粘膠纖維的紡絲成形

1、第五節(jié) 粘膠纖維的紡絲成型 一、粘膠纖維紡絲工藝流程 粘膠纖維通常只能用濕法紡絲。由于纖維素未熔融即分解，不可能采用熔紡；又因為要在紡絲過程中完成纖維素黃酸酯分解的化學過程，故難以采用干法紡絲。 按照紡絲浴槽的數(shù)量及要求不同，粘膠纖維紡絲方法通常分為一浴法紡絲和二浴法紡絲，個別情況還采用三浴法紡絲。一浴法紡絲是粘膠的凝固和纖維素黃酸酯的分解都在同一浴槽內(nèi)完成（如普通粘膠長絲）；二浴法紡絲則是粘膠的凝固主要在第一浴，纖維素黃酸酯分解主要在第二?。ㄈ鐝娏φ衬z長絲、粘膠短纖維），并且在第二浴中進行塑性拉伸，對短纖維生產(chǎn)還便于在第二浴中回收二硫化碳。 圖4-30為粘膠短纖維紡絲工藝流程。粘膠由供膠管路

2、送進紡絲機，由計量泵定量送入，通過燭形濾器再次濾去粒子雜質(zhì)，并由曲管送入噴絲頭組件。粘膠在壓力下通過眾多噴絲孔，形成眾多粘膠細流。在凝固浴作用下，粘膠細流發(fā)生復(fù)雜的化學和物理化學變化，凝固和分解再生，成為初生絲條。初生絲條由導(dǎo)絲盤送去集束拉伸，在塑化浴中，初生絲條經(jīng)受拉伸的同時，最終完成分解再生過程，纖維的結(jié)構(gòu)和性能基本定型下來。 4-30 粘膠短纖維紡絲工藝流程 1粘膠管 2計量泵 3橋架 4曲管 5燭形濾器 6噴絲頭組件 7凝固浴 8進酸管 9回酸槽 10導(dǎo)絲桿 11紡絲盤 12前拉伸輥 13塑化浴 14罩蓋 15后拉伸輥 圖4-31為粘膠長絲紡絲及后加工工藝流程。 圖4-31? 粘膠長絲

3、生產(chǎn)工藝流程 在一定壓力下進入紡絲機進膠管，經(jīng)計量泵計量、過濾器過濾，由噴絲頭噴入凝固浴進行抽絲。絲條經(jīng)導(dǎo)絲鉤、紡絲盤進行牽神。離心式紡絲機再通過漏斗在離心罐內(nèi)進行疊絲，進一步凝固、分解、落絲。半連續(xù)式紡絲機牽神后，在凝固輥上進一步凝固分解，再繞到去酸輥上去酸，然后由漏斗將絲條在離心罐內(nèi)疊成絲餅，最后落絲。 離心紡絲機流程如下：粘膠計量泵過濾器噴絲頭導(dǎo)絲鉤紡絲盤（上、下）漏斗離心罐 半連續(xù)紡絲機流程如下：粘膠計量泵過濾器噴絲頭凝固輥去酸輥漏斗離心罐 二、粘膠纖維的成型原理 粘膠纖維的成形過程，實際上就是粘膠細流通過噴絲頭孔道進入凝固浴，凝固成初生纖維的過程。 (一)紡絲成型過程中的化學反應(yīng) （

4、1）主反應(yīng) 黃酸酯的分解與纖維素的再生： C4H9O4OCS2Na+H2SO4C6H10O5+NaHSO4+CS2中和反應(yīng)：粘膠中的NaOH被凝固浴中的H2SO4中和 2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O（2）副反應(yīng)：粘膠中多種副反應(yīng)產(chǎn)物被凝固浴的H2SO4分解，成為一系列不穩(wěn)定產(chǎn)物。 Na2CS3+ H2SO4Na2SO4+CS2+H2SNa2S+ H2SO4Na2SO4+H2SNa2Sx+ H2SO4Na2SO4+H2S+（x-1）SNa2SO3+ H2SO4Na2SO4+H2O+SO2Na2S2O3+ H2SO4Na2SO4+H2O+SO2+SNa2CO3+ H2SO4Na2SO

5、4+H2O+CO2纖維素黃酸酯分解成纖維素的過程稱為再生過程，再生纖維素與原料漿粕的纖維素具有相同的化學組成，但其分子結(jié)構(gòu)和聚集結(jié)構(gòu)（包括分子量、結(jié)晶態(tài)、宏形態(tài)）發(fā)生了變化。 主反應(yīng)和副反應(yīng)都消耗大量的H2SO4，生成大量NaSO4、水和硫磺，使凝固浴被稀釋且渾濁，故凝固浴必須不斷循環(huán)，除去水、NaSO4等雜質(zhì)，并不斷補充H2SO4，保證凝固浴組成穩(wěn)定。 主副反應(yīng)都生成CS2、H2S、SO2和CO2等有毒氣體，要保證紡絲過程的通風排毒。 (二)凝固浴 紡絲凝固浴是由硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅按一定比例配成的浴液。是使粘膠細流按控制的速度完成凝固和纖維素黃酸酯的分解過程，以配合適當?shù)睦?，獲得具有所要

6、求的結(jié)構(gòu)和性能的纖維。 如果單獨用硫酸溶液進行粘膠纖維成形、纖維素黃酸鈉分解，生成再生纖維素，雖然也能成形，但這種再生纖維不能承受拉伸，強度極低，無實用價值。因此，必須采用多組分的凝固浴來完成纖維素的再生。 硫酸使纖維素黃酸酯分解，纖維再生并析出（再生凝固）；中和粘膠中的NaOH，使粘膠凝固（中和凝固）；使粘膠中的副反應(yīng)產(chǎn)物分解。 硫酸鈉作為強電解質(zhì)，能促使粘膠脫水凝固（鹽析凝固）；作為強電解質(zhì)硫酸鹽與硫酸的同離子效應(yīng)，能有效地降低凝固浴中H+的濃度，延緩纖維素黃酸酯的分解，有利于硫酸向纖維內(nèi)層滲透，使纖維內(nèi)外層結(jié)構(gòu)均勻、緊密，同時使初生絲束離開凝固浴時仍具有一定的剩余酯化度，具有一定的塑性，

