化学纤维纺丝方法的几个概念

化学纤维纺丝方法的几个概念

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。除了常规的溶液纺丝和熔体纺丝方法，为了使化学纤维具有特殊的效果或织染性能，还有一些特殊的纺丝方法：1、复合纤维纺丝法复合纤维纺丝法是将两种或两种上不同化学组成或不同浓度的纺丝流体，同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前，两种成分彼此分离，互不混合，在进入喷丝孔的瞬间，两种液体接触，凝固粘合成一根丝条，从而开成具有两种或两种以上不同组分的复合纤维。此法纺制的纤维分为：并列型、皮芯型和散布型等多种。2、异形纤维纺丝

此法是用非圆形喷丝孔，制取各种不同截面形态的异形纤维。常见到形异纤维有三角形、

Y型、星形和中空纤维等。3、着色纤维纺丝法此方法是在化学纤维的纺丝熔体或

溶液中加入适当的首色剂，经纺丝后直接制成有色纤维，该方法可提高染色牢度，降低染

色成本，减少环境污染。此外，还有相分离纺丝法、冻胶纺丝法、乳液或悬液纺丝

法、液晶纺丝等纺丝方法。

化学纤维纺丝

包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕以及后处理过程。后处理过程则有初生纤维的拉伸、热定形到成品包装等一系列工序。

目录

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纺丝方法

成纤聚合物在溶剂中溶解成溶液，或将成纤聚合物切片在螺杆挤出机中加热熔融成熔体，经纺前准备工序后入纺丝机，用（计量泵）将纺丝溶液或熔体定量、连续、均匀地从喷丝头的细孔压出，这种细流在水、凝固

液或空气中固化，生成初生纤维，此过程即纤维成形。在纺丝过程中，成纤聚合物要发生几何形态和物理形态的变化，如聚合物的溶解或熔化，纺丝流体的流动和形变，丝条固化过程中的胶凝、结晶、二次转变和拉伸流动中的大分子取向，以及过程中的扩散、传热和传质等。纺制人造纤维（粘胶纤维、铜氨纤维）时，还发生化学结构的变化。这些变化彼此影响，故改变纺丝条件，可在一定范围内改变所得纤维的物理机械性能。

有熔体纺丝和溶液纺丝两类。通常在熔融状态下不发生显着分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。熔体纺丝过程简单，纺丝速度高。溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物,将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液,然后进行纺丝。按从喷丝孔挤出的纺丝液细流的凝固方式，溶液纺丝又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。溶液纺丝纺速较低，尤其是湿法纺丝。为提高纺丝能力，需采用孔数很多的喷丝头。干法纺丝的纺速高于湿法纺丝，但远低于熔体纺丝。

在工业上应用的新型纺丝方法，主要有干喷湿纺法、乳液或悬浮液纺丝法、膜裂纺丝法。

干喷湿纺法

又称干湿法纺丝，是干法与湿法相结合，将纺丝液从喷丝头压出，先经过一段空间，然后进入凝固浴槽，从凝固浴槽导出初生纤维。与一般湿法纺丝比较，干喷湿纺法的纺丝速度要高若干倍，还可采用孔径较大～的喷丝头，同时采用浓度较高、粘度较大的纺丝溶液，显着提高了纺丝机的生产能力。目前，这种纺丝方法已在聚丙烯腈纤维、芳香族聚酰胺纤维等生产中得到应用。

乳液纺丝法

又称载体纺丝法，是将聚合物分散于某种可纺性较好的物质（作载体）中呈乳液状态，然后按载体常用的方法纺丝。载体常用粘胶或聚乙烯醇水溶液，所以乳液纺丝工艺类似于湿法纺丝。得到的初生纤维经拉伸后在高温下烧结，载体炭化，聚合物颗粒在接近粘流温度下被粘连形成纤维。适宜于乳液纺丝的成纤聚合物应具有高于分解温度的熔点，没有合适的溶剂使其溶解或塑化，因而无法制成熔体和纺丝溶液。目前，该法在聚四氟乙烯纤维等的生产中已得到应用。

膜裂纺丝法

是将聚合物先制成薄膜，然后经机械加工方式制得纤维。根据机械加工方式不同，所得纤维又分为割裂纤维和撕裂纤维两种。割裂纤维又称为扁丝，其加工方式是将薄膜切割成一定宽度的条带，再拉伸数倍，并卷绕在筒子上得到成品。撕裂纤维的加工方式是将薄膜沿纵向高度拉伸，使大分子沿轴向充分取向，同时产生结晶，再用化学和物理方法使结构松弛，并以机械作用撕裂成丝状，然后加捻和卷曲获得成品。前者纤维较粗,用于代替麻类作包装材料。后者纤维稍细,用于制作地毯和绳索。目前，应用于聚丙烯纤维等生产。此外，为纺制具有特殊性能纤维的需要，还发展了,若，干其他纺丝方法，例如：冻胶纺丝法（将浓聚合物溶液或塑化的冻胶从喷丝头细孔挤出到某气体介质中，细流冷却，伴随溶剂挥发，聚合物固化得到纤维，又称半熔体纺丝）；相分离纺丝法（以聚合物溶液作为纺丝原液，通过改变温度使纺丝液细流固化）；闪蒸纺丝法（聚合物在高温高压下溶解于特殊溶剂中，原液细流出喷丝头时溶剂闪蒸而形成纤维）；喷雾凝固纺丝法（纺丝溶液被压入封闭室内，受喷入室内的雾状凝固剂作用形成纤维）；静电纺丝法（聚合物熔体或其在挥发性溶剂中的溶液在静电场中形成纤维）；液晶纺丝法（用处于液晶状态的溶液纺丝），等等。

初生纤维的后处理

在纺丝工序得到的未经拉伸的丝条，统称初生纤维。其结构尚不完善和稳定,物理-机械性能也差，尚不宜于纺织加工。因此，必须经过后处理工序，其流程随纤维品种和类型（长丝、短纤维等）而异。拉伸和热定形直接影响成品纤维结构和性能，是后处理各种流程中不可缺少的主要工序。用湿法纺丝得到的纤维还要经过水洗，以除去附着的凝固浴液和溶剂；生产短纤维时需要进行卷曲和切断；生产长纤维则需要进行加捻、络筒等。这些工序对纤维超分子结构的改变不大，因而对性能的影响较小。为赋予纤维以某些特殊的性能，如抗皱、耐热水、蓬松、回弹等性能，还需在后处理过程中进行一些特殊加工。

拉伸