湿法纺丝原理.ppt
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合成纤维第四章湿法纺丝-PPT
按来源分类
天然纤维
棉花、 羊毛、 蚕丝、
麻 等……
化学纤维
人
合
造
成
纤
纤
维
维
人造纤维
再生蛋白质纤维
再生纤维素纤维 粘胶纤维 铜氨纤维
再生纤维素纤维 二醋酯纤维 三醋酯纤维
人造纤维
以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加 工而制得的纤维。
合成纤维
杂链纤维
聚酰胺纤维 聚酯纤维 聚氨酯纤维 等……
碳链纤维
第二节 溶剂的选择与干法纺 丝工艺
干纺工艺的工序如下： 溶解→过滤→脱泡→纺丝→拉伸，拉伸以后 的工序，根据产品的形态——长丝、短纤维、 丝束而不同。
干法纺丝工艺流程
纺丝液由计量泵输送到 喷丝头
经喷丝孔挤出的纺丝 细流进入垂直甬道与
热气流接触
在热气流中随着溶剂的 挥发，丝中聚合物浓度
升高，丝条固化，
第一节、概述
才华横溢的Carothers
?
question1. 为 什么脂肪族 的聚酯不能 纺丝?
第一节、概述
由于分子间没有氢键，由酯键运动造成的分子链柔性相 当大，致使其熔点较低。 例如：聚己二酸己二醇酯的熔点仅 70-72℃。若在大分子主 链上引进苯环，不仅能增加分子链的刚性，而且使聚合物的 熔点显著提高，例如：聚辛二酸乙二（醇）酯的熔点只有 63 - 65℃，而聚对苯二甲酸乙二（醇）酯（涤纶，又名的确良） 的熔点却高达 265℃。脂肪族的聚酯由于熔点太低，多用做 表面活性剂或大分子的增塑剂。
八阻燃性
极限氧指数法是在规定的实验条件下,在氧气、氮气混 合气流中，刚刚能维持试样燃烧所需要的最低氧气浓度， 即氧气和氮气混合气体中的最低体积百分数，用LOI表 示：
2.2湿法纺丝原理及工艺
喷丝头拉伸比一定时， 喷丝头拉伸比一定时，较 高的纺丝张力可以增加纺 丝的稳定性
纺丝线上的径向应力分析
∵ηe(r,x)=
(ηe)s (ηe)c έ(x)(ηe)s έ(x)(ηe)c
* 当ξx<r≤Rx时
当0≤r≤ξx时 当ξx<r≤Rx时 当0≤r≤ξx时
* *
*
则σxx(r,x)=
皮芯模型
(x)=F =πέ ]≈π ∴Fr(x)=F皮+F芯=πέ(x)[(ηe)s(Rx2-εx* )+ (ηe)c εx* ]≈πέ(x)[(ηe)s(Rx2-εx* )]
胀大区:沿纺程 胀大区 沿纺程Vx↓，dVx/dX<0； 沿纺程 ； d=dmax时，dVx/dX=0 细化区：沿纺程Vx↑ (常呈 形变化 常呈S形变化 细化区：沿纺程 常呈 形变化)
a区： b区： dVx dx dVx dx d2Vx >0， >0 2 dx d2Vx >0， <0 2 dx
等速区： 常数， 等速区：Vx=常数， dVx/dx=0 常数
菲克（ 菲克（FICK）扩散第一定律 描述溶剂和凝固剂双扩散 ）扩散第一定律--描述溶剂和凝固剂双扩散
Js= - Ds*dCs/dx …溶剂的传质通量 (g/cm2.s) Jn= - Dn*dCn/dx …凝固剂的传质通量 (g/cm2.s)
• 测定方法 测定方法: 动态方法---成分分析法和指示剂法 动态方法 成分分析法和指示剂法 静态方法---将冻胶体试样浸于浴内 不同时间取出， 将冻胶体试样浸于浴内， 静态方法 将冻胶体试样浸于浴内，不同时间取出，用显微 镜观察
b.聚合物溶解过程的热力学 聚合物溶解过程的热力学
*聚合物溶解过程中的分子运动变化 大分子之间 溶剂之间 各种分子空间排列状态数及运动自由度↑ *聚合物溶解过程中的热力学参数变化 ∆Fm=∆Hm-T∆Sm
纺丝线上的径向应力分析
∵ηe(r,x)=
(ηe)s (ηe)c έ(x)(ηe)s έ(x)(ηe)c
* 当ξx<r≤Rx时
当0≤r≤ξx时 当ξx<r≤Rx时 当0≤r≤ξx时
* *
*
则σxx(r,x)=
皮芯模型
(x)=F =πέ ]≈π ∴Fr(x)=F皮+F芯=πέ(x)[(ηe)s(Rx2-εx* )+ (ηe)c εx* ]≈πέ(x)[(ηe)s(Rx2-εx* )]
胀大区:沿纺程 胀大区 沿纺程Vx↓，dVx/dX<0； 沿纺程 ； d=dmax时，dVx/dX=0 细化区：沿纺程Vx↑ (常呈 形变化 常呈S形变化 细化区：沿纺程 常呈 形变化)
a区： b区： dVx dx dVx dx d2Vx >0， >0 2 dx d2Vx >0， <0 2 dx
等速区： 常数， 等速区：Vx=常数， dVx/dx=0 常数
菲克（ 菲克（FICK）扩散第一定律 描述溶剂和凝固剂双扩散 ）扩散第一定律--描述溶剂和凝固剂双扩散
Js= - Ds*dCs/dx …溶剂的传质通量 (g/cm2.s) Jn= - Dn*dCn/dx …凝固剂的传质通量 (g/cm2.s)
• 测定方法 测定方法: 动态方法---成分分析法和指示剂法 动态方法 成分分析法和指示剂法 静态方法---将冻胶体试样浸于浴内 不同时间取出， 将冻胶体试样浸于浴内， 静态方法 将冻胶体试样浸于浴内，不同时间取出，用显微 镜观察
b.聚合物溶解过程的热力学 聚合物溶解过程的热力学
*聚合物溶解过程中的分子运动变化 大分子之间 溶剂之间 各种分子空间排列状态数及运动自由度↑ *聚合物溶解过程中的热力学参数变化 ∆Fm=∆Hm-T∆Sm
聚乙烯醇湿法纺丝讲义-学生拷贝 17页PPT文档
试剂： 甲醛，壬醛，苯甲醛，乙二醛，对苯二甲醛
缩甲醛配方：
HCHO 30 g/L, H2SO4, 310 g/L, Na2SO4, 200 g/L 70oC, 反应10min， 纤维绕于卷筒上，给予张力。
缩 醛 度 大 分 进 子 入 上 缩 原 醛 来 化 所 反 含 应 全 的 部 羟 羟 基 基 数 数 1 0 0
六* 、附录：自己设计工艺参数计算过程
16
聚乙烯醇湿法纺丝实验
周晓峰，陈英波
实验目的
了解化学纤维湿法纺丝的工艺过程；
掌握聚乙烯醇湿法纺丝的基本原理、主要 工艺参数的控制；
初步掌握湿法纺丝的基本操作技能。
实验原理
湿法纺丝成型工艺原理 聚合物的分子量及其分布、提纯、溶解； 聚合物溶液的溶解理论、粘度 聚乙烯醇的缩醛化处理 化学纤维的性能测试
导丝盘直径：80mm
丝条
凝固浴长度1.2m 喷丝板孔数1000， 凝固时间15秒 孔直径：0.08mm
丝条 湿热拉伸，120-150 oC
干热拉伸， 180-230 oC 成品丝 纤度：1.65dtex
缩醛化
原理： 聚乙烯醇高分子链上的羟基和缩醛化试剂的醛基反应， 使得高分子链上羟基封闭，羟基数目减少，从而使 得纤维对热水的稳定性提高。
• 取2份脱水后的样品约5 g，置于称好重量（W0） 的坩埚中，称重W1，放入110oC的烘箱中干燥1 小时，拿出放入干燥器冷却后称重W2，计算此 时含水率=(W1-W2)/(W1-W0),若2份样品含水率相 差大于1%，继续干燥半小时，重新称重计算含 水率，直到相差小于1%。
溶解
• 配制原液浓度为15-20%（本实验取16wt%) • 溶解温度控制在95-98 oC，（本实验控制92左右） • 溶解时间2-8小时，（本实验6小时） • 添加水量计算：
缩甲醛配方：
HCHO 30 g/L, H2SO4, 310 g/L, Na2SO4, 200 g/L 70oC, 反应10min， 纤维绕于卷筒上，给予张力。
缩 醛 度 大 分 进 子 入 上 缩 原 醛 来 化 所 反 含 应 全 的 部 羟 羟 基 基 数 数 1 0 0
六* 、附录：自己设计工艺参数计算过程
16
聚乙烯醇湿法纺丝实验
周晓峰，陈英波
实验目的
了解化学纤维湿法纺丝的工艺过程；
掌握聚乙烯醇湿法纺丝的基本原理、主要 工艺参数的控制；
初步掌握湿法纺丝的基本操作技能。
实验原理
湿法纺丝成型工艺原理 聚合物的分子量及其分布、提纯、溶解； 聚合物溶液的溶解理论、粘度 聚乙烯醇的缩醛化处理 化学纤维的性能测试
导丝盘直径：80mm
丝条
凝固浴长度1.2m 喷丝板孔数1000， 凝固时间15秒 孔直径：0.08mm
丝条 湿热拉伸，120-150 oC
干热拉伸， 180-230 oC 成品丝 纤度：1.65dtex
缩醛化
原理： 聚乙烯醇高分子链上的羟基和缩醛化试剂的醛基反应， 使得高分子链上羟基封闭，羟基数目减少，从而使 得纤维对热水的稳定性提高。
• 取2份脱水后的样品约5 g，置于称好重量（W0） 的坩埚中，称重W1，放入110oC的烘箱中干燥1 小时，拿出放入干燥器冷却后称重W2，计算此 时含水率=(W1-W2)/(W1-W0),若2份样品含水率相 差大于1%，继续干燥半小时，重新称重计算含 水率，直到相差小于1%。
溶解
• 配制原液浓度为15-20%（本实验取16wt%) • 溶解温度控制在95-98 oC，（本实验控制92左右） • 溶解时间2-8小时，（本实验6小时） • 添加水量计算：
3第三章湿法纺丝工艺原理2
（2）临界浓度Cc的计算：通常以1%高聚物溶液，
用一定浓度的凝固剂滴定至混浊，即可求得临界浓度。 临界浓度的计算如下：
V0 0C0 Vb bCb Cc V0 0 Vb b
C0 高聚物溶液中溶剂的浓度；ρ 0 高聚物溶液的比重； V0 ’为高聚物溶液的体积； Cb滴定液中溶剂的浓度， ρ b为滴定液的比重； Vb为滴定液耗用的体积.
