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TUhjnbcbe - 2025/7/30 17:31:00
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01纺丝技术概述

纺丝技术,就是将纺丝流体通过纺丝泵(亦称计量泵)的连续、精准且均匀作用,从喷丝头或喷丝板的细孔中挤出,形成液态细流。随后,这些液态细流在空气、水或凝固浴中经历固化过程,最终成为丝条。这一系列步骤,统称为纺丝或纤维成形。

纺丝方法,依据成纤高聚物的特性,主要可分为熔体纺丝与熔液纺丝两大类别。其中,熔液纺丝法又因凝固方式的不同,进一步细分为湿法纺丝和干法纺丝。在生产实践中,熔体纺丝法因其高效性而被广泛应用,湿法纺丝次之,而干法或其他非传统纺丝方法则相对较少采用。

02熔体纺丝技术

△熔体纺丝过程

熔体纺丝法是一种将聚合物加热至熔融状态,再通过喷丝孔挤出,随后在空气中自然冷却固化,从而形成纤维的化学纤维纺丝方法。采用这种方法时,所使用的聚合物必须能够顺利熔融成粘流态,且在此过程中不发生显著的分解反应。熔体纺丝经过熔体制备、挤出、纤维形成、卷绕及二次成型加工步骤,最终制得具有适用性的成品纤维。

△熔体纺丝特点

熔体纺丝法具有显著的纺丝速度优势,可达~米/分钟。其独特之处在于无需使用溶剂和沉淀剂,简化了回收和循环系统,使得设备结构更为精简,工艺流程也相应缩短。因此,这种方法在经济性、便捷性和效率方面表现出色。然而,值得注意的是,熔体纺丝法的喷丝头孔数相对较少,这是其在实际应用中的一项潜在限制。

△直接与切片纺丝

直接纺丝法流程简短成本低但品种有限,主要在纤维线密度和截面形状上进行有限调整。相比之下,切片纺丝法更为灵活多变,能够轻松更换纤维品种,特别适合生产小批量、高附加值的差别化纤维。

03溶液纺丝技术

△溶液纺丝基本技术

溶液纺丝适用于在熔融状态下分解的高聚物,是一种将成纤高聚物溶解于特定溶剂中,从而制备出适宜浓度的纺丝溶液的过程。纺丝溶液通过微细小孔被挤出,进入凝固浴或热气体中,使高聚物得以析出并形成固体丝条。经过拉伸、定型、洗涤、干燥等后续处理,最终得到成品纤维。

显然,溶液纺丝的生产流程相较于熔体纺丝更为繁复。

△湿法纺丝

湿法纺丝,也被称为湿纺,是一种将聚合物溶解在溶剂中,随后通过喷丝孔喷出细流,进入凝固浴后形成纤维的化学纤维纺丝方法。湿法纺丝在凝固浴中形成纤维,这种方法特别适用于那些分解温度低于熔点或在加热时容易变色的聚合物,同时这些聚合物还能溶解在适当的溶剂中。

△干法纺丝

干法纺丝,作为溶液纺丝的一种,具有其独特的应用场景。干法纺丝适用低沸点溶剂,当某种成纤高聚物能够溶解在沸点较低、溶解性能优异的溶剂中,从而制成纺丝液时,便可采用此方法。在此过程中,纺丝液被挤出微细小孔,进入加热气体环境。随着溶剂的挥发,高聚物丝条逐渐固化。经过拉伸、定型、洗涤及干燥等后处理环节,最终得到成品纤维。

△干湿法纺丝

干湿法纺丝,又称干喷湿纺法,是溶液纺丝中的一种创新技术。它巧妙地结合了湿法纺丝与干法纺丝的优点,特别适用于液晶高聚物的成型加工,因而也被誉为液晶纺丝。在此过程中,成纤高聚物被溶解在特定溶剂中,形成适宜浓度的纺丝溶液。随后,该溶液通过微细小孔喷出,先经过一段空气夹层,此处的高分子因处于液晶态而具有较高的拉伸取向性。之后,丝条进入低温凝固浴完成固化,使液晶大分子呈现高度有序的冻结液晶态。最终制得的纤维不仅强度高、模量大,还在聚丙烯腈纤维、聚乳酸纤维等多种纤维的制备中得到了广泛应用。

特点:干湿法纺丝技术能够处理高粘度的纺丝原液,这不仅减少了溶剂的回收和单耗,还提高了成形速度。采用此技术制得的纤维结构一致,横截面呈金属圆形,且在强度和弹性方面均有所提升,同时染色性和色泽也表现优异。然而,该技术也存在一定的不足,即在纺丝过程中,当纺丝原液细流断裂时,原液容易沿喷丝头蔓延,这可能导致在多孔纺丝时,一根单丝的断裂会引发其他丝的断裂,进而破坏纺丝的连续性。

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