醋酸纤维的加工工艺原理及应用

一 、醋 酸 纤维 的 加工 工艺 （一）国 内醋酸 纤维 （ＣＡ）的发 展 现状 醋 酸 纤 维 发 展 至 今 ，虽 然 也 有 不 短 的 历史 ，但 纺织 面料 的生产一 直依赖进 口醋酸纤维原料 。随 着我 国化纤生产技术水平 的提高 ，我国纺织科技人 员 已致力于醋 酸纤 维生产技术 的研究 。纺织 用醋 酸纤 维长丝和短纤 维也一改过 去主要依赖进 口的 局 面 ，研 制开 发 出了具有 自主知识 产权 的生产 技 术 。东莞市新 纶纤 维材料科技有 限公 司在 ２０世纪 ９Ｏ年代就 已试验掌握 了醋酸纤维长丝 和丝束的生 产技 术 ，设 计和制造 了醋纤成套设备 ，其 纺丝速度 己超过 ５００ ｍ／ｍｉｎ，其产 品质量与进 口的醋酸纤维水 平相当。［１１不仅可以满足纺织面料生产企业的纺纱 、 织造需求 ，而且纤维品种也能根据需要不断改进。 （二）醋 酸 纤维 的加 工 原理及 工 艺 流程
１．加 工 原 理 。
醋酸纤维 的制备大体分为两个部分 ，首先是生
产纤维所 用的纤维素醋酸酯 （又 叫醋片）的制备 ，然 后将二醋片和三醋片分别溶解于不同的溶剂 中 ，制 成纺丝原液 ，采用干法纺丝 ，从而得到醋酸纤维口 。
（１）纤 维素 醋 酸酯 （醋片 ）的制备 说 明 。 纤维素浆粕 首先经过冰醋酸的活化处理 ，使其 能够在水浴中充分地膨胀 ，增加酯化反应 的活性 ，然 后在浓硫酸催化剂的作用下与醋酸酐反应 ，生成纤 维 素三 醋 酸酯 。三 醋酸 纤维 素酯 经部 分皂 化水 解 以 后 （即成熟 ），即得到二 醋酸纤维素酯 。然后用弱醋 酸做沉淀剂使二醋酸纤维素酷沉淀 ，再蒸去溶剂使 二醋酸纤维素酯析 出，经洗涤去除残 留的醋酸 ，再经 稳定化处理除去残 留的硫酸 ，最后经压榨 、干燥 、粉 碎制得醋酸纤维素酯。醋片制取过程 中醋酸的回收 是将这些稀醋酸溶液通过萃取 ，将醋酸和水分离 ，再 将萃取物与萃取液分别进行蒸馏分离 ，从而得到醋 酸 和萃 取 剂 。 （２）纺丝原液的制备及纤维成形 。 溶解是制造纺丝原液最关键 的一步。根据醋片 溶解性 的不 同，分别用不 同溶剂溶解醋片，制得纺丝 原液 。其中在原液 中需要加入分散剂 ，还可 以加入 消光剂 （制备无光醋纤长丝 ），或者颜料（制备有色醋 纤长丝 ），同时还要不断地搅拌 。溶解 以后 ，将溶液 进行过滤、脱泡 ，即可进行纺丝。 纺丝原液通过每个纺丝位的计量泵 、烛型滤器 、 调温器 ，从喷丝帽中喷出 ，借助纺丝 甬道 中的热空气 加热 ，使原液 中的丙 酮蒸 发出来 ，其 自身则 固化成 形 。固化的丝条 由纺丝 甬道 的底部 出来 ，经集束后 卷绕在丝筒 上 ，经加捻后处 理得到成品醋酸长丝。 蒸发的丙酮气体经冷却 ，活性炭吸附和精馏 ，即又 回
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醋 酸 纤 维ห้องสมุดไป่ตู้的加 工 工 艺原 理及 应 用
露 李 江 ［塔城地 区纤维检验所，新疆 乌 苏 ８３３０００］