二、扩散定律和衡量扩散速率的基本量
1. 在湿纺过程中与扩散有关的基本问题 （1）纺丝原液细流在凝固浴中的双扩散包括凝固浴 中的凝固剂向原液细流内部的扩散，也包括原液 中溶剂向凝固浴扩散。 （2）在湿纺过程中，原液细流与凝固浴接触后，当 原液细流中某处的溶液浓度达到临界浓度时，则 发生相分离而固化成形。显然，这一过程的完成 是以双扩散为基础的。
③原液浓度 浓度越高，临界浓度Cc越大； ④凝固浴温度 具有上临界混溶温度的体系 ，温度升高，临 界浓度Cc减小； 具有下临界混溶温度的体系 ，温度升高，临 界浓度Cc升高；
丙烯腈共聚物的分子量及磺酸基含量对临界浓度Cc的影响
共聚物中-SO3Na含量 0.266 0.267 0.308 0.308 0.494 0.494 平均分子量 86100 64100 81600 70800 88500 69000 临界浓度Cc(%) 35.0 34.9 34.5 34.2 34.6 33.9
共聚物的配料比为丙烯腈﹕丙烯酸甲酯﹕甲基丙烯磺酸钠=91.5﹕7﹕1.5
② 凝固浴温度 具有上临界混溶温度的体系 ，温度升高，凝固 值Vb升高； 具有下临界混溶温度的体系 ，温度升高，凝固 值Vb减小 ；
③凝固剂
凝固浴中凝固剂的凝固能力越大,凝固值Vb越小； 凝固浴中凝固剂的凝固能力越小,凝固值Vb越大
第三章湿法纺丝工艺原理
（一）大分子链结构的影响
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）。
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）。
第2章化学纤维成型原理精品PPT课件
特征：波浪形、鲨鱼皮形、竹节形或螺旋形畸变，甚至发生破裂 判断：弹性雷诺准数＞5
三、熔体纺丝的运动学和动力学
1、熔体纺丝线上的速度分布：
熔体从喷丝孔挤出后，熔体丝条逐渐被拉细，运动速度逐步加大
2、熔体纺丝线上的力平衡：
Fp＋Fg=Fr＋Fi＋Ff＋Fs 式中卷绕张力Fp可用张力计在纺丝线上直接测定，重力Fg、惯性力Fi、摩擦力Ff及表面张力Fs可根据理论 计算得到，从而可求出流变阻力Fr
传热过程：热效应不大（传质过程中温度差别不大）
四、湿法纺丝中纤维结构的形成
1、初生纤维溶胀度：
取向度：溶胀度↓→高聚物含量↑→分子间作用力↑→取向度↑→ 断裂强度↑ 序态和染色饱和值：溶胀度↑→较高的碘溶胀度（低序态）和高的染色饱和值 干燥收缩率：溶胀度↑→纵向收缩率↑
2、形态结构：
横截面形状：强烈凝固→非圆形横截面 缓慢凝固→圆形横截面
大分子链结构：分子间作用力强、刚性分子链、化学交联→溶解度↓ 超分子结构：结晶高聚物→溶解度↓ 溶剂：极性溶剂（成纤高聚物是极性高聚物）
3、溶剂的选择：
高分子～溶液相互作用参数χ1： χ1< 1/2 →大分子和溶剂分子间作用能↑→溶解 χ1<1/2 →大分子和溶剂分子间作用能↑→不溶解
相似相溶：结构 内聚能密度或溶度参数相近 ：溶解
四、成型过程中的热量变化
热量变化：熔体细流不断向周围介质释出热量，温度逐渐下降。 手段：强制对流传热（环形吹风、侧吹风）
五、熔体纺丝中纤维结构的形成
1、取向：
机理：熔体状态下的流动取向机理（喷丝孔中切变流场中的流动取向和出喷丝孔后熔体细流在拉伸流场 中的流动取向）；纤维固化之后的形变取向机理
表示：双折射Δn，Δn↑→纤维取向度↑ 大小：流动形变区：该区在喷丝板以下0～70cm范围，解取向主要（高温），取向很小
三、熔体纺丝的运动学和动力学
1、熔体纺丝线上的速度分布：
熔体从喷丝孔挤出后，熔体丝条逐渐被拉细，运动速度逐步加大
2、熔体纺丝线上的力平衡：
Fp＋Fg=Fr＋Fi＋Ff＋Fs 式中卷绕张力Fp可用张力计在纺丝线上直接测定，重力Fg、惯性力Fi、摩擦力Ff及表面张力Fs可根据理论 计算得到，从而可求出流变阻力Fr
传热过程：热效应不大（传质过程中温度差别不大）
四、湿法纺丝中纤维结构的形成
1、初生纤维溶胀度：
取向度：溶胀度↓→高聚物含量↑→分子间作用力↑→取向度↑→ 断裂强度↑ 序态和染色饱和值：溶胀度↑→较高的碘溶胀度（低序态）和高的染色饱和值 干燥收缩率：溶胀度↑→纵向收缩率↑
2、形态结构：
横截面形状：强烈凝固→非圆形横截面 缓慢凝固→圆形横截面
大分子链结构：分子间作用力强、刚性分子链、化学交联→溶解度↓ 超分子结构：结晶高聚物→溶解度↓ 溶剂：极性溶剂（成纤高聚物是极性高聚物）
3、溶剂的选择：
高分子～溶液相互作用参数χ1： χ1< 1/2 →大分子和溶剂分子间作用能↑→溶解 χ1<1/2 →大分子和溶剂分子间作用能↑→不溶解
相似相溶：结构 内聚能密度或溶度参数相近 ：溶解
四、成型过程中的热量变化
热量变化：熔体细流不断向周围介质释出热量，温度逐渐下降。 手段：强制对流传热（环形吹风、侧吹风）
五、熔体纺丝中纤维结构的形成
1、取向：
机理：熔体状态下的流动取向机理（喷丝孔中切变流场中的流动取向和出喷丝孔后熔体细流在拉伸流场 中的流动取向）；纤维固化之后的形变取向机理
表示：双折射Δn，Δn↑→纤维取向度↑ 大小：流动形变区：该区在喷丝板以下0～70cm范围，解取向主要（高温），取向很小
化学纤维的纺丝成型原理课件ppt
≈2ln(R0/δ0)/[ξ+(8α/ρV0R0) ]┅ ┅ η极小、α很大时 2021/3/10 ≈[2ln (R0/δ0)-(2α/3ηV0R0ξ)]/ξ ┅ ┅ η极大、α较小9时
原则上,这两种断裂机理都能独立地对丝条的断裂起作用.