7、能經(jīng)受一定程度的拉伸并使分子取向，有利于提高纖維的物理機械性能。 硫酸鋅與纖維素黃酸鈉反應(yīng)，生成纖維素黃酸鋅，纖維素黃酸鋅在凝固浴中的分解比纖維素黃酸鈉慢得多，在初生絲經(jīng)過拉伸后才完全分解，制得纖維的物理機械性能較好；可增加纖維皮層厚度，有利于拉伸，提高纖維的強度和伸度；纖維素黃酸鋅作為眾多而分散的結(jié)晶中心，避免纖維結(jié)構(gòu)生成大塊的晶體，使纖維具有均勻的微晶結(jié)構(gòu)，不但能提高纖維的斷裂強度，還能提高纖維的延伸度和鉤接強度，改善纖維的柔韌性。 (三)紡絲成型過程的物理化學變化 1.絲條凝固 膠狀粘膠溶液從噴絲頭噴出，遇到凝固浴，伴隨著化學變化發(fā)生形態(tài)變化，由液態(tài)變成固態(tài)，同時水分脫出。此時，纖維雖然

8、處于溶脹狀態(tài)，但其重量只是原來膠體狀態(tài)時的三分之一。 2.絲條表皮和內(nèi)層的差異 粘膠從噴絲孔道噴出，與凝固浴接觸的表面，由于酸與粘膠間的化學反應(yīng)速度及酸向絲條內(nèi)部滲透速度的不同，使纖維外表皮和內(nèi)層存在差異?；瘜W反應(yīng)速度快于滲透速度，絲條首先形成外表皮，再向纖維內(nèi)層滲透，造成纖維橫截面內(nèi)外層不均勻。 3.粘膠細流的流出狀態(tài) 流經(jīng)噴絲孔的粘膠溶液，其流動速度呈拋物線分布。當粘膠溶液剛流出噴絲孔時，由于流動定向粘彈性的恢復(fù)而引起細流膨化，此膨化效應(yīng)對紡絲成形非常不利。膨化最大直徑與噴出體積速度成正比，與噴絲孔直徑成反比，并與粘膠流體性質(zhì)、噴絲孔幾何形態(tài)及成形條件有關(guān)。降低粘度或聚合度，提高溫度，增加

9、噴絲板毛細孔長度，可減小膨化。 此外，出噴絲孔的粘膠，因為粘度低，凝固慢，紡絲盤的拉伸力不能把這段粘膠全部均勻地拉成條，粘膠出噴絲孔后向四周漫延堆積，如果凝固浴組成控制不好或粘膠粘度過低，使堆積過大，就會出現(xiàn)膠塊和斷頭，使成品出現(xiàn)疵點，影響纖維品質(zhì)。 三、粘膠纖維紡絲工藝控制 （一）粘膠的組成及性質(zhì) 1組成 粘膠的組成是指粘膠中主要組分（纖維素和NaOH）的含量。粘膠中纖維素含量高，有利于提高成品纖維的強度和降低生產(chǎn)成本，但會使粘膠的結(jié)構(gòu)粘度上升和熟成加快，使工藝控制困難。 在生產(chǎn)中，具有重要意義的是粘膠中的堿比，即NaOH/纖維素（含量之比值）。堿比大，粘膠穩(wěn)定，粘度低，成型相應(yīng)減慢。不同品

10、種纖維紡絲粘膠的組成如表4-8。 表4-8 幾種粘膠纖維紡絲粘膠的組成 纖維品種 纖維素/%NaOH/%NaOH/纖維素 普通粘膠短纖維 普通粘膠長絲 富強纖維 強力粘膠纖維 7.88.58.18.366.56.07.05.56.55.66.044.56.07.00.70.750.70.720.60.70.951.02粘度 粘膠的可紡性是粘膠粘度和表面張力的函數(shù)。在粘度較低的情況下，最大噴絲頭拉伸隨著粘度的增加而急劇上升，粘度（落球粘度）為50s時，最大噴絲頭拉伸至最大值，紡絲穩(wěn)定性最好，當粘度超過50s后，最大噴絲頭拉伸則隨粘度上升而下降。粘度過高使粘膠輸送和過濾困難。粘度低于20s的粘膠在

11、通常條件下無法正常紡絲。故紡制普通粘膠纖維的粘膠，通常控制其粘度在50s左右。表4-9列出幾種紡絲粘膠的粘度及熟成度。 表4-9 幾種紡絲粘膠的粘度及熟成度 纖維品種 粘度/s10%NH4Cl值/mlNaCl/%普通粘膠短纖維 普通粘膠長絲 富強纖維 強力粘膠纖維 4060406040601502009119111420 10203熟成度 熟成度反映粘膠的“老”、“嫩”程度。普通粘膠纖維紡絲時，粘膠的可紡性隨熟成度提高而變好，在NH4Cl值達到812時，可紡性最好。采用熟成度較高（NH4Cl值較低）的粘膠紡絲時，粘膠成型過快，所得纖維結(jié)構(gòu)不均勻，機械性能較差，斷裂強度和延伸度較低，染色均勻性差

12、，在水中的膨潤度較大；反之，熟成度太低，紡絲的穩(wěn)定性下降，甚至無法紡絲。 4粘膠中的粒子及氣泡 粘膠中的粒子在粘膠紡絲時會造成堵塞噴絲孔使纖維斷裂，或會造成纖維纖度變異，拉伸性能遭到破壞，并產(chǎn)生粘膠塊和粗纖維等疵點，降低纖維的品質(zhì)。 粘膠中的氣泡，在紡絲時，大氣泡會使紡絲斷頭，小氣泡會造成個別噴絲孔斷絲而使噴出的單絲數(shù)目不足，并產(chǎn)生粘膠塊等纖維疵點。更微小的氣泡，則保留在纖維中形成“氣泡絲”，降低成品纖維的強力，嚴重影響成品質(zhì)量。 （二）紡絲速度 粘膠纖維紡絲速度隨所紡制的品種不同而異。普通粘膠長絲、短纖維為6080m/min；強力粘膠纖維為4060m/min；富強纖維為2030m/min。采

