点之间的须条是连续的纺纱方法，如喷气纺、摩擦纺（有芯纱）、自捻纺等。

属“假捻”结构。

二、长丝纤维的成纱方法（一）生丝（蚕丝长丝纱）的成形过程缫丝工程包括：混茧、剥茧、选茧、煮茧、缫丝和复整等工序。

（二）化学纤维长丝纱的成形过程1．纺丝液制备2．纺丝成纱分干法纺丝、湿法纺丝和熔融纺丝三种不同类型。

3．纺丝后加工牵伸、热定型、上油剂等（三）长丝纱的集束方法粘并集束、网络集束、加捻集束、假捻集束11-1第二节短纤维纱的结构特征一、环锭纱的结构特征环锭细纱机的加捻作用主要发生在前罗拉和钢丝圈之间的纱段上（p.255图11-1）。

加捻三角区：在环锭细纱机加捻过程中，前罗拉输出的须条宽度因加捻作用而逐渐收缩，形成三角形过渡区，即“加捻三角区”。

在加捻三角区这个弱捻区中，一根纤维可能多次发生由外到内、由内到外的反复转移。

（1）环锭纱纱条中并不存在明显的整体分层排列特征，纱体中发生内外转移的纤维在数量上约占50%以上；（2）单根纤维的形态大多呈不规则的圆锥形空间螺旋线（p.256图11-2），其螺距和半径因受到纤维线密度、刚度、弹性、形态，以及纺纱工艺条件等因素的影响；（3）纱体中也有少部分浮游短纤维并不发生内外转移现象，其单根纤维形态呈不规则的圆柱形空间螺旋线；（4）处在加捻三角区边缘的纤维所受张力较大，而处在加捻三角区中心附近的纤维所受张力较小，故成纱时这些纤维的初始张力不等，从而影响成纱强力。

二、转杯纱（气流纱）的结构特征转杯纱结构较为蓬松，表面有许多缠绕的纤维，缠绕纤维主要是在纺杯内剥离点处形成的。

(材料加工工程精品论文)PAN原丝干湿法纺丝原液可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究

东华大学硕士学位论文PAN原丝干湿法纺丝原液可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究姓名：高健申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：陈惠芳;潘鼎2003.1.1ＰＡＮ原丝干湿法纺丝可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究摘要一＼、工！纤维由于具有很多优良的特性，而被广泛的应用于航空航天、建筑、交通运输和纺织等方面。

制备碳纤维最理想的材料之一是聚丙烯腈原丝。

目前，聚丙烯腈原丝质量已经成为阻碍我国碳纤维工业发展的重要因素之～，为提高国产碳纤维的性能，对制备较佳原丝的研究迫在眉睫。

在聚丙烯腈原丝的成形方法中，干湿法成形由于同时具有干法纺丝和湿法纺丝的优点，近年来发展很快。

本文就是着重研究聚丙烯腈原丝干湿法纺丝的成形过程。

纺丝原液的配制及流变性能是影响纤维性能及纺丝工艺参数的重要因素。

本文以高浓度ＰＡＮ纺丝液为对象，研究了温度、纺丝溶液浓度及剪切速率对纺丝液粘度的影响及纺丝原液的流变性能，在此基础上，讨论了纺丝液浓度的提高对改善纺丝工艺性的贡献了／深入研究了千湿法纺丝过程中的丝条断裂问题，澄清断裂发生的区域及临界条件；在一定的假设条件下联解连续方程、运动方程和流变状态方程，建立断裂区域的数学模型。

利用计算机的强大数据处理和计算功能，建立一个针对ＰＡＮ原丝纺丝过程的数值计算系统。

该系统首先具备数据输入功能，可根据已建立的数学模型，对所输入的实验基本数据进行处理，同时具有结果输出功能，可给出主要量的理论计算结果，并根据理论计算结果对纺丝过程的稳定性做出预测。