两种断裂机理起控制作用的条件: η、 V0 较小时毛细破坏起控制作用 η、 V0 较大时内聚破坏起控制作用 在某一中间范围χ* 有极大值,可纺性最好
说，M↑、T↓→ ↓，cr 即可能性增大↑。
2021临/3/10界粘度也可作为破裂的标志：ηcr＝0.025η0。
15
原因
在纺丝过程中，之所以会出现不稳定流动与破裂，是由于 弹性过大，造成聚合物流体的流动变为弹性湍流。
纺丝流体的弹性可复剪切应变γ可表示为： cr
2021/3/10
14
（4）破裂型
在胀大型的基础，丝条如果继续提高挤出速度，挤出细流 则会因均匀性的破坏而转化为破裂型。
定义
不管是熔纺，还是湿纺，初生纤维的外表呈现出波浪形、鲨鱼皮形、 竹节形或螺旋形畸变，甚至破裂，叫做不稳定流动、熔体破裂。
条件
对于绝大多数聚合物来说，拉伸应力σ≥σcr＝105Pa时，出现的 可能性增大↑。M↑、T↓→σcr↓，即可能性增大↑。 发生破裂型的临界切变速率 cr 的大小，因粘度而异。一般来
措施
T↓→η↑→可能性↓；Q↑→ v0↑→可能性↓。 降低温度或增加泵供量可以避免
2021/3/10
12
（2）漫流型
定义
挤出细流在喷丝板表面舒展开来的挤出以及喷丝孔径R0↑和挤出速度v0↑的增 加，挤出细流由液滴型向漫流型转变。
措施
由于在喷丝板表面舒展，从而使细流间相互粘连，会引起丝条的周 期断裂和毛丝，因此要避免。 v0 ≥ vcr→漫流型↓。 注意：R0↓、η↓→ vcr↑→漫流型↑。
原则上,这两种断裂机理都能独立地对丝条的断裂起作用.
两种断裂机理起控制作用的条件: η、 V0 较小时毛细破坏起控制作用 η、 V0 较大时内聚破坏起控制作用 在某一中间范围χ* 有极大值,可纺性最好
说，M↑、T↓→ ↓，cr 即可能性增大↑。
2021临/3/10界粘度也可作为破裂的标志：ηcr＝0.025η0。
15
原因
在纺丝过程中，之所以会出现不稳定流动与破裂，是由于 弹性过大，造成聚合物流体的流动变为弹性湍流。
纺丝流体的弹性可复剪切应变γ可表示为： cr
2021/3/10
14
（4）破裂型
在胀大型的基础，丝条如果继续提高挤出速度，挤出细流 则会因均匀性的破坏而转化为破裂型。
定义
不管是熔纺，还是湿纺，初生纤维的外表呈现出波浪形、鲨鱼皮形、 竹节形或螺旋形畸变，甚至破裂，叫做不稳定流动、熔体破裂。
条件
对于绝大多数聚合物来说，拉伸应力σ≥σcr＝105Pa时，出现的 可能性增大↑。M↑、T↓→σcr↓，即可能性增大↑。 发生破裂型的临界切变速率 cr 的大小，因粘度而异。一般来
措施
T↓→η↑→可能性↓；Q↑→ v0↑→可能性↓。 降低温度或增加泵供量可以避免
2021/3/10
12
（2）漫流型
定义
挤出细流在喷丝板表面舒展开来的挤出以及喷丝孔径R0↑和挤出速度v0↑的增 加，挤出细流由液滴型向漫流型转变。
措施
由于在喷丝板表面舒展，从而使细流间相互粘连，会引起丝条的周 期断裂和毛丝，因此要避免。 v0 ≥ vcr→漫流型↓。 注意：R0↓、η↓→ vcr↑→漫流型↑。
干湿法纺丝原版课件
根据聚合物性质和工艺要求，对纤 维进行干燥和固化处理。
卷绕与包装
将纤维卷绕成筒装或平卷包装，便 于储存和运输。
03
干湿法纺丝的设备与工具
原料储存设备
用于长期储存纺丝原料，如聚 合物颗粒、溶剂等。
02
原料搅拌罐
01
原料仓库
用于搅拌和混合原料，确保原料 均匀。
溶液搅拌设备
溶液搅拌器
用于将纺丝原料溶解或混合成均 匀的溶液。
干湿法纺丝的应用领域
03
纺织服装
产业用纺织品
医疗卫生
干湿法纺丝生产的纤维具有良好的舒适性 、透气性和保暖性，广泛应用于纺织服装 领域。
干湿法纺丝生产的纤维具有高强度、高模 量、耐高温等特点，广泛应用于轮胎帘子 线、橡胶增强材料、土工布等产业用纺织 品领域。
干湿法纺丝生产的纤维具有生物相容性好 、可降解等特点，广泛应用于医用敷料、 手术缝合线等医疗卫生领域。
溶解度
溶解度参数相近的原料和溶剂更容易相互溶解，有利于纺丝过程的 进行。
粘度与稳定性
原料与溶剂的相互作用还表现在粘度的变化以及纺丝液的稳定性上 ，这对纺丝过程和纤维结构与性能有重要影响。
05
干湿法纺丝的技术参数与 控制
纺丝温度与压力
纺丝温度
温度是影响纺丝过程的重要参数，过高或过低的温度都可能 导致纺丝过程不稳定或产生质量问题。适当的温度设置可以 确保纺丝溶液的流动性、粘度和稳定性。
纤维直径与形态检测
纤维直径
采用光学显微镜、扫描电镜等方法测量纤维 的直径，以评估纤维的细度和均匀度。
纤维形态
观察纤维的外观形态，检查是否存在缺陷、 裂纹、弯曲等现象，以确保纤维的质量和稳 定性。
纤维性能检测与评价
卷绕与包装
将纤维卷绕成筒装或平卷包装，便 于储存和运输。
03
干湿法纺丝的设备与工具
原料储存设备
用于长期储存纺丝原料，如聚 合物颗粒、溶剂等。
02
原料搅拌罐
01
原料仓库
用于搅拌和混合原料，确保原料 均匀。
溶液搅拌设备
溶液搅拌器
用于将纺丝原料溶解或混合成均 匀的溶液。
干湿法纺丝的应用领域
03
纺织服装
产业用纺织品
医疗卫生
干湿法纺丝生产的纤维具有良好的舒适性 、透气性和保暖性，广泛应用于纺织服装 领域。
干湿法纺丝生产的纤维具有高强度、高模 量、耐高温等特点，广泛应用于轮胎帘子 线、橡胶增强材料、土工布等产业用纺织 品领域。
干湿法纺丝生产的纤维具有生物相容性好 、可降解等特点，广泛应用于医用敷料、 手术缝合线等医疗卫生领域。
溶解度
溶解度参数相近的原料和溶剂更容易相互溶解，有利于纺丝过程的 进行。
粘度与稳定性
原料与溶剂的相互作用还表现在粘度的变化以及纺丝液的稳定性上 ，这对纺丝过程和纤维结构与性能有重要影响。
05
干湿法纺丝的技术参数与 控制
纺丝温度与压力
纺丝温度
温度是影响纺丝过程的重要参数，过高或过低的温度都可能 导致纺丝过程不稳定或产生质量问题。适当的温度设置可以 确保纺丝溶液的流动性、粘度和稳定性。
纤维直径与形态检测
纤维直径
采用光学显微镜、扫描电镜等方法测量纤维 的直径，以评估纤维的细度和均匀度。
纤维形态
观察纤维的外观形态，检查是否存在缺陷、 裂纹、弯曲等现象，以确保纤维的质量和稳 定性。
纤维性能检测与评价
第八章 化学纤维成型原理湿法1
2
可以看出，vf增大，vLmax增大。 vf与B0有关。 B0增大后vf下降，vLmax下降。 vLmax 作为可纺性的一种量度。 最小的挤出胀大比相应于最大的可纺性。