13、用不同的紡絲設(shè)備，其紡速亦不同，如紡制普通長絲的離心法和半連續(xù)法為60100m/min，連續(xù)法為5080m/min，筒管法為70120m/min。 紡絲速度過高，一方面導(dǎo)致纖維素黃酸酯來不及凝固和分解；另一方面使絲條與凝固浴的摩擦阻力過大，絲條上的張力過大，引起粘膠細流斷裂，紡絲成形的穩(wěn)定性下降。 采取下列措施能提高紡絲速度：提高凝固浴中H2SO4的濃度和凝固浴溫度；增加絲條在凝固浴的浸沒長度；在粘膠或凝固浴中加入助劑。 （三）凝固?。ㄋ嵩。?1凝固浴各組分濃度 紡絲時，在保證粘膠細流凝固和纖維素黃酸酯分解的前提下，凝固浴中的H2SO4應(yīng)采用較低的濃度，以滿足凝固浴能使纖維素黃酸酯的酯化度在0

14、.10.2s內(nèi)由2030降至510的水解過程完成。H2SO4濃度過低，粘膠細流的凝固距離過長，造成成形不良，產(chǎn)生膠塊和毛絲，甚至引起單絲斷裂；H2SO4濃度過高，粘膠細流凝固過劇，纖維脆硬，影響纖維的強度和伸度。凝固浴中H2SO4的濃度視粘膠的性質(zhì)及紡絲的其他條件而定。粘膠含堿量越高、熟成度越低、粘度越低、紡絲速度越高、絲束的浸沒長度越短、凝固浴溫度越低、纖維越細、噴絲孔的直徑越大，則要求凝固浴的H2SO4濃度越高。為了保證紡絲穩(wěn)定性，H2SO4落差不得大于57g/L（短纖維），23g/L（長絲）。 凝固浴中Na2SO4及ZnSO4濃度應(yīng)與H2SO4濃度相配合。提高Na2SO4及ZnSO4濃度

15、，可降低浴中H+濃度，有利于增強對粘膠的鹽析作用和交聯(lián)作用，而延緩纖維素再生時間，可使成型纖維皮層厚度和纖維柔韌性增加，可拉伸性能提高，成品的品質(zhì)改善。如果Na2SO4或ZnSO4濃度過高，粘膠中黃酸酯分解速度過慢，絲條易帶膠塊，造成可紡性惡化，纖維成型不良。 不同的粘膠纖維品種，凝固浴差異較大，如表4-10所示。 表4-10 凝固浴組成及溫度 纖維品種 凝固浴溫度/ 凝固浴組成 /g/L凝固浴循環(huán)量 L/錠·hH2SO4Na2SO4ZnSO4長絲 棉型纖維 毛型纖維 富強纖維 強力纖維 444855655065202540501151209512093103202580902202

16、4029031029031045551601801215131611140.30.7809030503000400040005000150020002503502凝固浴溫度 凝固浴溫度影響粘膠凝固浴體系的雙擴散作用進行的速度，因而影響粘膠的凝固和纖維素再生的速度。 凝固浴溫度高黃酸酯分解速度快。但溫度過高，纖維成型過快，導(dǎo)致纖維品質(zhì)下降，紡絲操作困難；溫度過低，粘膠細流凝固過慢，同樣不能正常紡絲。 此外，由于Na2SO4在凝固浴中的溶解度隨著溫度降低而減少，常規(guī)的凝固浴溫低于2535，則容易析出Na2SO4結(jié)晶（芒硝），造成紡絲的困難。 當粘膠的熟成度偏熟時，可以降低凝固浴溫度來調(diào)節(jié)紡絲工藝。

17、相反，當粘膠的熟成度偏生時，可以提高凝固浴溫度來調(diào)節(jié)紡絲工藝。 凝固浴溫度與H2SO4濃度對粘膠的凝固作用的影響，在一定程度上可以互相補充分。當H2SO4濃度偏低，凝固強度不足時，適當升高溫度，可以提高凝固速度；同樣，當溫度偏低時，適當提高H2SO4濃度亦可得到升高溫度的同樣效果。 3浸浴長度、絲上浴長度、空氣浴長度 絲條在酸浴中的行程稱為浸浴長度。一般粘膠長絲的浸浴長度較短，離心式紡絲機為200300mm，半連續(xù)式紡絲機為360mm，強力絲為500700mm；粘膠短纖維生產(chǎn)由于絲束粗，所以常增加浸浴長度來達到良好的凝固，普通粘膠短纖維為500600mm，富強纖維生產(chǎn)是用降低紡絲速度的方法來達

18、到凝固良好的作用，因此浸浴長度仍只有250500mm。由于絲束有粗有細，產(chǎn)生了成形速度的差異。絲束粗，酸向絲條內(nèi)部滲透速度慢，成形速度慢，這就要求增加粘膠在凝固浴中的通過時間，一般是通過增加絲條在凝固浴中的浸長來達到目的，浸在凝固浴中的長度越長，絲條成形越均勻，纖維的強度和柔軟性也越高。但浸浴長度受設(shè)備限制，不能無限增加。 從酸浴表面到第一刮酸裝置(如刮酸棒或?qū)Ыz鉤等)的距離稱為絲上浴長度。如長絲的絲上浴長度為450 mm。此時絲條攜帶大量酸浴運行，因此是浸浴長度的補充。絲條纖度變小時，絲上浴的浴柱也會變細。 絲條經(jīng)刮酸后，帶著余酸在空氣中進行凝固分解的長度，稱為空氣浴長度，在離心式紡絲機中，