在不同工艺条件下，用试验来验证理论计算结果，取得了很好的吻合效果。

，＠丝工艺参数的选定，直接影响纤维的性能。

喷丝孔长径比的增加，有利于提高初生纤维的取向度和结晶度，增强纤维的力学性能。

在～定范围内，喷头拉伸倍数的增加，提高了纤维的取向度和结晶度，对增强纤维力学性能有很大贡献。

在一定范围内，凝固浴浓度的增加，有利于双扩散过程的充分进行，使纤维结构均匀、致密，提高结晶取向，增强了纤维的力学性能。

一种纺丝溶液的制备方法

一种纺丝溶液的制备方法纺丝是一种制备纤维的过程，其中纺丝溶液是纺丝过程中必不可少的一部分。

纺丝溶液一般由高分子聚合物和溶剂组成，通过调配不同的配方，可以得到不同性能和用途的纺丝溶液。

以下将介绍一种常用的纺丝溶液制备方法。

首先，确定所需纺丝溶液的高分子聚合物。

高分子聚合物的选择应根据所需纤维的特性来确定。

例如，如果需要制备高强度的纤维，可以选择聚酰胺类树脂，而若要制备具有较好柔软性的纤维，可以选择聚酯类树脂。

在确定所需聚合物之后，需要选择适当的溶剂。

选择溶剂时需要考虑以下几个因素：1）与聚合物有良好的相容性；2）良好的溶解性，以确保聚合物完全溶解；3）满足环保要求，无毒无害。

一般来说，常用的溶剂包括有机溶剂（如二甲基亚砜、甲苯）、无机溶剂（如盐酸、氢氧化钠溶液）等。

根据不同的聚合物和溶剂的选择组合，可以得到不同性能的纺丝溶液。

在确定了聚合物和溶剂后，需要进行配方设计和调配。

在配方设计时，需要考虑聚合物和溶剂的浓度、添加剂的种类和含量等因素。

浓度一般在1%-30%之间，过高的浓度可能导致溶液黏度过大，难以纺丝；过低的浓度则会导致纤维强度不足。

添加剂可以是增溶剂，用于提高聚合物的溶解度；也可以是防沉淀剂、增粘剂等，用于改善纺丝溶液的性能。

根据实际需要，可以逐步调整配方，直至满足纺丝工艺的要求。

调配纺丝溶液时需要注意以下几点：1）加热溶剂至适当温度，以提高聚合物的溶解度；2）逐渐添加聚合物，同时搅拌溶液，以确保聚合物均匀分散于溶剂中；3）根据需要加入添加剂，并进行充分搅拌，确保添加剂均匀分布于溶液中；4）继续搅拌溶液，直至得到均匀的纺丝溶液。

最后，对纺丝溶液进行质量检测和评估。

在纺丝溶液调配完成后，应进行一系列的质量检测，以评估其性能和适用性。

常见的检测项目包括黏度、溶解度、稳定性等。

根据实际需求，可以对纺丝溶液进行进一步改进和调整，以满足纺丝工艺和纤维性能的要求。

综上所述，制备纺丝溶液的方法包括选择聚合物和溶剂、配方设计和调配、质量检测和评估等步骤。

化纤成形与加工溶液纺丝

化纤成形与加工溶液纺丝溶液纺丝，说白了就是用液态的纤维原料，通过某种方式将它们拉伸成纤维。

这一过程看似简单，实际上，里面可大有讲究。

咱们先不说专业术语，光是“溶液”二字就让人觉得挺高大上，像是在做什么神秘的实验一样。

它不过是把纤维的原料溶解在某些溶剂里，变成可以“抽丝”的液态物质罢了。

要说这溶液纺丝，还是有点像我们平时做凉面，先把面条和水搅拌成一个面团，然后通过工具一拉，变成细细的面条，再放到热水里煮熟，溶液纺丝也是类似的道理，只不过原料是化学纤维，而不是面粉。