vLmax - vL 是正常纺丝的缓冲范围。其越大，
成形越稳定。
（三）湿纺纺丝线上的轴向力平衡 轴向力平衡方程与熔纺相似，但有几项力与 熔纺有较大差别。
湿法纺丝的运动学和动力学喷丝头正拉伸在整个或大部分纺丝线上纺丝线的速度略大于喷丝速度胀大区消失或部分消失其v和沿纺丝线分布与熔纺基本相同
第八章 化学纤维 成型原理
第三节 湿法纺丝
一．湿法纺丝的运动学和动力学
（一）湿法成形过程中纺丝线上的速度分布 稳态纺丝时： ρxvxAxCx＝常数 速度和速度分布如图8-33。
Vf = v0/B2
其中，B≡Rf/R0
将Vf = v0/B2代入真实喷丝头拉伸率有：
vL f (%) R0 v0 Rf 2 R0 a 1 100 1 100 1 100 R f
湿纺纤维皮芯结构的形成的原因： (1) 在纺丝原液细流中，处于细流周边和内部 的聚合物的凝固机理不同，以及凝固剂在纤 维内部分布不均匀，导致皮层和芯层的结构 不同。 (2) 纺丝原液在喷丝孔口处的膨化效应，导致 细流外表层的“拉伸效应”，对皮层和芯 层的形成也有一定影响。
(3) 在喷丝头拉伸区中，皮层已经凝固，而芯
（JS/JN>1）时，横截面的形状取决于固化 层的力学行为。 柔软而可变形的表层，形成圆形的横截面；
可以看出，vf增大，vLmax增大。 vf与B0有关。 B0增大后vf下降，vLmax下降。 vLmax 作为可纺性的一种量度。 最小的挤出胀大比相应于最大的可纺性。
vLmax - vL 是正常纺丝的缓冲范围。其越大，
成形越稳定。
（三）湿纺纺丝线上的轴向力平衡 轴向力平衡方程与熔纺相似，但有几项力与 熔纺有较大差别。
湿法纺丝的运动学和动力学喷丝头正拉伸在整个或大部分纺丝线上纺丝线的速度略大于喷丝速度胀大区消失或部分消失其v和沿纺丝线分布与熔纺基本相同
第八章 化学纤维 成型原理
第三节 湿法纺丝
一．湿法纺丝的运动学和动力学
（一）湿法成形过程中纺丝线上的速度分布 稳态纺丝时： ρxvxAxCx＝常数 速度和速度分布如图8-33。
Vf = v0/B2
其中，B≡Rf/R0
将Vf = v0/B2代入真实喷丝头拉伸率有：
vL f (%) R0 v0 Rf 2 R0 a 1 100 1 100 1 100 R f
湿纺纤维皮芯结构的形成的原因： (1) 在纺丝原液细流中，处于细流周边和内部 的聚合物的凝固机理不同，以及凝固剂在纤 维内部分布不均匀，导致皮层和芯层的结构 不同。 (2) 纺丝原液在喷丝孔口处的膨化效应，导致 细流外表层的“拉伸效应”，对皮层和芯 层的形成也有一定影响。
(3) 在喷丝头拉伸区中，皮层已经凝固，而芯
（JS/JN>1）时，横截面的形状取决于固化 层的力学行为。 柔软而可变形的表层，形成圆形的横截面；
合成纤维第四章湿法纺丝58页PPT
16
• 需要注意的是，对于极性较高的聚合物或易 形成氢键的溶剂或聚合物，则会出现反常情 况。
• 例如：PVC（δ=9.5），丙酮（δ=10）
•虽然二者的溶度参数接近，但是溶质分子与 溶剂分子间的作用力较弱，故溶解难于进行。
相似相
溶
10
二 影响溶解度的结构因素
（一） 大分子链结构的影响 大分子链的结构决定了分子间作用力的强弱，分子间作用力
强的聚合物，一般较难溶解。若减弱大分子间的作用力， 将使聚合物的溶解度有显著增加。 例如：用丙烯酸甲酯、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。
原因：前者分子间的作用力较弱，后者因结晶部分分 子间的作用力较强，要使其完全溶解需较高的温度。 例如聚烯烃，一般需高温溶解，聚四氟乙烯由于高 度的结晶，即使在加热的情况下，也难溶解于任何 一种溶剂。
• 但是极性的结晶聚合物也可以在常温下溶解，这是
因为聚合物中无定形部分与溶剂混合时，二者强烈
的相互作用会释放出大量的热，致使结晶部分熔融。
∆S11、 ∆S22、 ∆S12表示大分子、溶剂以及由溶剂与
大分子的溶剂化作用引起的熵变。
8
• 通常根据聚合物—溶剂体系在溶解过程中热力学函数的 变化，可以分为两种类型的溶解情况：
• （一）由热焓变化决定的溶解过程 • 在这类体系中，溶解过程所发生的熵变与过程的热焓变
化相比非常小，可以忽略。
ΔGm
• 湿法纺丝的缺点是工艺流程复杂，投资大、纺丝速 度低，生产成本较高。一般在短纤维生产时，可采 用多孔喷丝头或级装喷丝孔来提高生产能力，从而 弥补纺丝速度低的缺陷。
4
第一节 成纤聚合物溶解的基本规律 纺丝原液的制备是湿法纺丝工艺中的一个重要环节，
• 需要注意的是，对于极性较高的聚合物或易 形成氢键的溶剂或聚合物，则会出现反常情 况。
• 例如：PVC（δ=9.5），丙酮（δ=10）
•虽然二者的溶度参数接近，但是溶质分子与 溶剂分子间的作用力较弱，故溶解难于进行。
相似相
溶
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二 影响溶解度的结构因素
（一） 大分子链结构的影响 大分子链的结构决定了分子间作用力的强弱，分子间作用力
强的聚合物，一般较难溶解。若减弱大分子间的作用力， 将使聚合物的溶解度有显著增加。 例如：用丙烯酸甲酯、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。
原因：前者分子间的作用力较弱，后者因结晶部分分 子间的作用力较强，要使其完全溶解需较高的温度。 例如聚烯烃，一般需高温溶解，聚四氟乙烯由于高 度的结晶，即使在加热的情况下，也难溶解于任何 一种溶剂。
• 但是极性的结晶聚合物也可以在常温下溶解，这是
因为聚合物中无定形部分与溶剂混合时，二者强烈
的相互作用会释放出大量的热，致使结晶部分熔融。
∆S11、 ∆S22、 ∆S12表示大分子、溶剂以及由溶剂与
大分子的溶剂化作用引起的熵变。
8
• 通常根据聚合物—溶剂体系在溶解过程中热力学函数的 变化，可以分为两种类型的溶解情况：
• （一）由热焓变化决定的溶解过程 • 在这类体系中，溶解过程所发生的熵变与过程的热焓变
化相比非常小，可以忽略。
ΔGm
• 湿法纺丝的缺点是工艺流程复杂，投资大、纺丝速 度低，生产成本较高。一般在短纤维生产时，可采 用多孔喷丝头或级装喷丝孔来提高生产能力，从而 弥补纺丝速度低的缺陷。
4
第一节 成纤聚合物溶解的基本规律 纺丝原液的制备是湿法纺丝工艺中的一个重要环节，
化学纤维成型原理—湿法纺丝成型原理
相似相溶：
结构
