首页 > 北京中纺纤建科技有限公司 > 技术资料 > 相关知识 >

合成纤维生产的一般原理和方法

2018-06-26 09:45admin

 合成纤维品种繁多,但一般地说,他们的制造原理和方法基本上可概括为四个过程:
            高分子物的合成;
            纺丝熔体或纺丝溶液的制备;
            纤维的纺制;
            纤维的后加工。
一、高分子物的合成
      利用高分子化学反应,可以制成各种所需要的高分子物(高聚物),但是并非所有高分子物都能纺制纤维。概要介绍成纤高聚物必须具备的一些条件。
      1.线性高聚物
      高聚物按其分子形状可分为线型、支链型和体型三种。体型高聚物即不溶解又不熔融,不能用来纺制纤维。用于纺制化学纤维的高聚物必须是线型的能伸直的分子,支链应尽可能少,没有庞大的侧基。高聚物具有一定溶解性能和熔融能力,能溶解成溶液或熔融成熔体,再经凝固或冷凝形成纤维。
      2.大分子间要有足够的吸引力
      成纤高聚物的大分子间要有足够的引力才能纺丝成形,且纤维的物理-机械性能与大分子间的引力有密切的关系。
      3.必须具有适当的分子量
      合成纤维都是高聚物,其分子量必须达到一定数量时才有形成纤维的能力。纤维的成形条件取决于高聚物的分子量,所得到纤维的物理机械性能在很大程度上也和分子量有关。在一定范围内,分子量提高可以提高纤维的强度,但分子量达到某一极限时,继续提高时与纤维强力的关系不大。
      4.高聚物应具有一定的规律性的化学结构和空间结构
      为了制得具有最佳综合性能的纤维,成纤高聚物应有形成半结晶结构的能力。高聚物中无定型区的存在,决定了纤维的柔性(弹性)、对于各种物质(特别是对蒸汽和水)的吸收性,以及一系列其他的重要使用性能。
      5.应具有一定的热稳定性,以便能加工成纤维并有实用价值。
      二、纺丝熔体或纺丝溶液的制备
      要将高聚物纺成纤维,必须将其熔融成熔体或溶解成粘稠溶液,用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头(或称喷丝板)的毛细孔中挤出,再在空气、水、或专门的凝固浴中固化而成为初生纤维。
      将高聚物熔融成熔体,其必要条件是它的熔点必须低于分解温度。如果高于分解温度则高聚物未熔融就已经分解了,则不能用于熔融法纺制纤维。高聚物溶解成溶液时,必须有适当的溶剂。
      三、合成纤维的纺制
      合成纤维的纺制一般是将粘稠的纺丝溶液或熔体压过喷丝头上的细孔,经过凝固或冷凝的方法成纤后,将其绕在受丝机构上,这一过程称为纺丝。合成纤维的纺丝主要有熔体纺丝法和溶液纺丝法,溶液纺丝法又分为湿法和干法两种。
      目前,我国合成纤维工业生产中,几种主要合成纤维所采用的纺丝方法为:
            涤纶(PET)——熔体纺丝法
            丙纶(PP)——熔体纺丝法
            腈纶(PAN)——溶液纺丝法,其中以湿法纺丝为主
            维纶(PVA)——溶液纺丝法,其中以湿法纺丝为主
            锦纶6(PA6)——熔体纺丝法
            锦纶66(PA66)——熔体纺丝法
四、纤维的后处理
      纺丝过程中得到的初生纤维结构还不完善,物理-机械性能也很差,需要经过一系列后处理工序,以改进其结构并提高其性能,其流程根据所纺制纤维形式及用途不同内容也有所不同。一般纤维的后处理:
      1.纤维的拉伸
      经拉伸后,使纤维中杂乱的分子能沿纤维轴向有规则地定向排列。同时,可发生结晶或结晶度和晶格结构的变化,从而使分子间作用力大大加强,纤维的超分子结构进一步形成并趋于完善,纤维强度提高。拉伸是后加工过程中最重要的工序。
      2.纤维的加捻或卷曲
      长丝通过加捻使丝条具有一定的捻度增加单纤维间的抱合力,提高纺丝加工质量。
      短纤维是进行卷曲,以增加短纤维间及与棉、羊毛混纺的抱合力,提高可纺性,改善织物弹性及手感。
      3.纤维的热定型
      热定型是合成纤维生产中特有的工序。其目的是消除纤维的内应力,提高纤维的尺寸稳定性,并进一步改善其物理机械性能。热定型可使拉伸、卷曲效果固定,并进一步提高纤维的纺织性能和使用价值。热定型可在张力下或松弛状态下进行,据品种和要求不同而异。
      4.纤维的上油
      上油是使纤维表面覆盖上一层油膜,赋予纤维平滑柔软的手感,并使其湿度增加,相应改善纤维的抗静电性能。上油后可降低纤维与纤维之间及纤维与金属之间的摩擦,使加工过程得以顺利进行。在合成纤维的生产中,要经过两次或多次上油,不同品种和不同规格的纤维要求采用不同的油剂。
      另外,短纤维的后加工在热定型前还需经干燥工序。热定型后还需经切断工序等。