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合成纤维的成型加工

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非织造布工艺流程

非织造布工艺流程

非织造布工艺流程非织造布是以纤维为原料经过一系列的加工工艺制成的一种无纺布。

它具有轻便、耐磨、透气、吸水性强等特点，广泛应用于家居、医疗、农业等领域。

下面我将介绍非织造布的工艺流程。

首先，原料准备。

非织造布的原料主要是合成纤维和天然纤维。

合成纤维可以是聚酯、聚丙烯、聚乙烯等，而天然纤维包括棉、麻、丝等。

根据产品的要求选择合适的原料。

接下来是纤维混合。

将不同原料的纤维按照一定比例混合在一起，以提高产品的性能和质量。

这一步需要经过纤维开松、独立、均匀的过程。

然后是纺纱。

将混合好的纤维送入纺纱机，经过拉伸和纺织的过程，将纤维形成连续的纱线。

这个过程中还可以加入染料和其他化学添加剂，以增加产品的颜色和功能。

接下来是胶粘。

将纱线经过加热处理，使纤维间的纤维粘合成布。

这个过程中通常使用熔喷或湿法胶粘工艺。

熔喷是将胶粘材料熔化后通过喷嘴喷到纺丝过程中，湿法胶粘是将胶粘材料溶解于溶液中，然后通过浸渍方式使纤维粘合。

接下来是预压。

将刚制成的布料送入预压机进行热压处理，使纤维更加结实，增加布料的稳定性。

然后是成型。

将预压后的布料送入成型机进行成型，通常采用热滚或针刺工艺。

热滚是利用高温热辊将布料加热，使胶粘材料重新熔化并粘合，针刺则是利用针刺装置将布料不同层次的纤维交织在一起。

最后是定型。

将成型后的布料送入定型机进行定型处理，使其保持所需的形状和尺寸。

经过上述工艺流程，非织造布就制成了。

当然，还需要进行后续的检验和包装，以确保产品质量。

非织造布的工艺流程虽然看似繁琐，但每个环节都是为了确保产品的品质和性能。

非织造布以其良好的性能和广泛的应用前景，成为了现代化的重要产业之一。

第六章 合成纤维ppt课件

第六章 合成纤维ppt课件
品种：双层型和多层型两大类。
双层型：并列型、皮芯型。
多层型：海岛型、木纹型、多芯型、放射型等。
几种复合纤维截面形状：见P250图6－2。
7.复合纤维
7.复合纤维
性能：根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上 分配的位置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤 维。如：
并列型复合和偏皮芯型复合纤维：因两种聚合物热 塑性不同或在纤维横截面上不对称分布，在后处理过 程中产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲，可制 成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。
复合纺丝设备：由螺杆挤出机、计量泵和复合纺丝 组件组成。其中复合纺丝组件是关键部件，纺丝组件 的形式改变，就可生产出各种类型的复合纤维。
8.超细纤维 纤维分类：按单纤维的线密度分类。
常规纤维：单纤维线密度1.5～4dtex。
细旦纤维：单纤维线密度0.55～1.44dtex，主要用于 仿真丝轻薄型或中厚型织物。
4.合成纤维的起始原料：石油、天然气、煤、农副产 品。 5.合成纤维的加工过程
低分子单体→聚合→纺丝成形→后加工 6.合纤的优缺点 优点：强度高、弹性好、耐穿耐用、光泽好、化学 稳定性强、耐霉腐、耐虫蛀、······ 缺点：吸湿性差、耐热性差、导电性差、防污性差 、易起毛起球、不易染色、腊状手感、······
用于纺织品的合纤：涤、锦、腈、氨、丙和氯纶等。
3.合纤发展历史：20世纪30年代末、40年代初开始。 1939年：锦纶66，美国称尼龙66。 1941年：锦纶6。 20世纪50年代：涤纶、腈纶。 20世纪40～50年代：氯纶和维纶。 20世纪60年代：丙纶。 20世纪70年代后：第二代合纤――改性纤维即新型 合成纤维（新合纤或差别化纤维）及特种纤维。
分类：干热、湿热收缩。