内聚能密度或溶度参数相近：
溶解
2 湿法纺丝的运动学和动力学
湿法成型过程中纺丝线上的速度分布
喷丝头正拉伸：
纺丝线的速度略大于喷丝速度，胀大区消失或部分消失，速度和 速度梯度沿纺程的分布情况和熔纺相类似。
出口膨化：
胀大区的存在，刚进入凝固浴时，纺丝线的速度低于喷丝速度。
湿法成型区内的喷丝头拉伸
湿法纺丝原理
湿法纺丝 生产流程
湿法纺丝原理
成纤高聚物溶解的 01 基本规律
湿法纺丝的运动学 02 和动力学
湿法纺丝中的 03 传质过程
湿法纺丝中 04 纤维结构的形成
目录
1 成纤高聚物溶解的基本规律
溶解过程
（溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀地混合，成形分子 分散体系） 高聚物的溶解：两个阶段
空隙：由于皮层颇为刚性，聚合物粒子的合并使内部体系收缩时，皮层不能 按比例发生形变，湿纺初生纤维内部产生大空洞或毛细孔。
超分子结构
剪切流动取向：
孔道中的剪切流动取向较小；
拉伸流动取向：
湿纺中的流动取向机理在湿纺条件下其效果较小；
拉伸形变取向：
初生纤维的取向主要来自于拉伸形变取向。
理论
喷丝头负拉伸，使成型得以稳定
丝头正拉伸或零拉伸 (胀大区的存在)。 实际
湿法纺丝线上受力分析
纺丝线上轴向力：
平衡。
纺丝线上的径向应力：
施加于纺丝线上的张力，完全由皮层承受和传递，皮层的取向度 比芯层高得多。
靠近喷丝头的区域内，张力由很薄的皮层承受，故皮层内的应力 很大。
3 湿法纺丝中的传质过程
双扩散的传质过程：
液体细流中的溶剂及盐类向外扩散，而凝固剂向内扩散，结果形成 温度差别不大）。
结构
内聚能密度或溶度参数相近：
溶解
2 湿法纺丝的运动学和动力学
湿法成型过程中纺丝线上的速度分布
喷丝头正拉伸：
纺丝线的速度略大于喷丝速度，胀大区消失或部分消失，速度和 速度梯度沿纺程的分布情况和熔纺相类似。
出口膨化：
胀大区的存在，刚进入凝固浴时，纺丝线的速度低于喷丝速度。
湿法成型区内的喷丝头拉伸
湿法纺丝原理
湿法纺丝 生产流程
湿法纺丝原理
成纤高聚物溶解的 01 基本规律
湿法纺丝的运动学 02 和动力学
湿法纺丝中的 03 传质过程
湿法纺丝中 04 纤维结构的形成
目录
1 成纤高聚物溶解的基本规律
溶解过程
（溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀地混合，成形分子 分散体系） 高聚物的溶解：两个阶段
空隙：由于皮层颇为刚性，聚合物粒子的合并使内部体系收缩时，皮层不能 按比例发生形变，湿纺初生纤维内部产生大空洞或毛细孔。
超分子结构
剪切流动取向：
孔道中的剪切流动取向较小；
拉伸流动取向：
湿纺中的流动取向机理在湿纺条件下其效果较小；
拉伸形变取向：
初生纤维的取向主要来自于拉伸形变取向。
理论
喷丝头负拉伸，使成型得以稳定
丝头正拉伸或零拉伸 (胀大区的存在)。 实际
湿法纺丝线上受力分析
纺丝线上轴向力：
平衡。
纺丝线上的径向应力：
施加于纺丝线上的张力，完全由皮层承受和传递，皮层的取向度 比芯层高得多。
靠近喷丝头的区域内，张力由很薄的皮层承受，故皮层内的应力 很大。
3 湿法纺丝中的传质过程
双扩散的传质过程：
液体细流中的溶剂及盐类向外扩散，而凝固剂向内扩散，结果形成 温度差别不大）。
湿法纺丝
通常：S ↑，即∆S > 0,因此ΔFm 的正负取决于ΔHm 的正负和大小。
作用力↓ 大分子与溶剂间作用力↑
T ∆Sm >∆Hm
溶解
溶解过程热焓的变化与熵的变化，既与大分子的结构和性质有关，又与 溶剂分子的结构和性质有 关，而且与它们之间的相互作用也密切相关
d.影响溶解度的结构因素
大分子链结构的影响
构较为均匀。
2.2.2.4湿法纺丝中纤维结构的形成
熔纺初生纤维一般为圆形，不存在微孔和明显的皮芯结构
湿纺初生纤维有的为非圆形状，存在微孔和皮芯结构
问题 1.是否熔纺纤维是用圆形喷丝孔纺制的，而湿纺纤维是是用异形 喷丝孔纺制的？ 2.是否熔纺用异形喷丝孔能纺制与喷丝孔形状相同的异形纤维？ 3 .是否湿纺用异形喷丝孔能纺制与喷丝孔形状相同的异形纤维？
a.熔纺和湿纺纤维成型机理的差别
Melt-spinning sketch
Wet-spinning sketch
由于湿纺初生纤维含有大量的凝固浴液而溶胀，大分子具有很大的活 动性，因此湿纺初生纤维的超分子结构接近于热力学平衡状态，而其形 态结构却对纺丝工艺极为敏感。
b.湿法纺丝纤维横截面的形状
影响横截面形状的主要因素： a.传质通量比(Js/JN) b.固化表面层硬度 c.喷丝孔形状
固化表面层的硬度降低, 因此湿纺纤维的截面会变得更圆.
• 测定方法: 动态方法---成分分析法和指示剂法 静态方法---将冻胶体试样浸于浴内，不同时间取出，用显微 镜观察
表征扩散过程（速率）的第3个基本物理量：
固化速率参数Sr
Sr≡ ξ2 4t
成形条件对扩散速率的影响
①凝固浴浓度及温度的影响
温度对各组分的扩散速率的影响不同 一般有：T↑ ,Di(Ds、DN) ↑ 随着凝固浴浓度的增加， Ds、DN均下降;凝固浴浓度超过临界值得， Di ↑ DS和DN随凝固浴中溶剂含量的变化有极小值（注意凝固浴浓度所指的内容）
作用力↓ 大分子与溶剂间作用力↑
T ∆Sm >∆Hm
溶解
溶解过程热焓的变化与熵的变化，既与大分子的结构和性质有关，又与 溶剂分子的结构和性质有 关，而且与它们之间的相互作用也密切相关
d.影响溶解度的结构因素
大分子链结构的影响
构较为均匀。
2.2.2.4湿法纺丝中纤维结构的形成
熔纺初生纤维一般为圆形，不存在微孔和明显的皮芯结构
湿纺初生纤维有的为非圆形状，存在微孔和皮芯结构
问题 1.是否熔纺纤维是用圆形喷丝孔纺制的，而湿纺纤维是是用异形 喷丝孔纺制的？ 2.是否熔纺用异形喷丝孔能纺制与喷丝孔形状相同的异形纤维？ 3 .是否湿纺用异形喷丝孔能纺制与喷丝孔形状相同的异形纤维？
a.熔纺和湿纺纤维成型机理的差别
Melt-spinning sketch
Wet-spinning sketch
由于湿纺初生纤维含有大量的凝固浴液而溶胀，大分子具有很大的活 动性，因此湿纺初生纤维的超分子结构接近于热力学平衡状态，而其形 态结构却对纺丝工艺极为敏感。
b.湿法纺丝纤维横截面的形状
影响横截面形状的主要因素： a.传质通量比(Js/JN) b.固化表面层硬度 c.喷丝孔形状
固化表面层的硬度降低, 因此湿纺纤维的截面会变得更圆.
