湿法纺丝工艺流程及绘图

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