《材料制备与成型加工技术》课件——绪论

《材料制备与成型加工技术》课件——绪论

成型加工(Forming and processing)
02
料制品各种成型方法及操作，成型工艺特点，成型工艺的适应性，成型工艺流程，成型设备结构及作用原理，成型工艺条件及其控制，成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性，各种高分子材料制品的成型加工过程，成型加工新工艺和新方法。
高分子材料（macromolecule material
按照高聚物来源分类
结构高分子材料－－利用它的强度、弹性等力学性能功能高分子材料－－利用它的声、光、电、磁、热和生物等功能
按照材料学观点
天然高分子材料－－天然高聚物(natural)合成高分子材料－－合成高聚物(compound)
2、高分子材料的分类（Classification of Polymer Materials）
2、高分子材料加工(Polymer material processing)
通常是使固体状态（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。制造过程如下：
（1）成型加工过程的四个阶段
00
原材料的准备
01
使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状
工程塑料(Engineering plastic)
01
是指拉伸强度大于50MPa ，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性能等优良的、可替代金属用作结构件的塑料。
02
No.1
（3）橡 胶(rubber)
No.2
橡胶是室温下具有粘弹性的高分子化合物，在适当配合剂存在下，在一定温度和压力下硫化（适度交联）而制得的弹性体材料（橡胶制品）。按用途和性能可将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。

7-1化学纤维的纺丝成型

7-1化学纤维的纺丝成型
高分子材料生产控制
任务7.1：化学纤维成型
化学纤维成型加工的基本过程
概述
（一）基础阶段 （二）成型阶段 （三）后成型阶段
第三节 化学纤维的生产方法概述
化学纤维的制造可概括为以下四个工序：
原料 制备
纺丝流体 （液）制备
化学纤维的 纺丝成型
一、原料制备
化学纤维 的后加工
再生纤维
由天然高聚物经化学加工制造而成，其原料制备过程是将天然 高分子化合物经一系列的化学处理和机械加工，提纯去除杂质。
玻璃态的无定形聚合物最好称为无定形固体。
1.无定形聚合物的分子结构
无定形聚合物中的大分子和在溶液中的大分子一样，是无规线团状。
化学纤维拉伸原理
2.大分子的运动
• 聚合物的运动可以有两种形式： (1)分子链改变构象 (2)相对运动到其相邻位置。
两种情况都可以认为是自行扩散。 由于分子链很长，而且相互缠结， 所以扩散时移动的方向不是任意的。
聚合物链的扩散理论: 蠕动理论
蠕动模型 分子链P在若干固定 的障碍物O间爬行，但不能跨越 任一障碍
化学纤维拉伸原理
（三）拉伸的实施方法
1.干拉伸
室温拉伸 Tg在室温附近的初生纤维 热拉伸 Tg 较高或拉伸应力较大的（长丝）纤 维，热源：热盘、热板或热箱
2.蒸汽浴拉伸
饱和蒸汽浴拉伸 过热蒸汽浴拉伸
Tg大、拉伸应力大、 拉伸倍数高的(短)纤维
冻胶纺丝通常采用干湿法纺丝工艺，使挤出细流先通 过气隙，然后进入凝固浴。
因此与普通干湿法 纺丝的区别，主要不 在于纺丝工艺，而在 于挤出细流在凝固浴 中的状态不同.。
冻胶纺丝的技术要点
冻胶纺丝的所有技术要点都是为了减少宏观和微观的缺陷， 使结晶结构接近理想的纤维，使分子链几乎完全沿纤维轴取向。

高分子材料成型工艺学2018-8教材版-PDF

高分子材料成型工艺学2018-8教材版-PDF

第9章纤维成型物料及纤维成型加工9.1纤维成型物料及纤维性能概述
腈纶
2018/5/7
第9章
9.2 纤维成型加工方法
9.2.2 熔融(熔体)纺丝
成纤高聚物首先要经加热形成聚合物熔体，再经螺
杆挤出机、纺丝组件等形成
纤维制品。

★聚酯、聚酰胺、聚丙烯等都采用熔融纺丝方法。

2018/5/729
熔点—熔点高低直接影响纺丝温度的高低，熔点波动
2018/5/737
熔融挤出-螺杆挤出机
预过滤金属丝网
纺丝挤出机流程
2018/5/7
9.3.4 高速纺丝(POY)工艺流程
1 加热管，
2 泵体，
3 轴承，
4 主动齿轴，
5 从动齿轮轴，
6 密封，
7 侧板
9.3.4 高速纺丝(POY)工艺流程
分配熔体
58并受卷绕牵引力作用，拉伸100-250倍。