19、是指從紡絲盤到進入離心罐的距離；在半連續(xù)式紡絲機上，是指絲條在凝固輥上的長度加上在去酸輥縮節(jié)前的凝固部分的長度。其作用是保證絲條的充分凝固分解。由于絲條在這一階段易受各種外界條件的影響，如去酸水倒流造成絲條提前去酸而減少空氣浴長度，形成各錠之間空氣浴長度的不一致，影響染色均勻性。 4凝固浴的循環(huán)速度 凝固浴循環(huán)時，必須保證在整個紡絲機上凝固浴的濃度和溫度均勻。對于粘膠長絲生產(chǎn)，凝固浴中硫酸濃度落差小于23g/L，通常循環(huán)量大于40L/h，或900950L/kg絲。對于粘膠短纖維生產(chǎn)，一般循環(huán)量200400L/kg纖維。 （四）紡絲間溫濕度控制 紡絲間的溫度濕度是紡絲中重要的工藝參數(shù)，紡絲間溫濕

20、度變化對產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響，尤其對于粘膠長絲的生產(chǎn)。紡絲間溫度波動對絲的染色均勻性有較大影響，特別是半連續(xù)式紡絲機，絲條在凝固輥和去酸輥上直接受到室溫的影響，容易造成染色差異。溫度、濕度下降，尤其是在冬季紡絲間溫濕度低，使導(dǎo)絲件上硫酸鈉結(jié)晶造成毛絲。半連續(xù)式紡絲機，紡絲間溫度控制在26以上；離心式紡絲機，紡絲間溫度控制在22以上；相對濕度控制在7080%。 （五）拉伸 為了提高纖維的物理機械性的，必須對剛成形的纖維進行塑性拉伸，使處于混亂狀態(tài)的大分子締合體在拉力的作用下，沿纖維軸的方向（即拉力方向）比較整齊地排列。經(jīng)拉伸取向的纖維制品，在經(jīng)受外力作用時每一纖維素大分子或微晶體，能比較充分地發(fā)揮

21、作用，使纖維的機械強度有所提高。但必須指出的是，初生纖維在拉伸過程中，一方面大分子的各種運動單元（鏈段、大分子鏈、微晶、無定形區(qū)）沿著拉力的方向取向；另一方面由于熱運動而使運動單元解取向。所以拉伸的最終結(jié)果是取向與解取向的綜合反應(yīng)。 粘膠纖維的拉伸一般由三個階段組成：噴絲頭拉伸、塑性拉伸和回縮。 （1）噴絲頭拉伸：噴絲頭拉伸倍數(shù)是指第一紡絲盤線速度與粘膠從噴絲孔噴出速度之比率。 粘膠從噴絲頭噴出時、粘膠細流尚處于粘流態(tài)，不宜施予過大的噴頭拉伸，否則容易造成毛絲或斷頭。故常用噴絲頭負拉伸。由于粘膠細流非常脆弱，在拉伸應(yīng)力作用下容易斷裂，因此，在常規(guī)紡絲中，由于噴絲孔出口處粘膠細流徑向膨化總是存在

22、，以及隨后粘膠細流的脫水，因而軸向收縮亦必然存在。這種收縮，使實際的噴絲頭拉伸值比理論值大。例如，理論上的噴絲頭拉伸率為-40%，而相應(yīng)的實際拉伸值卻為0。在生產(chǎn)中，通常采用-20%20%的噴絲頭拉伸。 噴絲頭拉伸屬于粘流拉伸，這時粘膠尚處于流動狀態(tài)，大分子鏈的活動能力較大，已取向的效果會被無規(guī)熱運動引起的解取向所抵消。因此這種拉伸基本上是無效拉伸，并不提高（或很少提高）大分子的取向度。 （2）塑性拉伸：塑性拉伸是指粘膠細流已基本凝固，但還處于可塑狀態(tài)，纖維素大分子鏈有較大的活動余地，在拉應(yīng)力的作用下，大分子及其結(jié)構(gòu)單元產(chǎn)生滑移，沿拉伸方向取向排列。粘膠細流凝固后在紡絲盤上的拉伸即屬于塑性拉伸

23、。塑性拉伸屬于不可回復(fù)的拉伸形變。普通粘膠長絲的紡絲盤上的拉伸為1530%。 普通粘膠短纖維生產(chǎn)，通常是在紡絲機后采用集束塑化拉伸來代替紡絲盤拉伸的。在含有H2SO4及硫酸鹽的塑化浴中，絲束受98高溫作用而塑化，此時經(jīng)受強烈拉伸，纖維素大分子取向，并同時最終完成再生過程。粘膠短纖維的塑化浴拉伸率通常為10%20%。 隨著紡絲盤拉伸或塑化拉伸的增加，纖維的斷裂強度增加，而延伸度卻有所降低，這說明要獲得品質(zhì)好的纖維，并不能單靠強化拉伸來達到。 （3）松弛回縮 纖維經(jīng)過強烈拉伸后，纖維素大分子及其聚集單元大多沿著拉力方向取向，大分子之間作用力較強，部分纖維素大分子幾乎處于僵直狀態(tài)。纖維的斷裂強度雖較

24、高，但斷裂延伸度卻很低，脆性較大，其實用性能較差。為改善纖維的脆性，通常在拉伸后給予纖維適當?shù)幕乜s（松弛），以消除纖維的內(nèi)應(yīng)力。 生產(chǎn)普通粘膠長絲時，如用緊張式（筒管式）后處理，回縮率較少（2%12%）；如用松弛式（絲餅）后處理，則回縮率較大（12%20%）；粘膠短纖維在切斷后的完全松弛狀態(tài)下進行后處理，回縮率可達15%35%。 提高拉伸率的措施有：提高初生纖維的剩余酯化度，使初生纖維具有重大的可塑性；選擇較小的噴絲頭拉伸。研究結(jié)果表明，經(jīng)過大的噴絲頭拉伸的纖維，其后都不能承受較大的拉伸。在較小的噴絲頭拉伸的情況下，適當增大紡絲盤拉伸和塑化浴拉伸，可增加纖維的強度而不影響其伸度；提高塑化浴的溫