醋酸纤维虽然具有诸多优点 ，但是其本身也存 在强力较低 、耐用性能较差的缺点 ，这也是纺织用醋 酸长丝消费量在最近几年持续下 降的原因之一 。 自 醋 酸 纤 维 开 始工 业 化 生 产 以来 ，国 内外 研 发 人 员 就 一 直致力于以促进 醋酸纤维工业发展 、开拓醋酸纤 维应用为 目的的研究 工作 。此外 ，虽然醋酸纤维生 产过程无污染 ，原料可 以再生 ，适合可持续 发展 ，但 传统醋酸纤维 以木材 、棉短绒为原料 ，由于林业资源 的限制 、技术问题等原因，使得醋酸纤维工业的发展 受到较大的限制 ，因此开发新 的原 材料 以制备纤维 素醋酸醋及相应 的纤维生产工艺成为近些年国内研 究 的热 点 。
溶剂 回收车间是 回收并重复使用来 自纺丝机 、 纺丝 甬道 、浆料制备及各罐釜 、回收工序各槽 、冷凝 器 、过滤器等生产单元 的空气和丙酮混合气体。丙 酮混合气体经过滤进入一级冷凝器 ，除去混合气体 中夹带的杂 物。经风机抽出进入第二级冷凝器 ，把 气体温度降下 ，进入吸附床 。吸附单元为活性炭床 ， 活性炭床 ７０％的吸附能力进行吸附操作 ，３０％的吸 附能力进行解 吸。吸附丙酮后 的活性炭床 ，通人蒸 汽进行 解吸 。被蒸汽解 吸的丙酮与蒸汽进入冷凝 器 ，变成温度为 ３０℃、丙酮含量 ４０％一５０％的稀溶 液。丙酮稀 溶液泵送到浮阀式精馏塔 ，塔顶丙酮被 送人贮罐 ，循环使用［３１。
（三）醋 酸 纤维技 术 的新进 展 １．功 能性 醋 酯纳米 纤 维的 开发 。 泰 国国家 纳米技术 中心使 用数均分子质 量为 ３０ ０００、酯化度 ２．４的醋片原料 ，以丙酮、二甲基乙酰 胺作为溶剂 ，在 ＣＡ纺丝液中添加 Ａｓｉａｔｉｃｏｓｉｄｅ制剂 ， 成 功地 在 静 电纺 丝装 置 上 制 得 纳米 纤 维 网 ，纤 维 单 丝 直径 在 ３００ ｒｉｍ一５４５ ｎｍ。产 品应用 于 促 进组 织 生 长 的创伤包扎纱 布 。美 国马萨诸 里技术研究所在 ＣＡ纺丝液中添加氯化物系列抗菌剂 ，在静电纺设备 上 成 功 得 到 直 径 在 ７００ ｎｍ ～１ ２００ ｌｑｍ 的 亚微 米 醋 酯抗菌纤维 。美 国康奈尔大学研究开发的荧光防伪 醋酯纳米纤维 ，兼有 ｐＨ值传感功能 ，受到市场的广 泛关注。国内天津工业大学开发的 ＣＡ中空纤维膜 用于超低压反渗透操作 ，产品适用于超纯水 、食品 、 医 药等 工业 领域 。 ２彳４用 可再 生 资源 生产 醋酸 纤维 。 美 国 Ｓｔｒｅｅｔ大学农业应用研究 中心立足于农 副 产 品原料 ，在合成高附加值 的醋酸纤维上取得了新 进展 。该项研究 主要涉及 三个方面 ：①原料选择与 加工 ，原料选择农副产 品下脚料 即谷物纤维 、米壳和 麦秆等非粮食生物质 ；②原料的预处理 ，源于农副产 品的原料需进行预处理 ；③经过预处理 的纤维素原 料直接进入酯 化工序 。研究成果显示 ：以预处理物 料量计 ，平均转化率达 ２５％，其 中，以谷物纤维为原 料 的 转 化 率 可 做 到 ２３．９％ ，米 壳 的 转 化 率 为 ２６．６％，麦秆 为原 料 的转 化率 达 ２５．８％。
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纺丝区
纺 丝 甬道处 和 热空 气接 触 。纤维 素 醋酸 酯丝 条 中 的 大部分溶剂丙酮逸出 ，形成醋酯长丝束。每一个纺丝 甬道配 置 一块 纺丝 板 ，一 台计 量泵 ，可 纺制 ４０ ｄｔｅｘ～ １６６ ｄｔｅｘ醋酯 长丝 。