62
第9章
9.3 聚酯长丝的成型加工
9.3.6 POY丝的质量评定
★冷拉伸应力—应变曲线
60%伸度时拉伸力的波动值：
可以表征纤维结构的均匀，波
动值应小于3%；
POY后拉伸倍数的选择：
选取POY伸长90%时的拉伸倍数为后拉伸倍数。

9.3 聚酯长丝的成型加工
81
86 9.4 聚酯长丝的拉伸变形加工
9.5.2 超高分子量聚乙烯纤维加工路线
十氢萘法进行高强高模聚乙烯纤维凝胶纺丝工艺示意图
矿物油法进行高强高模聚乙烯纤维凝胶纺丝工艺路线示意图
2018/5/7
☐熔喷无纺布
☐微纳米静电纺丝。

芳纶1414生产工艺

芳纶1414生产工艺

芳纶1414生产工艺
芳纶1414是一种合成纤维，具有较好的抗拉强度、抗热稳定性和耐磨损性，广泛用于汽车、航天、高温工艺、防弹材料等领域。

以下是芳纶1414的生产工艺的简要介绍。

一、原料准备
芳纶1414的主要原料是对苯二甲酸和对苯二胺，同时还需要添加少量的助剂。

原料按照一定比例配制，并进行必要的预处理，以保证后续反应的顺利进行。

二、聚合反应
将对苯二甲酸和对苯二胺以一定比例加入聚合釜中，加热至一定温度，施加一定的压力下进行聚合反应。

反应过程中需要控制反应温度和时间，以保证聚合反应能够充分进行。

三、纤维成型
完成聚合反应后的混合物经过冷却和固化处理，得到固态聚合物。

然后将固态聚合物打碎，并经过熔融，将其挤出成丝状。

丝状物经过拉伸和固化，使其断裂强度得到进一步提高。

四、纤维加工
将成型的芳纶1414纤维经过整理、干燥、涤纶化、涤纶整理等工序，最终得到成品纤维。

加工过程中需要注意控制温度、湿度和拉力等因素，以保证纤维的质量。

五、检测和包装
对成品纤维进行质量检测，包括抗拉强度、热稳定性等性能测
试。

合格的产品经过分级、包装、贴标等工序，最终出厂。

总结起来，芳纶1414的生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、纤维成型、纤维加工、检测和包装等环节。