25、度及H2SO4濃度，以增加纖維的塑性。亦可增加CS2的回收率。四、粘膠纖維紡絲設(shè)備 （一）粘膠短纖維紡絲機 粘膠由供膠管路送進紡絲機，在紡絲機上進行計量，勻速供膠，再經(jīng)過分錠過濾、噴絲成形牽神等步驟，變成纖維。 紡絲機上工藝流程如下： 粘膠紡絲粘膠管紡絲計量泵燭形濾器噴絲頭凝固浴導(dǎo)絲機構(gòu)集束機 普通粘膠短纖維紡絲設(shè)備包括紡絲機、集束機(塑化拉伸機)和切斷機。紡絲機的作用是將粘膠紡制成基本凝固和大部分纖維素再生的初生絲條，并對絲條進行適當?shù)睦?；而集束機是將一臺紡絲機上各紡絲部位紡出的初生絲條集合成束，進行塑化拉伸，并使纖維素黃酸酯完成分解。? ?1紡絲機 生產(chǎn)普通粘膠短纖維的紡絲機按絲條上浴情

26、況，可分為深浴紡絲機和淺浴紡絲機。深浴紡絲機凝固浴槽深而窄，絲束走向垂直于凝固浴面，絲條的浸沒長度短（2030cm），成形纖維結(jié)構(gòu)均勻性差，強度低而伸度高，故很少使用。淺浴紡絲機凝固浴槽淺而寬，絲束走向平行于凝固浴面，絲條的浸沒長度長（5080cm），成形均勻，現(xiàn)在生產(chǎn)上多采用淺浴紡絲；按照導(dǎo)絲機構(gòu)的不同，可分為：第一種是沒有導(dǎo)絲盤的紡絲機，各錠位的絲條直接由集束機牽引。第二種是每一個或每兩個錠位相應(yīng)設(shè)一個紡絲盤，以引出絲條，送去集束拉伸。第三種是每一個或每兩個錠位設(shè)一對紡絲盤，各錠位的絲條先經(jīng)紡絲盤拉伸后再送去集束拉伸。第一、二種紡絲機結(jié)構(gòu)簡單，但紡絲穩(wěn)定性較差，生產(chǎn)操作較麻煩。目前多采用第

27、三種；按照紡絲部位布置形式，可分為雙面紡絲機和單面紡絲機。 雙面紡絲機：雙面紡絲機見圖4-32，它有兩個同樣的凝固浴槽，安裝在機架的兩側(cè)，凝固浴槽是塑料制成的。槽內(nèi)充滿凝固液。 圖4-32 雙面紡絲機側(cè)面示意圖              圖4-33 單面紡絲機側(cè)面示意圖 1粘膠管 2紡絲泵橋架 3紡絲計量泵 4連接管             

28、60;1粘膠管 2紡絲計量泵 3連接膠管 4燭形濾器 5燭形濾器 6鵝頸管 7噴絲頭                            5鵝頸管 6噴絲頭 7凝固浴槽 8導(dǎo)絲棒 8導(dǎo)絲盤 9絲導(dǎo) 10凝固浴           

29、0;                9導(dǎo)絲盤 10導(dǎo)絲器 11機架 12泵軸 紡絲機兩側(cè)的粘膠管1上都裝有紡絲計量泵橋架2，與紡絲計量泵3連接。粘膠由膠管進入紡絲計量泵，計量后，經(jīng)連接管4再送到燭形濾器5進行過濾，過濾后的粘膠經(jīng)鵝頸管6從噴絲頭7噴出，進入酸治由導(dǎo)絲盤8牽伸成形，再經(jīng)絲導(dǎo)9繞在前集束輥上拉伸。 雙面紡絲機結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，但設(shè)備安裝及維修困難。 單面紡絲機：單面紡絲機見圖4-33，它只有一個凝固浴槽，是由塑料制成的，生產(chǎn)中凝固

30、浴槽內(nèi)裝滿凝固液，溢流凝固液經(jīng)回流槽流回酸站 供膠管把粘膠送到紡絲機粘膠管l，粘膠管上的紡絲計量泵2把粘膠經(jīng)連接管3，均勻定量地送到燭形濾器4進行過濾，過濾后的粘膠經(jīng)鵝頸管5從噴絲頭6噴入盛滿凝固液的浴槽7，絲條離開凝固浴經(jīng)導(dǎo)絲棒8送到導(dǎo)絲盤9上，絲條在導(dǎo)絲盤圍繞后拉到導(dǎo)絲器10上，再匯集成絲束引向集束機。 單面紡絲機生產(chǎn)操作方便，管道及傳動部分布置合理，安裝及維修方便，但占地面積大。 現(xiàn)將紡絲機的部分主要機件分別介紹如下。 （1）粘膠導(dǎo)管：粘膠導(dǎo)管的作用，是把粘膠送至各紡絲錠位。紡絲車間輸送粘膠的導(dǎo)管，通常連成環(huán)路以避免產(chǎn)生死角，要求配制管道成環(huán)路，而且要強行循環(huán)。但在實際上溶液在管路封閉的

31、一端帶易發(fā)生堵塞，故在管路中引入溶液的一端需裝不銹鋼閥門，定期地放出粘膠。 （2）橋架（或稱支柱）：橋架是連接粘膠管、計量泵（紡絲泵）和燭形芯濾器的機件。其結(jié)構(gòu)如圖3-34所示。橋梁分成兩半，分別裝在粘膠導(dǎo)管的兩口，用螺絲把它夾緊。橋架上前孔粘膠進口與粘膠管的小孔相通，粘膠通過計量泵夾口進入計量泵。計量泵出來的粘膠，經(jīng)過夾口，返入橋架，壓入燭形濾器。在紡絲泵前裝有一個旋塞，當裝拆計量泵時，可把旋塞關(guān)閉。 圖3-34 橋架剖視圖              圖3-35