• 测定方法: 动态方法---成分分析法和指示剂法 静态方法---将冻胶体试样浸于浴内，不同时间取出，用显微 镜观察
表征扩散过程（速率）的第3个基本物理量：
固化速率参数Sr
Sr≡ ξ2 4t
成形条件对扩散速率的影响
①凝固浴浓度及温度的影响
温度对各组分的扩散速率的影响不同 一般有：T↑ ,Di(Ds、DN) ↑ 随着凝固浴浓度的增加， Ds、DN均下降;凝固浴浓度超过临界值得， Di ↑ DS和DN随凝固浴中溶剂含量的变化有极小值（注意凝固浴浓度所指的内容）
干湿法纺丝原版课件 (一)
干湿法纺丝原版课件 (一)
干湿法纺丝原版课件
干湿法纺丝是一种常见的纺织工艺，是将液态的高分子化合物经过拉伸形成长丝。
干湿法纺丝工艺原版课件主要介绍了干湿法纺丝的基本原理、工艺流程、设备构造和操作要点等内容。
下面就分点介绍一下这份原版课件：
一、干湿法纺丝的基本原理
干湿法纺丝是利用高分子化合物在抽拉拉伸过程中微观结构的变化来实现长丝的制备。
干湿法纺丝的基本原理是：将高分子化合物溶解在适当的溶剂中，形成高分子液溶液；将高分子液溶液通过纺丝装置进行抽拉加工；在抽拉过程中，高分子液团被一步一步拉长为长丝。
二、干湿法纺丝的工艺流程
干湿法纺丝工艺流程分为以下几个步骤：
1、高分子溶液的配置
2、高分子溶液的成丝
3、长丝的拉伸加工
4、长丝的连续悬挂与烘干
5、长丝的卷绕、分包、打包
三、设备构造和操作要点
干湿法纺丝生产线主要包括溶液制备系统、成丝系统、拉伸加工系统、悬挂烘干室、卷绕系统等部分。
在实际操作中，应注意以下几点：
1、高分子溶液的质量和稳定性
2、成丝系统的温度、压力、流量等调节
3、拉伸加工系统的温度、拉伸倍数等掌握
4、悬挂烘干室的卫生与晾干时间
5、卷绕系统的自动化和可靠性
四、干湿法纺丝工艺应用和优缺点
干湿法纺丝广泛应用于纺织、化纤、合成纤维、高分子材料等领域，
具有以下优缺点：
1、成本低、生产效率高
2、产品性能稳定、品种丰富
3、投资大、技术要求高
4、污染严重、能源消耗大
总之，干湿法纺丝原版课件详细介绍了干湿法纺丝工艺的基本原理、
工艺流程、设备构造和操作要点等内容，对于有意从事该领域的人士具有较为重要的参考价值。
湿法纺丝工艺原理1
HNCO+NH3
O Cell O C NH2
• 纤维素氨基甲酸酯的酯化度对其溶解性的影响
表4.2 不同含氮量的纤维素氨基甲酸酯的溶解情况
含氮量/wt% 溶解情况 毛胶*
2 部分溶解
很多
3 部分溶
解
多
5
6
部分溶解 溶解
多 较少
8 溶解 极少
（*：粘胶纤维生产中，将观 况。在此是判断纤维素氨基甲酸酯溶解情况。）
� 纺丝溶液的浓度根据纤维品种和纺丝方法 的不同而异。通常，用于湿法纺丝的纺丝 溶液浓度为12%~25%；用于干法纺丝的纺 丝溶液浓度则高一些，一般在25%~35%之 间。
（2）纺前准备
采用二步法时，需要选择合适的溶剂将成纤聚合物 溶解，所得的溶液在送去纺丝之前还要经过混合、过 滤和脱泡等工序，这些工序总称为纺前准备。
第二节 聚合物的溶解
一. 溶解过程的特点和热力学解释
（1）聚合物溶解过程的特点
聚合物的溶解过程是聚合物大分子在溶剂分子 的作用下，使大分子之间的作用力不断减弱，进而 均匀地与溶剂分子相互混合直至成为分子分散的均 相体系的过程。
�高聚物的溶解过程一般分为两个阶段：先溶胀后 溶解。
首先是溶剂分子扩散进入高聚物的外层，并逐 渐由外层进入内层，使高聚物体积膨胀，称为膨胀 阶段；然后，大分子逐渐进入到溶剂中去，直到形 成均匀的溶液，达到完全溶解。
即： |∆H12|>|x1∆H12+x2∆H22| �特征： ΔSm≈ 0， ΔHm <0
适用范围：极性高聚物（特别是刚性链的 高聚物）在极性溶剂中所发生的溶解过 程，由于大分子与溶剂分子的强烈相互作 用，溶解时放热（ ∆Hm ＜０），使混合体 系的自由能降低﹙ ∆Fm ＜０）而高聚物溶 解。
第八章湿法纺织工艺原理
第八章湿法纺丝工艺原理湿法纺丝工艺简介一、溶液纺丝的分类化学纤维的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法。
在溶液纺丝法中，根据凝固方式不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。
化学纤维生产过程中绝大部分采用上述三种纺丝方法。
此外，还有一些特殊的纺丝方法，如乳液纺丝、悬浮纺丝、干湿法纺丝、冻胶纺丝、液晶纺丝、相分离纺丝和反应纺丝法等。
1.湿法纺丝从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液细流进入凝固浴，聚合物在凝固浴中析出而形成初生纤维的过程。
图1-4 湿法纺丝示意图1-喷丝头2-凝固浴3-导丝盘4-卷绕装置湿法纺丝中的扩散和凝固不仅是一般的物理和化学过程，对某些化学纤维如粘胶纤维同时还发生化学变化，因此，湿法纺丝的成形过程比较复杂，纺丝速度受溶剂和凝固剂的双扩散、凝固浴的流体阻力等因素限制，所以纺丝速度比熔体纺丝低的多。
纺丝速度为5～100m/min，而熔体纺丝的卷绕速度为每分钟几百米至几千米。
采用湿法纺丝时，必须配备凝固浴的配置、循环及回收设备，工艺流程复杂，厂房建筑和设备投资费用都较大，纺丝速度低，成本高且对环境污染较严重。
目前腈纶、维纶、氯纶、氨纶、粘胶纤维以及某些由刚性大分子构成的成纤聚合物都需要采用湿法纺丝。
2.干法纺丝从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液进入纺丝甬道。
通过甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化而成为初生纤维的过程。
图1-5 干法纺丝的示意图采用干法纺丝时，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。
目前干法纺丝速度一般为200~500m/min,高者可达1000~1500m/min,但由于受溶剂挥发速度的限制，干纺速度还是比熔纺低，而且还需要设置溶剂回收等工序，故辅助设备比熔体纺丝多。
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至到熔點附近，晶態轉變為非晶態後才 能溶解，例
如全同立構聚丙烯在十氫萘中需135℃才 能溶解。 極性晶態高聚物在室溫下溶解於極性溶劑 中，如聚
醯胺可溶於甲苯酚、40%硫酸、苯酚-冰醋 酸的混 合溶劑中；聚乙烯醇可溶于水、乙醇等。
� 高聚物的溶解速度較小。
高聚物的溶解速度較之小分子物質的溶解 過 程要慢的多，一般需要幾個小時乃至數天。 由於高聚物與溶劑分子的尺寸相差懸殊，兩者 分子運動的速度存在數量級的差別，因此，當 高聚物與溶劑混合後，溶劑分子很快滲透進入 高聚物，而高聚物向溶劑擴散速度卻非常慢。
� 目前幹法紡絲速度一般為200~500m/min， 高者可達1000~1500m/min，但由於受溶
劑揮發速度的限制，幹紡速度還是比熔紡 低， 而且還需要設置溶劑回收等工序，故 輔助 設備比熔體紡絲多。
� 幹法紡絲一般適宜紡制化學纖維長絲，主 要生產的品種有腈綸、醋酯纖維、氯綸、 氨綸等。
（3）乾濕法紡絲
3. 濕法紡絲工藝過程
圖1-4 濕法紡絲示意圖 1-噴絲頭 2-凝固浴 3-導絲盤 4-捲繞裝置
紡絲溶液經混合、過濾和脫泡等紡前準備後，送 至紡絲機，通過紡絲泵計量，經燭形濾器、鵝頸管 進入噴絲頭（帽），從噴絲頭毛細孔中擠出的溶液 細流進入凝固浴，溶液細流中的溶劑向凝固浴擴 散，浴中的凝固劑向細流內部擴散(雙擴散）。於是 聚合物在凝固浴中析出而形成初生纖維。
2. 大分子主鏈上官能團親水性越強，聚合物越易 在溶聚解乙烯醇的分子鏈上，如果含有3%～15%摩爾的殘餘醋酸
基，其溶解度要比完全皂化的聚乙烯醇為高；而且，在大分子鏈
上交替分佈的羥基和殘餘醋酸基的鏈段越長，其溶解度就越低；
在纖維素的羥基上引入少量的乙基、乙氧基、酯基，也明顯地提 高了纖維素在堿中甚至在水中的溶解度。