通过科学合理的工艺流程和严格的质量控制，可以获得高质量的芳纶1414纤维产品。

我的化纤生产工艺

我的化纤生产工艺
化纤是一种合成纤维，通常由聚合物原料制成。

常用的化纤有聚酯纤维、尼龙纤维和聚丙烯纤维等。

化纤生产的工艺一般分为以下几个步骤：
1. 原材料准备：将合成纤维的原料聚酯、聚酰胺或聚丙烯等制成颗粒或液体状态，以备后续加工使用。

2. 聚合物合成：将原材料加入到聚合反应器中，加入催化剂和反应助剂，在高温高压下进行聚合反应，使聚合物形成。

3. 纤维拉伸成型：将聚合物通过挤出机或纺丝机挤出成纤维状，进一步拉伸、延伸和冷却，使纤维变得更加细长、均匀。

4. 纤维加工：将拉伸成型后的纤维进行涂覆、交织、组织等加工工艺，以改善纤维的性能和功能。

5. 纤维后处理：对纤维进行稳定处理，如热定型、光亮处理等，以改善纤维的外观和性能。

6. 检验和质量控制：对成品纤维进行严格的检验和质量控制，确保产品符合规
定的标准和要求。

7. 包装和存储：将成品纤维进行包装和储存，以备后续销售和使用。

需要注意的是，具体的化纤生产工艺会根据不同的纤维种类和生产厂家的要求有所差异，上述步骤仅为一般化纤生产工艺的简单介绍。

尼龙66工艺流程

尼龙66工艺流程
《尼龙66工艺流程》
尼龙66是一种常用的合成纤维材料，它具有优异的强度和耐
磨性，被广泛应用于塑料制品、纺织品和工业材料等领域。

尼龙66的生产过程主要通过聚合反应和纺丝工艺来实现。

下面
将介绍一下尼龙66的生产工艺流程。

首先，尼龙66的生产开始于原料的准备。

尼龙66的两种主要原料是己二酸和己二胺，它们经过化学反应生成尼龙66的聚
合物。

这些原料需要经过严格的质量控制和混合，以确保最终产品的质量和性能。

接下来是聚合反应阶段。

在反应釜中，原料己二酸和己二胺会通过高温和高压的条件下发生聚合反应，形成尼龙66的聚合物。

这个过程需要严格控制反应条件，如温度、时间和压力，以确保聚合物的质量和分子结构。

完成聚合反应后，得到的聚合物需要经过熔融加工和纺丝工艺，形成成型的尼龙66纤维。

在熔融加工中，聚合物会经过熔融
和挤出成为均匀的熔融物，然后通过喷丝机将熔融物拉伸成为纤维。

这个过程中需要控制温度、拉伸速度和拉伸比等参数，以确保最终成型的尼龙66纤维具有良好的物理性能和外观。

最后，尼龙66纤维还需要经过后处理，如拉丝、染色和整理
等工艺，以满足不同用途和需求。

整个尼龙66的生产工艺流
程需要严格的控制和精密的操作，以确保最终产品的质量和性
能。

总的来说，尼龙66的生产工艺流程包括原料准备、聚合反应、熔融加工和纺丝工艺等阶段，每个环节都需要严格控制和操作，才能生产出优质的尼龙66产品。

通过不断的技术改进和工艺
优化，尼龙66的生产工艺将会更加高效和可持续，为人们的
生活和工业生产带来更多的便利和价值。

(完整版)高分子材料成型加工四种成型加工方法优缺点

1.压制成型：应用于热固塑料和橡胶制品的成型加工压制成型方法对于热固性塑料、橡胶制品和增强复合材料而言，都是将原料加入模具加压得到制品，成型过程都是一个物理—化学变化过程。

不同的是橡胶制品的成型中要对原料进行硫化。

橡胶通过硫化获得了必需的物理机械性能和化学性能。

而在复合材料压制成型过程中，还用到了层压成型（在压力和温度的作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合，压制成层压塑料的成型方法）和手糊成型（以玻璃纤维布作为增强材料，均匀涂布作为黏合剂的不饱和聚酯树脂或环氧树脂的复合材料）。

2.挤出成型：适用于所有高分子材料，广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胎管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，也用于包胶操作。

挤出成型挤出成型对于高分子三大合成材料所用的设备和加工原理基本上是相同的。

有区别的是橡胶挤出是在压出机中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和料筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。

而合成纤维的挤出纺丝过程，采用三种基本方法：熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝。

一般采用熔融纺丝（在熔融纺丝机中将高聚物加热熔融制成溶体，通过纺丝泵打入喷丝头，并由喷丝头喷成细流，再经冷凝而成纤维）。

3.注射成型：应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。

注射成型高分子三大合成材料的注射成型过程中所用设备和工艺原理比较相似，但是从基本过程和要求看热固性塑料注射和热塑性塑料注射有很多不同之处。

热固性塑料的注射成型要求成型物料首先在温度相对较低的料筒内预塑化到半熔融状态，然后在随后的注射充模过程中进一步塑化，避免其因发生化学反应而使黏度升高，甚至交联硬化为固体。