32、齒輪計量泵工作原理圖 1粘膠吸入孔 2粘膠壓出孔 （3）計量泵：計量泵又稱為紡絲泵，它的作用是定量地輸送粘膠至噴絲頭，使成形纖維的纖度穩(wěn)定而均勻。組常每個紡絲錠位相應(yīng)裝置一只計量泵。 計量泵有活塞泵和齒輪泵兩種，活塞泵的優(yōu)點是精密、耐用，每轉(zhuǎn)送膠量可以調(diào)節(jié)；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，修理困難，目前已極少應(yīng)用。 齒輪泵的主要部件是兩個精密嚙合的齒輪（圖4-35），在齒輪嚙合處的兩側(cè)，分別有粘膠吸入孔道和排出孔道，齒輪和泵的內(nèi)腔緊密貼合，齒輪旋轉(zhuǎn)時，粘膠從吸入孔進膠，充滿齒輪間的空隙，通過齒輪旋轉(zhuǎn)，由排出孔道輸出，通過燭形濾器、鵝頸管到達噴絲頭。 （4）燭形濾器和鵝頸管：燭形濾器和鵝頸管示意圖如圖

33、4-36所示。裝置燭形濾器的目的是使粘膠在進入噴絲頭前進行一次補充過濾。它由帽罩、外殼、燭形濾芯、螺母、濾口等組成。 濾芯過濾方式有外壓式和內(nèi)壓式兩種，外壓式是從橋架出來的粘膠經(jīng)下曲管進入外殼，透過芯子外面包扎濾布二層，然后匯集在過濾器管中心，再流入鵝頸管。外壓式燭形濾器過濾效果好，但由于在高壓之下濾布有緊貼于濾芯上的趨勢，將會降低濾布的有效過濾面積，這是它的不足之處；內(nèi)壓式是從橋架出來的粘膠經(jīng)下曲管進入過濾器的中心管，中心管上有孔眼，粘膠從中心管的孔眼中流向芯子表面，芯子外面包扎濾布二層，然后匯集在外殼內(nèi)，再流入鵝頸管。使用內(nèi)壓式濾器對于濾布的包扎要求較高，要特別注意防止由于包扎工作不良，隨

34、著生產(chǎn)過程中壓力的不斷升高，而使粘膠從包扎薄弱地方流出，降低過濾效率，致使紡絲狀態(tài)惡化至噴絲頭。 鵝頸管的作用是固裝噴絲頭，并將粘膠導(dǎo)向噴絲頭，進入凝固浴，其材料通常用不銹鋼管外包環(huán)氧樹脂玻璃布。 圖4-36 燭形濾器和鵝頸管示意圖                            圖4-37? 噴絲頭組裝示意圖 （5）噴絲頭：噴絲頭

35、是紡絲機上最重要、最精密的部件，它與噴絲頭螺母、螺母座、濾板、橡皮圈等組成噴絲頭組件，如圖3-37所示。噴絲頭的作用是將精確計量過的紡絲溶液（粘膠）的總流，分成許多股細流，然后形成單纖維。這種分配是借助于分布在噴絲頭上的許多孔眼來完成的。 噴絲頭孔數(shù)：噴絲頭的孔數(shù)取決于纖維的總旦數(shù)和單纖維的旦數(shù)。普通粘膠短纖維的紡速較低（60100m/s），故采用多孔數(shù)的噴絲頭以提高生產(chǎn)率。目前采用4000孔、6000孔、7500孔、12000孔，40000孔的噴絲頭，甚至采用10萬孔以上的組合噴絲頭。 孔徑和孔形：噴絲頭孔徑的大小，取決于纖維的纖度和粘膠的組成、供膠量、總拉伸率或紡絲速度等因素。成形的纖維越

36、細或粘膠中纖維素含量提高，則必須減小噴絲頭的孔徑。普通粘膠短纖維的噴絲頭孔徑一般采用0.060.10mm（毛細管直徑）。普通粘膠短纖維纖度與噴絲頭孔經(jīng)、孔數(shù)的關(guān)系如表4-11。 4-11 普通粘膠短纖維纖度與噴絲頭孔經(jīng)、孔數(shù)的關(guān)系 項? 目 指? 標? 大? 小 纖維纖度/d噴絲頭孔經(jīng)/mm噴絲頭孔數(shù)/個 1.5? 2.5? 3? 50.06? 0.07? 0.08? 0.1012000? 12000? 950012000? 63007500為了提高成形的穩(wěn)定性，噴絲頭的噴絲孔入口通常成錐形或曲線形，錐形或曲線形部分的高度為孔總高度的3040%，孔的其余部分則為毛細管部分，毛細管有一定的長度，

37、毛細管部分的高度和孔徑比最好等于或大于2，這樣才能使纖維容易成形，見圖4-38。 圖4-38 噴絲頭及其孔徑 （a）噴絲頭外廓尺寸 （b）錐形噴絲頭 （c）曲線形噴絲頭 孔的排布：噴絲孔的排布、必須考慮下列因素：第一，各孔噴出的粘膠不會粘連；第二，凝固浴能均勻地進入噴絲頭表面各個部位；第三，易于鉆孔加工。噴絲孔的排布，有采用同心圓或六角形等形式，但孔數(shù)多而底面積大的噴絲頭，通常都采用圓形、放射形、環(huán)形或扇形等分區(qū)排布（圖4-39），或由多個小噴絲頭組合的形式。近年來亦有采用瓦楞形式矩形的噴絲板，噴絲孔在其上分區(qū)排布。 圖4-39 噴絲孔排布示意圖 噴絲孔的材質(zhì)：噴絲孔既要耐堿（粘膠）又要耐酸（

38、凝固浴），還要有足夠的強度，能在0.8MPa左右的壓力下工作，因此，一般選用鉑、金的合金或鉭質(zhì)材料，也有采用特種玻璃、氧化陶瓷、石英、藍寶石等非金屬材料。 （6）凝固浴槽：凝固浴槽是一個貫穿整個紡絲機的長槽，用以裝盛凝固浴并使纖維成形的場所，槽身通常用硬聚氯乙烯板焊接而成。 為了使各紡絲部位的紡絲條件均一，凝固浴在槽內(nèi)的分配及循環(huán)是十分重要的。目前最常用的浴液循環(huán)方式是隙縫式，如圖4-40所示。來自酸站的凝固浴沿槽的兩端進入淺槽1內(nèi)，然后通過槽上的小孔流入檔板B和凝固浴槽壁之間的縫隙，由于新鮮浴液的比重較大而下沉，并沿槽的全長而流向噴絲頭周圍。稀釋了的凝固浴經(jīng)過刻有小孔的濾板溢流到回流槽C內(nèi)。