� 紡絲溶液的濃度根據纖維品種和紡絲方法 的不同而異。通常，用於濕法紡絲的紡絲 溶液濃度為12%~25%；用於幹法紡絲的紡 絲溶液濃度則高一些，一般在25%~35%之 間。
（2）紡前準備
採用二步法時，需要選擇合適的溶劑將成纖聚合物 溶解，所得的溶液在送去紡絲之前還要經過混合、過 濾和脫泡等工序，這些工序總稱為紡前準備。
• 交聯高聚物只溶脹，不溶解。 • 高聚物支化度越高，溶解度越低。 • 晶態高聚物的溶解是先熔融後溶解。
由於晶態高聚物的分子排列規整，堆砌緊密，分子
間作用力很強，溶劑分子很難滲入高聚物內部，因
此晶態高聚物的溶解要比非晶態高聚物困難的多。
• 高聚物的極性越高，越容易溶解。 非極性的晶態 高聚物在室溫下很難溶解，一般需升 高溫度，甚
2. 極性有利於結晶高聚物的溶解。
極性結晶高聚物也可以在高溫下溶解，這 是因為高聚物中無定形部分與溶劑混合 時，二者強烈的相互作用會釋放出大量的 熱，致使結晶部分熔融。例如聚對苯二甲 酸乙二酯可溶於鄰氯苯酚和重量比為1∶1 的苯酚-四氯乙烷的混合溶劑中。
(三) 溶劑性質的影響
溶劑所具有的溶解能力與其化學結構、溶劑與大 分子鏈上的活性官能團相互作用的強弱以及溶劑的締 合程度有關。絕大部分通過濃溶液紡絲加工的成纖高 聚物，一般都採用極性溶劑溶解。
ΔSm≈ 0， 則ΔFm= ΔHm= X1 ΔH11+X2 ΔH22- ΔH12 聚合物溶解的條件： ΔFm<0， 即： |∆H12|>|x1∆H12+x2∆H22| �特徵： ΔSm≈ 0， ΔHm <0
適用範圍：極性高聚物（特別是剛性鏈的 高聚物）在極性溶劑中所發生的溶解過 程
，由於大分子與溶劑分子的強烈相互作 用
� 採用濕法紡絲時，必須配備凝固浴的配置、迴圈 及回收設備，工藝流程複雜，廠房建築和設備投 資費用都較大，紡絲速度低，成本高且對環境汙 染較嚴重。
� 目前腈綸、維綸、氯綸、氨綸、纖維素纖維以及 某些由剛性大分子構成的成纖聚合物都需要採用 濕法紡絲。
（2）乾法紡絲
從噴絲頭毛細 孔中擠出的紡絲溶 液進入紡絲甬道。 通過甬道中熱空氣 的作用，使溶液細 流中的溶劑快速揮 發，溶液細流在逐 漸脫去溶劑的同時 發生濃縮和固化而 成為初生纖維的過 程。
2. 聚合物溶解過程的熱力學
1. 聚合物溶解過程中的分子運動變化：
大分子之間 溶 劑 之間
作用力↓大分子與溶劑間作用力↑
各種分子空間排列狀態數及運動自由度↑ 2. 聚合物溶解過程中的熱力學參數變化:
ΔFm<0 溶解過程可以自發進行 ΔFm= ΔHm－ TΔSm
= X1 ΔH11+X2 ΔH22- ΔH12 -X1T ΔS11- X2T ΔS22+T ΔS12
O NH2 C NH2
HNCO+Cell OH
HNCO+NH3
O Cell O C NH2
• 纖維素氨基甲酸酯的酯化度對其溶解性的影 響
表4.2 不同含氮量的纖維素氨基甲酸酯的溶解情況
含氮量/wt% 溶解情況
2 部分溶解
3
部分溶 解
5
6
部分溶解 溶解
8 溶解
毛膠*
很多
多
多 較少 極少
（*：粘膠纖維生產中，將觀察載玻片之間的原液中未溶 解的纖維稱為毛膠。毛膠量常用于直觀判斷粘膠溶解情 況。在此是判斷纖維素氨基甲酸酯溶解情況。）
蛋白質是由多種氨基酸經縮合失水形成的含肽鍵 線型 極性高分子化合物，其分子結構可表示 為：
大豆蛋白質分子品質呈不均勻分佈， 大約8000～600000之間。 蛋白質的同一多肽鏈中的 氨基 和醯基之間可以形成氫鍵。
(二) 超分子結構的影響
1.無定形高聚物要比部分結晶高聚物容易溶解。
這是因為前者大分子之間的作用力較弱，後者由於 結晶部分分子間的作用力較強，要使它完全溶解， 需要較高的溫度。例如結晶的聚烯烴，在20℃時只 發Th有限的溶脹，一般要在100℃以上的高溫下才 能溶解。聚乙烯醇的結晶度較高，一般需要在加熱 條件下才能溶解，而且溶解度明顯地依賴於結晶 度，結晶度高，溶解度就較低。聚四氟乙烯則由於 高度結晶，即使在加熱的情況下，也難溶解於任何 一種溶劑之中。
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。
ΔHm ≥ 0
� 上述只是兩種不同類型體系溶解過程的一般 特徵。事實上，極性高聚物在極性溶劑中的 溶
解也可發生無熱或吸熱現象，情況是較複 雜的。
二、影響溶解度的結構因素
（一）大分子鏈結構的影響 1.分子間作
用力越強，聚合物越難溶解。
分子間作用力↑ ，則溶解度↓
如能減弱大分子之間的作用力，將使 聚合物的溶解度有顯著增加。例如有丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等低極性官能團 的單體與丙烯腈共聚，所得到的丙烯腈共 聚體的溶解度要比丙烯腈均聚物大得多。
� 二步法：先將聚合得到的溶液分離製成 顆 粒狀或粉末狀的成纖聚合物，然後在 溶解 製成紡絲溶液，這種方法稱為二步 法。
� 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。
圖1-4 濕法紡絲示意圖 1-噴絲頭 2-凝固浴 3-導絲盤 4-捲繞裝置
� 濕法紡絲中的擴散和凝固不僅是一般的物理和化 學過程，對某些化學纖維如粘膠纖維同時還發生 化學變化，因此，濕法紡絲的成形過程比較複 雜， 紡絲速度受溶劑和凝固劑的雙擴散、凝固浴 的流 體阻力等因素限制，所以紡絲速度比熔體紡 絲低 的多。紡絲速度為5～100m/min，而熔體紡 絲的 捲繞速度為每分鐘幾百米至幾千米。
採用乾法紡絲時，首要的問題是選擇溶
劑。因為紡絲速度主要取決於溶劑的揮發 速度，所以選擇的溶劑應使溶液中的聚合 物濃度盡可能高，而溶劑的沸點和蒸發潛 熱應盡可能低，這樣就可減少在紡絲溶液 轉化為纖維過程中所需揮發的溶劑量，降 低熱能消耗，並提高紡絲速度。除了技術 經濟要求外，還應考慮溶劑的可燃性以滿 足安全防護要求。最常用的幹法紡絲溶劑 為丙酮、二甲基甲醯胺等。
� 脫泡：脫泡是為了除去留存在紡絲溶液中氣 泡。這些氣泡會在紡絲過程中造成斷頭、毛 絲和氣泡絲而降低纖維品質，甚至使紡絲無 法正常進行。脫泡過程可在常壓或真空狀態 下進行。在常壓下靜置脫泡，因氣泡較小， 氣泡上升速度很慢，脫泡時間很長；而在真 空狀態下脫泡，真空度越高，液面上壓力越 小，氣泡會迅速脹大，脫泡速度可大大加快。
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 溶解。
首先是溶劑分子擴散進入高聚物的外層，並逐 漸由 外層進入內層，使高聚物體積膨脹，稱為膨脹 階段； 然後，大分子逐漸進入到溶劑中去，直到形 成均勻 的溶液，達到完全溶解。
�
混合：混合的目的是使各批紡絲溶液的性質
（主要是 濃度和粘度）均勻一致。
�
過濾：過濾的目的是除去雜質和未溶解的高
分子物。 紡絲溶液的過濾，一般採用板框式壓濾機，
過濾材
料選用能承受一定壓力、並具有一定緊密度的各種
織 物，一般要連續進行2~4道過濾。後一道過濾所用 的 濾材應比前一道更緻密，這樣才能發揮應有的效果。
芳綸：聚對苯二甲醯對苯二胺 只溶於發煙硫酸。
如全同立構聚丙烯在十氫萘中需135℃才 能溶解。 極性晶態高聚物在室溫下溶解於極性溶劑 中，如聚
醯胺可溶於甲苯酚、40%硫酸、苯酚-冰醋 酸的混 合溶劑中；聚乙烯醇可溶于水、乙醇等。
� 高聚物的溶解速度較小。
高聚物的溶解速度較之小分子物質的溶解 過 程要慢的多，一般需要幾個小時乃至數天。 由於高聚物與溶劑分子的尺寸相差懸殊，兩者 分子運動的速度存在數量級的差別，因此，當 高聚物與溶劑混合後，溶劑分子很快滲透進入 高聚物，而高聚物向溶劑擴散速度卻非常慢。
� 目前幹法紡絲速度一般為200~500m/min， 高者可達1000~1500m/min，但由於受溶
劑揮發速度的限制，幹紡速度還是比熔紡 低， 而且還需要設置溶劑回收等工序，故 輔助 設備比熔體紡絲多。