塑料注射成型原料是粒状或粉状的塑料，而橡胶注射成型原料则是条状或块粒状的混炼胶，且混炼胶在注压入模后须停留在加热的模具中一段时间，使橡胶进行硫化反应。

纤维加工工艺简介


☆
图1.切片纺丝法工艺流程图 1—切片料斗；2—螺杆挤出机； 3、3’—螺杆挤出机和计量泵传动装置； 4—纺丝箱体；5—吹风窗；6—甬道； 7—上油轮；8—导丝器；9—绕丝辊； 10—总上油轮；11—牵引辊；12—喂入轮； 13—盛丝桶；14—总绕丝辊
☆
（二）纺丝溶液的制备
凡高聚物的熔点高于其分解温度或无熔点， 多采用将高聚物溶解成流动的液体（纺丝 溶液）进行纺丝（如腈纶、粘胶纤维等） 纺丝熔液的制备有两种方法 ：
表2 三种基本纺丝成型法方法的特征
纺丝方法 熔纺法 干法 湿法
纺丝液状态 纺丝液浓度/% 纺丝液粘度/Pa· s 喷丝孔直径/mm 凝固介质 凝固机理
熔体 100 100～1000 0.2～0.8 冷却空气，不回 收 冷却
溶液或乳液 12～16 2×10～4×102 2～2×102 0.07～0.1 0.03～0.2 热空气或氮气， 凝固浴，回收、再 生 再生 脱溶剂（或伴有化 溶剂挥发 学反应）
溶液 18～45
5.新型成纤技术
化学反应纺丝、复合纤维纺丝、干湿法纺 丝、乳液纺丝、悬浮纺丝、冻胶纺丝、液 晶纺丝、相分离纺丝
4.化学纤维的后加工
纺丝流体从喷丝孔中喷出刚固化的丝称为初生纤 维。初生纤维虽已成丝状，但其结构还不完善， 物理机械性能较差，如伸长大、强度低、尺寸稳 定性差，沸水收缩率很高，纤维硬而脆，没有使 用价值，还不能直接用于纺织加工。为了完善纤 维的结构和性能，得到性能优良的纺织用纤维， 必须经过一系列的后加工。后加工随化纤品种、 纺丝方法和产品要求而异，其中主要的工序是拉 伸和热定型。
⒉溶液纺丝 溶液纺丝分为湿法纺丝和干法纺丝。 湿法纺丝：高聚物在溶剂（无机、有机）中配成纺
丝溶液后经喷丝孔流出细流，在凝固浴中凝固成型的方法
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•
有机溶剂横截面形状呈肾形。
• 纺丝溶液中聚合物含量较高和凝固浴中溶剂 含量较高--圆。
• 2．皮芯结构
• 皮膜：极薄、密实、较 难渗透、难染，对传质 过程有决定性作用。
• 皮层：结构比较均一， 微晶较小，高取向度； 强度、延伸度、抗疲劳 和耐磨性高 • 芯层：结构较为松散， 微晶较粗大。如图。
5 . 化学纤维的生产方法
2 . 成纤聚合物的基本性质(可纺性)
通常，成纤聚合物具有以下一些特性： 成纤聚合物的分子为线性结构，具有良好的结晶性； 用于溶液纺丝的聚合物可溶于溶剂中制成聚合物溶 液，聚合物溶液或熔体具有适当的粘度；
聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子
质量分布； 聚合物分子链间具有较强的相互作用； 成纤聚合物的玻璃化温度高于其使用温度，熔点应超过 洗涤和烫熨温度（100℃以上）。
4. 合成纤维的分类
• 变形纱：经过变形加工处理的丝和纱，如 弹力丝和膨体纱。 • 六大合成纤维：氯纶（聚氯乙烯）、锦纶 （尼龙6）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、 腈纶（聚丙烯睛）、维纶（聚乙烯醇）、丙 纶（聚丙烯）。
5 . 化学纤维的生产方法
化学纤维的生产工艺流程主要包括纺丝熔体和溶液
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.2 纺丝流体的制备 纺丝熔体的制备（熔体纺丝） • 直接纺丝 • （单体和低聚物） • 切片纺丝 • （工序多，质量高） • 切片要干燥、熔融。
5 . 化学纤维的生产方法
5.1.3 纺丝成型 • a. 熔体纺丝工艺过程 －将聚合物熔融; －喷丝泵将溶体压入喷丝头; • －熔体从喷丝头流出形成细丝; • －经冷凝形成纤维; 原料——螺杆挤出机——（纺丝箱体-纺丝组件-过 滤）喷丝板——吹风窗——纺丝甬道（冷却， 3~5m）——给油盘——导丝盘——卷绕装置