39、 （7）導(dǎo)絲盤：用玻璃材料制成，盤上刻有槽紋，使絲條不易滑動，且便于凝固浴流出。一般采取兩個紡絲部位，合用一個導(dǎo)絲盤。 2集束機 每一紡絲部位的絲束，自噴絲頭出來，經(jīng)過導(dǎo)絲鉤和導(dǎo)絲盤，沿著總絲束移動的方向，匯集成更大的絲束，這個過程叫集束。集束后的絲束，經(jīng)過拉絲輥進入塑化浴中，通過塑化拉伸，提高纖維強度。 集束機包括塑化浴槽和拉伸機兩部分。 （1）塑化浴槽：塑化浴槽有下列幾大作用，其一，纖維在熱酸性浴中進行拉伸以提高纖維的強度；其二，使黃酸酯進一步分解，纖維素完全再生；其三，將絲束中蒸出的CS2進行回收；其四，洗除絲束上部分凝固浴。 塑化浴槽的構(gòu)造，如圖4-41所示。 圖4-41 塑化浴槽示意

40、圖 1塑化浴槽 2集汽導(dǎo)管 3密封板 4溢流擋板 5前集束 6后集束 槽為長約l3m的長槽，內(nèi)盛塑化浴。槽內(nèi)有進水管和溢流擋板，以控制塑化浴的液面。槽中裝有兩根蒸汽管，管上均勻分布著數(shù)十個直徑為34mm的小孔，用直接蒸汽加熱浴液，并使絲束受蒸汽作用而松散。塑化浴槽上有罩蓋，通過罩蓋上的兩條管道，把CS2、H2S及水蒸氣等氣體抽出，進行冷凝回收。絲束在浴中浸長約lOm，停留約810s。 塑化浴的溫度一般為9598，硫酸的濃度在1025g/L左右。為了保持塑化浴槽中的酸度，必須不斷地補充新鮮熱水，使塑化浴保持在溢流狀態(tài)。塑化浴中的H2SO4是由絲束帶入的，一般不需另外加入。 （2）拉伸機：是兩組直

41、徑相同的圓輥(每組有35個輥)，在塑化浴槽的前后各設(shè)一組。通過調(diào)節(jié)兩組輥之轉(zhuǎn)速，可使絲束受到不同程度的拉伸。兩組輥都要在有充分通風排毒的情況下進行工作。 拉伸輥一般為三個一組，組成一倒品字形，故又稱品字輥。為了減少絲束在輥上的打滑現(xiàn)象，也有采用四輥或五輥一組的。 拉伸輥大都由鋼制成，外包硬橡膠或其他耐酸材料。 3切斷機 經(jīng)過塑化拉伸后的絲束，被牽引輥引送到切斷機，是為了把絲束切成符合紡織加工要求的長度。 纖維的切斷主要是靠專用的切斷機來進行，現(xiàn)在用于粘膠短纖維生產(chǎn)的切斷機，主要有三種形式：分度盤式、壓輪式和滾刀式。目前國內(nèi)粘膠短纖維生產(chǎn)大多采用分度盤式。 分度盤式切斷機主要由分度盤、刀座、喂入

42、口、水噴嘴以及傳動裝置組成，見圖4-42，圖4-43所示。分度盤式切斷機開動時，分度盤和裝有切斷刀的刀架同步轉(zhuǎn)動，導(dǎo)入輪把絲束從喂入嘴喂入，在分度盤的夾持下，被轉(zhuǎn)動的切斷刀切成需要長度的絲段。由專用水泵送來的水，通過特制的噴嘴噴出，使切斷后的片狀纖維順利地離開分度盤面落入出料斗內(nèi)，然后再送往精練機。 圖4-42 分度盤式切斷機                        &#

43、160;      圖4-43? 分度盤式切斷機工作圖 A導(dǎo)入輪 B絲束通道 C喂入嘴 D分度圓盤              A分度圓盤? B刀座? C絲束 E刀架 F噴水嘴 1絲束 2短纖維出口 （二）粘膠長絲紡絲機 粘膠長絲紡絲機的類型較多，有筒管式紡絲機（已淘汰）、離心式紡絲機、半連續(xù)紡絲機式及連續(xù)式紡絲機等 1筒管式紡絲機 由于筒管式紡絲機早已被粘膠長絲生產(chǎn)淘汰，這里不再敘述。 2離心式紡絲機 紡絲

44、機構(gòu)造：離心式紡絲機主要由機身、浴槽、紡絲盤、漏斗、離心罐和傳動機構(gòu)組成。得到酸性絲餅。 工藝合格的粘膠，在一定壓力下進入紡絲機進膠管，進膠管把粘膠送到紡絲機的橫管內(nèi)，粘膠由橫管進入各個紡絲計量泵，粘膠計量泵按固定吐膠量將粘膠打入濾器。過濾后的粘膠再經(jīng)曲管送到噴絲頭噴膠。噴絲頭噴出的粘膠經(jīng)酸浴槽凝固分解成絲條。紡絲盤將絲條牽伸并引入漏斗，送進受絲機構(gòu)離心罐，靠離心力和漏斗升降將絲條疊繞成絲餅，最后落絲，見圖4-44所示。代表機型是經(jīng)緯紡機生產(chǎn)的R531型紡絲機。 工藝流程為： 粘膠 計量泵 過濾器 噴絲頭 凝固浴 紡絲盤1 紡絲盤2 漏斗 離心罐 酸性絲餅 圖4-44 離心式紡絲機 1粘膠管路