� 幹法紡絲一般適宜紡制化學纖維長絲，主 要生產的品種有腈綸、醋酯纖維、氯綸、 氨綸等。
（3）乾濕法紡絲
3. 濕法紡絲工藝過程
圖1-4 濕法紡絲示意圖 1-噴絲頭 2-凝固浴 3-導絲盤 4-捲繞裝置
紡絲溶液經混合、過濾和脫泡等紡前準備後，送 至紡絲機，通過紡絲泵計量，經燭形濾器、鵝頸管 進入噴絲頭（帽），從噴絲頭毛細孔中擠出的溶液 細流進入凝固浴，溶液細流中的溶劑向凝固浴擴 散，浴中的凝固劑向細流內部擴散(雙擴散）。於是 聚合物在凝固浴中析出而形成初生纖維。
2. 大分子主鏈上官能團親水性越強，聚合物越易 在溶聚解乙烯醇的分子鏈上，如果含有3%～15%摩爾的殘餘醋酸
基，其溶解度要比完全皂化的聚乙烯醇為高；而且，在大分子鏈
上交替分佈的羥基和殘餘醋酸基的鏈段越長，其溶解度就越低；
在纖維素的羥基上引入少量的乙基、乙氧基、酯基，也明顯地提 高了纖維素在堿中甚至在水中的溶解度。
� 紡絲溶液的濃度根據纖維品種和紡絲方法 的不同而異。通常，用於濕法紡絲的紡絲 溶液濃度為12%~25%；用於幹法紡絲的紡 絲溶液濃度則高一些，一般在25%~35%之 間。
（2）紡前準備
採用二步法時，需要選擇合適的溶劑將成纖聚合物 溶解，所得的溶液在送去紡絲之前還要經過混合、過 濾和脫泡等工序，這些工序總稱為紡前準備。
• 交聯高聚物只溶脹，不溶解。 • 高聚物支化度越高，溶解度越低。 • 晶態高聚物的溶解是先熔融後溶解。
由於晶態高聚物的分子排列規整，堆砌緊密，分子
間作用力很強，溶劑分子很難滲入高聚物內部，因
此晶態高聚物的溶解要比非晶態高聚物困難的多。
• 高聚物的極性越高，越容易溶解。 非極性的晶態 高聚物在室溫下很難溶解，一般需升 高溫度，甚
2. 極性有利於結晶高聚物的溶解。
極性結晶高聚物也可以在高溫下溶解，這 是因為高聚物中無定形部分與溶劑混合 時，二者強烈的相互作用會釋放出大量的 熱，致使結晶部分熔融。例如聚對苯二甲 酸乙二酯可溶於鄰氯苯酚和重量比為1∶1 的苯酚-四氯乙烷的混合溶劑中。
(三) 溶劑性質的影響
溶劑所具有的溶解能力與其化學結構、溶劑與大 分子鏈上的活性官能團相互作用的強弱以及溶劑的締 合程度有關。絕大部分通過濃溶液紡絲加工的成纖高 聚物，一般都採用極性溶劑溶解。
ΔSm≈ 0， 則ΔFm= ΔHm= X1 ΔH11+X2 ΔH22- ΔH12 聚合物溶解的條件： ΔFm<0， 即： |∆H12|>|x1∆H12+x2∆H22| �特徵： ΔSm≈ 0， ΔHm <0
適用範圍：極性高聚物（特別是剛性鏈的 高聚物）在極性溶劑中所發生的溶解過 程
，由於大分子與溶劑分子的強烈相互作 用
� 採用濕法紡絲時，必須配備凝固浴的配置、迴圈 及回收設備，工藝流程複雜，廠房建築和設備投 資費用都較大，紡絲速度低，成本高且對環境汙 染較嚴重。
� 目前腈綸、維綸、氯綸、氨綸、纖維素纖維以及 某些由剛性大分子構成的成纖聚合物都需要採用 濕法紡絲。
（2）乾法紡絲
從噴絲頭毛細 孔中擠出的紡絲溶 液進入紡絲甬道。 通過甬道中熱空氣 的作用，使溶液細 流中的溶劑快速揮 發，溶液細流在逐 漸脫去溶劑的同時 發生濃縮和固化而 成為初生纖維的過 程。
2. 聚合物溶解過程的熱力學
1. 聚合物溶解過程中的分子運動變化：
大分子之間 溶 劑 之間
作用力↓大分子與溶劑間作用力↑
各種分子空間排列狀態數及運動自由度↑ 2. 聚合物溶解過程中的熱力學參數變化:
ΔFm<0 溶解過程可以自發進行 ΔFm= ΔHm－ TΔSm
= X1 ΔH11+X2 ΔH22- ΔH12 -X1T ΔS11- X2T ΔS22+T ΔS12
O NH2 C NH2
HNCO+Cell OH
HNCO+NH3
O Cell O C NH2
• 纖維素氨基甲酸酯的酯化度對其溶解性的影 響
表4.2 不同含氮量的纖維素氨基甲酸酯的溶解情況
含氮量/wt% 溶解情況
2 部分溶解
3
部分溶 解
5
6
部分溶解 溶解
8 溶解
毛膠*
很多
多
多 較少 極少
（*：粘膠纖維生產中，將觀察載玻片之間的原液中未溶 解的纖維稱為毛膠。毛膠量常用于直觀判斷粘膠溶解情 況。在此是判斷纖維素氨基甲酸酯溶解情況。）
蛋白質是由多種氨基酸經縮合失水形成的含肽鍵 線型 極性高分子化合物，其分子結構可表示 為：
大豆蛋白質分子品質呈不均勻分佈， 大約8000～600000之間。 蛋白質的同一多肽鏈中的 氨基 和醯基之間可以形成氫鍵。
(二) 超分子結構的影響
1.無定形高聚物要比部分結晶高聚物容易溶解。
這是因為前者大分子之間的作用力較弱，後者由於 結晶部分分子間的作用力較強，要使它完全溶解， 需要較高的溫度。例如結晶的聚烯烴，在20℃時只 發Th有限的溶脹，一般要在100℃以上的高溫下才 能溶解。聚乙烯醇的結晶度較高，一般需要在加熱 條件下才能溶解，而且溶解度明顯地依賴於結晶 度，結晶度高，溶解度就較低。聚四氟乙烯則由於 高度結晶，即使在加熱的情況下，也難溶解於任何 一種溶劑之中。
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。
ΔHm ≥ 0
� 上述只是兩種不同類型體系溶解過程的一般 特徵。事實上，極性高聚物在極性溶劑中的 溶
解也可發生無熱或吸熱現象，情況是較複 雜的。
二、影響溶解度的結構因素
（一）大分子鏈結構的影響 1.分子間作
用力越強，聚合物越難溶解。
分子間作用力↑ ，則溶解度↓
如能減弱大分子之間的作用力，將使 聚合物的溶解度有顯著增加。例如有丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等低極性官能團 的單體與丙烯腈共聚，所得到的丙烯腈共 聚體的溶解度要比丙烯腈均聚物大得多。
� 二步法：先將聚合得到的溶液分離製成 顆 粒狀或粉末狀的成纖聚合物，然後在 溶解 製成紡絲溶液，這種方法稱為二步 法。
� 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。
圖1-4 濕法紡絲示意圖 1-噴絲頭 2-凝固浴 3-導絲盤 4-捲繞裝置
� 濕法紡絲中的擴散和凝固不僅是一般的物理和化 學過程，對某些化學纖維如粘膠纖維同時還發生 化學變化，因此，濕法紡絲的成形過程比較複 雜， 紡絲速度受溶劑和凝固劑的雙擴散、凝固浴 的流 體阻力等因素限制，所以紡絲速度比熔體紡 絲低 的多。紡絲速度為5～100m/min，而熔體紡 絲的 捲繞速度為每分鐘幾百米至幾千米。
採用乾法紡絲時，首要的問題是選擇溶
劑。因為紡絲速度主要取決於溶劑的揮發 速度，所以選擇的溶劑應使溶液中的聚合 物濃度盡可能高，而溶劑的沸點和蒸發潛 熱應盡可能低，這樣就可減少在紡絲溶液 轉化為纖維過程中所需揮發的溶劑量，降 低熱能消耗，並提高紡絲速度。除了技術 經濟要求外，還應考慮溶劑的可燃性以滿 足安全防護要求。最常用的幹法紡絲溶劑 為丙酮、二甲基甲醯胺等。
� 脫泡：脫泡是為了除去留存在紡絲溶液中氣 泡。這些氣泡會在紡絲過程中造成斷頭、毛 絲和氣泡絲而降低纖維品質，甚至使紡絲無 法正常進行。脫泡過程可在常壓或真空狀態 下進行。在常壓下靜置脫泡，因氣泡較小， 氣泡上升速度很慢，脫泡時間很長；而在真 空狀態下脫泡，真空度越高，液面上壓力越 小，氣泡會迅速脹大，脫泡速度可大大加快。
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 溶解。
首先是溶劑分子擴散進入高聚物的外層，並逐 漸由 外層進入內層，使高聚物體積膨脹，稱為膨脹 階段； 然後，大分子逐漸進入到溶劑中去，直到形 成均勻 的溶液，達到完全溶解。
�
混合：混合的目的是使各批紡絲溶液的性質
（主要是 濃度和粘度）均勻一致。
�
過濾：過濾的目的是除去雜質和未溶解的高
分子物。 紡絲溶液的過濾，一般採用板框式壓濾機，
過濾材
料選用能承受一定壓力、並具有一定緊密度的各種
織 物，一般要連續進行2~4道過濾。後一道過濾所用 的 濾材應比前一道更緻密，這樣才能發揮應有的效果。
芳綸：聚對苯二甲醯對苯二胺 只溶於發煙硫酸。