• 湿法纺丝的影响因素 温度：控制溶剂和沉淀剂扩散的关键变量。 （T 增大，扩散系数 增大） 凝固浴：反映凝固浴中溶剂与沉淀剂的，溶 剂和沉淀剂的扩散系数减小。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.3 干法纺丝 • 干法纺丝工艺的特点： • （1）纺丝溶液的浓度高，相应的粘度也高， 能承受比湿纺更大的喷丝头拉伸。 • （2）纺速高于湿纺，但干纺速度低于熔纺。 • （3）喷丝头孔数远比湿纺少，因为干法固 化慢，固化前丝条易粘连。
5.1 熔体纺丝
工艺特点 工艺过程简单、纤维强度高、不使用其他溶剂、 纺丝速率高,适用此法的聚合物种类比较多（聚酰胺、 聚酯）。 熔体纺丝是一元体系，只涉及聚合物熔体丝条 与冷却介质间的传热，纺丝体系没有组成的变化
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.1.1 原料准备 • 成纤聚合物的基本性质： • 聚合物大分子必须是线型的、能伸直的分子支 链少、没有庞大侧基； • 聚合物分子间有适当的相互作用力，或具有一 定规律性的化学结构和空间结构 • 聚合物具有适当高的平均分子量和较窄的分子 量分布； • 聚合物应具有一定的热稳定性。
5 . 化学纤维的生产方法
• 拉伸 • 目的：提高断裂强度，降低断裂伸长率，耐磨性和对 各种不同形变的疲劳强度提高。 • 热定型 • 目的：消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性， 进一步改善其物理机械性能。 • 上油 • 目的：提高纤维的平滑性、柔软性和抱合力，减小摩 擦和静电产生，改善纤维的纺织加工性能。
5 . 化学纤维的生产方法
螺杆作用： • 切片供给、切片的熔融和切片的计量。 熔体纺丝机的由以下一些部分构成： • 高聚物熔融装置 • 熔体输送、分配、纺丝及保温装置 • 丝条冷却装置 • 丝条收集装置 • 上油装置
5 . 化学纤维的生产方法
冷却装置 • 侧吹风：效果好，不够均匀； • 环形吹风：简单、有效。 卷绕装置 • 给湿、上油； • 上油机构、导丝机构和卷绕机。
3. 纤维的主要性能指标
断裂伸长率是指纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增
加的百分数。 断裂伸长率大，纤维的手感柔软，在纺织 加工时，毛丝、断头少；断裂伸长率过大，织物易变形。
初始模量（弹性模量）模量是指抵抗外力作用下形变能
力的量度。纤维的初始模量为纤维受拉伸而当伸长为原长 的1％时所需的应力。它表征纤维对小形变的抵抗能力。 纤维的初始模量越大，越不易变形，在合成纤维中， 涤纶的初始模量最大，腈纶次之，锦纶较小，故涤纶织物 挺括，不易起皱，锦纶织物易起皱，保形性差。
5 . 化学纤维的生产方法
b. 纺丝工艺 • －温度：温度太高，黏度低，形成自重引申大 于喷丝头拉伸，易造成细丝屈服粘结的现象 • －冷却：冷却慢时，细丝冷凝时间长，经不起 拉伸、易发生断头；冷却快时，细丝易出现 “夹心”，导致强度低 • －喷丝速率和卷绕速率 • －给湿及油剂处理
5 . 化学纤维的生产方法
合成纤维的成型加工
基础研发处李丹 2010.11.24
1. 概述
◆ 纤维：具备或保持其本身长度大于直径 1000倍以上而又具有一定强度的线条或丝状 高分子材料称为纤维。 ◆ 纺织纤维包括天然纤维（如羊毛、蚕丝、 棉花、麻、竹等）和化学纤维（由聚合物等 材料制成）。
1. 概述
• ◆ 人造纤维：是以天然聚合物如纤维素和蛋白 质等改性而成，如粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白 质纤维等； • ◆ 合成纤维：是由合成的聚合物经纺丝而成， 如聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（涤纶）、聚酰 胺（锦纶）、聚乙烯醇缩甲醛（维纶）、聚丙 烯（丙纶）、聚丙烯腈（腈纶）、聚氯乙稀 （氯纶）、聚氨酯弹性体纤维（氨纶）、芳香 族聚酰胺纤维（Kevlar）等。
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.差别化纤维
6.高性能纤维
7. 粘胶纤维工艺过程及特点—湿法