你知道的，化纤的材料多种多样，最常见的就是聚酯、聚酰胺、聚丙烯这些。

大家平时穿的衣服里，很多都是由这些化学纤维做成的。

这些纤维可是有着神奇的作用，轻薄、透气、耐用、好打理，简直是现代生活的必需品。

想象一下，如果没有这些化纤面料的衣服，我们该穿啥？是不是会觉得麻烦多了？反正我觉得，现代人的衣橱里少了这些，生活都没那么方便了。

回到溶液纺丝的技术上。

它的最大好处就是能够制造出非常均匀、强度高的纤维。

你想啊，通过溶液这一形式，纤维在成形过程中可以得到极好的控制。

就像你做手工，拿起黏土捏个小动物，越捏越有形状，感觉特别有成就感。

而溶液纺丝也是这样，液态原料在经过喷嘴的瞬间，形成纤维，然后通过一系列的处理工序，比如拉伸、固化等等，纤维的性能就会慢慢变得超强。

其中有一个重要的环节，就是拉伸。

说到拉伸，大家可能想起了拉面，记得小时候看过街头的大叔拉长长的面条，一根根细得几乎看不见。

这和溶液纺丝有点像，纤维在液态的时候，拉伸的过程不仅仅是为了变细，更重要的是要改变纤维的内部结构。

这就像给面条“拍一拍”，让它有弹性。

这个过程对纤维的强度和韧性非常重要，拉得好，纤维就结实，耐磨；拉得不好，纤维就容易断，脆弱不堪。

当然了，溶液纺丝也不是毫无挑战的。

每种原料的溶解度、粘度、拉伸特性都不一样，这就需要工艺师傅根据具体的情况调节温度、压力、拉伸速度等各种条件。

为了让纤维更加符合需求，还得在过程中添加一些特殊的添加剂，增强纤维的某些性能。

人造纤维的液态纺丝技术研究

人造纤维的液态纺丝技术研究一、引言人造纤维是指通过人工方法制造的各种合成纤维，如聚酯纤维、聚酰胺纤维、腈纶纤维等，以其优异的性能受到广泛应用。

其中，液态纺丝技术是人造纤维生产中的一项核心技术，是将高分子化合物通过溶液或熔体直接转变成纤维的一种制造方法。

本文主要探讨人造纤维的液态纺丝技术研究。

二、液态纺丝技术概述液态纺丝技术是一种将水溶性或有机溶剂溶解的高分子物质经由旋转的离心力在喷孔处喷出，并快速被凝固成长而细的纤维的工艺。

该工艺的主要特点是在完成纤维化的同时，也完成了物质的微形态调整和结构的形成。

它的基本方法是将高分子溶液放入液态纺丝装置中的高压融化腔或溶解槽，使其在一定条件下经过过滤或加料计量体积后，从纺丝嘴中挤出。

纤维化的方法有湿法和干法两种。

三、液态纺丝技术的研究方法1. 液态纺丝机的改进液态纺丝技术的研究中，液态纺丝机的改进是非常关键的。

目前，传统的螺杆前驱液态纺丝机已不能满足人造纤维产业的需求。

因此，液态纺丝机的改进主要是集中在加工能力、配方控制、纤维质量和能耗等方面。

2. 高分子材料的合成及表征纤维材料是人造纤维产品开发的主要推动力，其物理性质、化学性能、加工性能、热学性能等对纤维生产的影响十分显著。

因此，材料改性是液态纺丝技术研究的一个重要方向。

通常采用聚合、交联、共聚等方法，来改变高分子材料的特性。

3. 工艺优化液态纺丝工艺优化是提高工艺效率、改善产品品质的重要途径。

优化内容主要包括数学建模、控制系统以及装置和设备等。

其中，数学建模是基于数学模型、仿真和优化算法等进行液态纺丝工艺改进的途径。

四、液态纺丝技术的应用研究人造纤维的应用范围非常广泛。

在建筑、汽车、电子、服装等行业中，人造纤维都有着广泛的应用。

其中，液态纺丝技术制造的腈纶纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维等在化纤纤维产业中占有重要地位。

这些人造纤维具有高强度、耐磨损、易染色、舒适、防水、防尘、保温等优点，为各行各业提供了优质的原材料。

第十一章-纺丝液体的性质与制备

如聚酰胺分子中亚甲基数增多会增加链的柔性，减少分子间的作用力。
聚合物的分子量和分子量分布也能使纤维的性能，一定范围内分子量越打越好，一般在2万-10万之间。
5
成纤聚合物的平均分子量：重均分子量 Mw 、数均分子量 Mn 和粘均分子量 Mv 。分子量分布用重均分子量与数均分子量的比值表示。 Mw/ Mn
第十一章纺丝液体的性质与制备
第一节成纤聚合物的性质
合成纤维纺丝成形的过程就是将聚合物制成具有纤维基本结构及其综合性能的纺织纤维。成形后的聚合物要有很高的机械强度、弹性模数和一定的伸长率。
成纤聚合物应具有的一般特性： 1、分子必须是线性结构； 2、分子量必须足够高，分子量分布要比较窄； 3、较好的结晶性； 4、玻璃化温度高于使用温度，熔化温度超过洗涤和熨烫温度； 5、较好的染色性、吸附性、耐热性、对水及化学物质稳定。 1
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粘度随着分子量的升高而增大。
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粘度随着温度的升高而降低。提高粘度能够使液体粘度下降，有利于成形加工。
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二、粘度与聚合物结构的关系聚合物的结构对液体的粘度起着决定性的作用：如链的柔性、官能团的性质、支化度、分子量及其分布等。
成纤聚合物液体的粘度随着分子量的增大而增加，它们之间是；
CK•rP
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提高溶液的温度，可减少溶液中的气体的溶解度，
CAexp(H) RT
脱出气体的过程叫脱泡。液体的粘度大，气泡脱出困难。采用升高温度和降低压力的方法来脱泡。
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第三节纺丝液体的性能
一、纺丝液体的粘度与温度压力的关系
粘度与温度的关系
AeE/RT AeE/RT
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活化能与聚合物的分子量有关，但主要决定于内聚力。

静电纺丝实验

静电纺丝实验插层复合静电纺丝溶液的制备及其基本性质的研究按比例准确称取一定质量的O-MMT,在20 mL的DMF中超声分散3 h,然后加入 3 g 聚丙烯腈粉末,搅拌24 h 后待用。

本实验中,O-MMT 的加入量占PAN/O-MMT 复合材料总质量的0 wt.%、1 wt.%、3 wt.%及5 wt.%,用PAN PAN/O-MMT-1、PAN/O-MMT-3 及PAN/O-MMT-5 分别表示。

原料O-MMT、PAN 固体粉末使用前在50 oC温度下干燥处理12小时后使用。

对含有不同比例O-MMT 的PAN/O-MMT 复合静电纺丝液的基本性质（粘度、电导率、表面张力）进行测试。

纺丝液的粘度采用旋转式粘度计（NDJ-79进行测试,表面张力的测试则是通过QBZY-1 型全自动表面张力仪测试得到的,电导率的测试是利用DDS-11A 型数显电导率仪测试得到的。

静电纺丝法制备插层复合纳米纤维将已配置好的纺丝液倒入带针头的标准容量为20 mL 注射器,在针头加上正电势,用被铝箔覆盖的滚筒作为接收装置，纺丝工艺为：纺丝电压15 kV推进速度mL/h,收集距离15 cm。

纺丝结束后，收集铝箔上的纳米纤维，在室温下存放，待残留溶剂挥发。

1 。

1 复合材料的制备选用分子量为90000的PAN粉末和平均粒径为35nm的硅粉为主要原料.先将PAN粉末加入二甲基甲酰胺DMF溶剂中形成质量分数为12%的高分子聚合物溶液再按质量比mSi：mPAN =1：6.5加入硅粉形成悬浊液.上述液体在室温下搅拌12h后超声分散30min 形成均一稳定的前驱体溶液.将前驱体溶液置于15mL注射器中针头孔径0. 6mm通过推进泵控制移动速度进行静电纺丝.纺丝电压为17kV 接收板为22 m铝箔接收距离为2 1.5cm •所得纺丝前驱体在2 9 0 C预氧化lh后置于通有氩气保护的管式炉中烧结烧结温度为6 0 0°C 烧结时间为5h.为了进行对比分析本文采用相同的静电纺丝工艺制备了PAN原丝. 先将PAN 粉末加入DMF溶剂中形成质量分数为12%的高分子聚合物溶液该溶液未加硅粉其静电纺丝过程前驱体预氧化过程和烧结过程的参数与上述S1C复合材料制备参数一致.2. 3. 3. 1 SiOz纳米粒子表面固定ATRP引发剂使用前的Si02粒子经150"C真空干燥24小时，氮气保护的冰水浴四孔烧瓶中加入2. Og纳米Si02粒子，3. 09(9. 5mm01)4 —苄基三氯硅烷和20ml无水四氢呋喃(使用前经金属钠回流 6 小时)，磁力搅拌后，溶于5. Oral 四氢呋喃的三乙胺1. 2ml(8. 6 mm01)缓慢地滴加入上述体系，滴加完毕后O'C放置24,时，撤去冰水浴窒温反应244,时。

第十一章-纺丝液体的性质与制备

第十一章 纺丝液体的性质与制备

高分子物理与化学 第11章 合成纤维简介

湿法纺丝原理

静电纺丝技术

纺丝过程中聚合物溶液流变性质的研究

第十一章 纺丝液体的性质及制备

纺丝操作理论学习培训

纺织知识一化学纤维的纺丝方法

纺丝液的配制

纺丝油剂微乳体系的制备及其性能研究

第十一章 纱的成形与结构

(材料加工工程精品论文)PAN原丝干湿法纺丝原液可纺性及纺丝工艺与初生纤维结构性能关系的研究

一种纺丝溶液的制备方法

化纤成形与加工溶液纺丝

人造纤维的液态纺丝技术研究

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