粘胶纤维是以天然纤维如木质纤维、棉纤维、禾本科植物纤维（如甘蔗渣、 芦苇、麦杆等）为原料，经纤维素黄酸酯溶解以湿法纺丝制成的。它也称为人造 纤维，是将不能直接纺织的原料经过化学方法制造而成的纤维。简单的讲就是首 先用棉短绒（也可以用其他）制成浆板，然后浆板粉碎后加入烧碱制成碱纤维素， 碱纤维素、二硫化碳、烧碱反应生成碱纤维素黄酸酯。黄酸酯从喷头中喷出，经 过酸浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌）凝固、分解，从而等到的成品即粘胶纤维。 粘胶纤维的生产包括以下四个过程： (1)粘胶的制备：即浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制 备（磺化）和溶解等。
1. 概述
• ◆ 合成纤维是用石油、天然气、煤炭等矿产资源以及农副产品 为原料，经过一系列的化学反应，制备成高分子化合物，再经过 纺丝加工而得到的纤维。纺丝过程是将聚合物熔体或将其用其它 溶剂将聚合物溶解为黏性溶液，用齿轮泵定量供料，在牵引的作 用下，通过喷丝头的小口，经凝固或冷凝成纤维。 • ◆主要有三种纺丝方法： —熔融纺 • —干法纺丝 • —湿法纺丝 • ◆纺丝液在纺丝过程中的流动： • 纺丝液（溶液或熔体）在喷丝毛细孔中的流动 • 纺丝流体的内应力松弛和流场的转化，即剪切向拉伸转化 • 纺丝条的拉伸流动 • 纤维的固化
3. 纤维的主要性能指标
线密度（纤度） 表示纤维粗细程度的指标, 是指一定长 度纤维所具有的重量，其单位名称为“tex”—特（克斯）， 1/10称为分特（克斯），单位符号dtex 。1000m长纤维重 量的克数称为“特”。 支数是指单位重量的纤维所具有的长度。对于同一种纤 维，支数越高，纤维越细。 断裂强度是指纤维在连续增加负荷的作用下，直至断裂所 能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。断裂强度高，纤维 在加工过程中不易断头、绕辊，纱线和织物牢度高；断裂强 度太高，纤维刚性增加，手感变硬。
c. 挤出细流的类型 • 液滴型 • 漫流型（易粘连） • 胀大型（正常） • 破裂型（不正常）
5 . 化学纤维的生产方法
• d. 熔体纺丝中纤维结构的形成 卷绕丝的结构是纺丝过程中流变学因素 （熔体细流的拉伸）、纺丝线上的传热 和聚合物结晶动力学之间相互作用的结 果。 • 熔体纺丝过程中的取向作用 • 熔体纺丝过程中的结晶
浆粕是将原料经蒸煮、精选、漂白等预处理而得到的； 老成是借空气的氧化作用，使碱纤维素分子链断裂，聚合度下降，以达到适 当调整粘胶粘度的目的； 磺化是使难溶解的纤维素变成可溶性的纤维素黄酸酯，以便进行湿法纺丝； （2）粘胶的纺前准备：包括粘胶的混合、过滤、熟成、脱泡等。 （3）纺丝：粘胶经过计量和纺前过滤后，通过喷丝孔形成多根粘胶细流，进入 凝固浴而固化成丝条，再经塑化拉伸和受丝卷取等过程。 （4）纤维的后处理：包括纤维的水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等，长丝 要进行加捻、络丝、分级、包装等加工过程，短纤维则需经切断、开松、打包等。
c.湿法纺丝中的传质和相转变
• 多组分扩散，伴随结构的转变及化学反应。
• （一）湿法成形中的扩散过程
• • 传质通量J 原液细流中的溶剂向凝固浴扩散 凝固浴中的凝固剂向原液细流扩散
• 表征扩散的基本物理量：
扩散系数D
固化速率参数 2 Sr 4t
• 非圆形截面原因:薄的较硬的皮层和内部芯层 变形性的差异。 • 表面层硬度取决于纺丝条件。 • 如：PAN，无机溶剂横截面形状为圆形。
5 . 化学纤维的生产方法
5.2.1 纺丝溶液的制备 • 一步法 • 两步法 • 湿法纺丝的纺丝液浓度为12%~25%； • 干法纺丝的纺丝液浓度为25%~35%。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.2.2 湿法纺丝 • a.内聚破裂机理 b.湿法纺丝工艺过程 • 纺丝原液——喷丝头——凝固浴——导 丝盘——卷绕装置
5 . 化学纤维的生产方法
c. 干法纺丝 • 纺丝溶液——计量泵——喷丝头——纺 丝线——干燥甬道——卷绕
5 . 化学纤维的生产方法
• • • • 溶剂从纺丝线上除去机理： ①闪蒸； ②纺丝线内部的扩散； ③从纺丝线表面向周围介质的对流传质。
5 . 化学纤维的生产方法
• 5.3 纤维的后加工
• 纤维后加工是指对纺丝成型的初生纤维 （卷绕丝）进行加工，以改善纤维的结 构，使其具有优良的使用性能。 • 后加工包括拉伸、热定型、加捻、变形 加工和成品包装等程序。