45、 2紡絲泵 3連接管 4濾器座 5燭形濾器 6曲管 7噴絲頭 8刮酸棒 9導(dǎo)絲鉤 10、12導(dǎo)絲棒 11、13紡絲盤 14紡絲漏斗 15漏斗支架 16離心罐 17電錠 18離心罐外套 19下排風道 20酸浴槽 21水槽 22照明燈 23接酸槽 紡絲成形后的絲條，要經(jīng)過導(dǎo)絲、牽伸、引絲和受絲等機件，繞成絲餅完成紡絲。 （1）導(dǎo)絲件：導(dǎo)絲件包括刮酸棒、導(dǎo)絲釣、導(dǎo)絲棒、導(dǎo)絲盤（輥）等。導(dǎo)絲件的作用是刮掉絲條上帶的酸，改變絲條運動方向，完成絲條拉伸等。 導(dǎo)絲機構(gòu)以離心紡絲機為例，見圖4-45。絲條成形后首先經(jīng)刮酸棒刮酸。然后引向?qū)Ыz鉤，再到導(dǎo)絲盤進行拉伸。 絲條的拉伸是靠導(dǎo)絲盤（輥）間的線速度差異實現(xiàn)

46、的。導(dǎo)絲盤（輥）間的線速度差異是以導(dǎo)絲盤轉(zhuǎn)數(shù)差異實現(xiàn)，也有的是以導(dǎo)絲盤的直徑差異實現(xiàn)的。 （2）疊絲受絲機構(gòu)： 疊絲受絲機構(gòu)由升降漏斗和離心罐組成，漏斗升降起疊絲作用；離心管高速旋轉(zhuǎn)起受絲作用，疊絲受絲機構(gòu)見圖4-46。 圖4-46 疊絲受絲機構(gòu) a）疊絲受絲組裝圖 b）漏斗 c）離心罐 1漏斗支架 2玻璃漏斗 3離心罐外套蓋 4離心罐內(nèi)套 5離心罐 6離心罐外套 7電錠 疊絲機構(gòu)主件漏斗一般用玻璃制成，漏斗管呈竹節(jié)狀，漏斗和其他附件組成疊絲機構(gòu)，由升降裝置帶動作上下往復(fù)動作，往復(fù)頻率3050次/min，他給予受絲器繞絲時適當?shù)膶?dǎo)絲角和重疊分配，以提高后處理效果和退卷解舒性。 受絲機構(gòu)主要是離

47、心罐，附件包括壓絲蓋、圓桶等。每個紡絲離心罐由單獨的電錠帶動，它同時起受絲和加捻作用。離心罐轉(zhuǎn)速很高，絲條通過漏斗進入罐后被甩到罐壁上，再隨漏斗的升降卷繞成絲餅，并且由于紡速遠低于離心罐的圓周速度，可以把漏斗外的絲條看作靜止，離心罐則作加捻旋轉(zhuǎn)，絲絲條獲得捻度。 3半連續(xù)法離心紡絲機 將紡絲及絲條水洗過程在一臺機器上連續(xù)進行，從而得到中性絲餅。半連續(xù)式離心紡絲機主要由機身、浴槽、凝固輥、去酸輥、漏斗、離心罐和傳動機構(gòu)組成。 粘膠由供膠管送進計量泵，計量泵按一定打膠量把粘膠打入濾器過濾，再經(jīng)曲管送到噴絲頭噴入酸浴中，凝固分解再生絲條，絲條自酸浴引出后，經(jīng)過刮酸棒，向上繞至凝固輥后面的玻璃紡絲盤上

48、，隨后再繞至上、下凝固輥，絲條在凝固輥與紡絲盤間受到拉伸，其后絲條向上繞至一對去酸輥上，在此輥前半部絲條繼續(xù)凝固、分解，到后段則受到溫軟水淋洗，洗除絲條上附著的凝固浴及硫磺等雜質(zhì)。與此同時，絲條上的CS2、H2S等氣體逸出。中性絲條進入漏斗送進離心罐疊繞成絲餅，見示意圖4-47。代表機型是R535A型紡絲機。圖4-47 半連續(xù)式紡絲機 1粘膠管路 2紡絲泵 3連接管 4燭形濾器 5曲管 6噴絲頭 7酸浴槽 8刮酸棒 9玻璃牽伸盤 10上凝固輥 11下凝固輥 12滴凹槽 13下去酸輥 14上去酸輥 15托水盤 16墻板 17去酸水管 18去酸水船 19水船吊架 20紡絲漏斗 21漏斗支架 22離

49、心罐 23離心罐內(nèi)套 24電錠 25防護墻 26機座 4連續(xù)式紡絲機 紡絲、后處理和干燥的所有過程合在一臺機器上完成，實現(xiàn)單機連續(xù)生產(chǎn)。 工藝流程為： 粘膠 計量泵 過濾器 噴絲頭 凝固浴 紡絲盤 處理輥 烘干輥 上油輥 卷繞 中性絲筒 （1）納爾生連續(xù)式紡絲機：納爾生連續(xù)式紡絲機為單層式，所紡絲條為無酸、無硫酸鈉、干燥并具有一定捻度的絲筒（圖4-48）。 紡絲流程是：新成形的絲條由凝固浴導(dǎo)出后，繞至輥筒上，在輥筒上的頭59圈（75m絲條行程），進行纖維青黃酸酯的分解過程，在其后2530圈（約50m）進行水洗，以除去酸及雜質(zhì)，在輥筒烘干區(qū)內(nèi)的最后的30圈，將洗滌后的絲條用電加熱裝置進行烘干。干

50、燥的絲條再經(jīng)導(dǎo)絲機構(gòu)、上油、加捻，繞置于機器另一面的錠子上。 這種機器最大優(yōu)點是使紡絲、后處理和干燥的所有過程合在一臺機器上完成，實現(xiàn)單機連續(xù)生產(chǎn)，但絲條含硫量較高，收縮較大。而且機器外形尺寸大，紡速較低，單機產(chǎn)量相對較低。 圖4-48 納爾生連續(xù)式紡絲機                     圖4-49 肋形滾筒連續(xù)式紡絲機 1機座 2凝固浴 3噴絲頭 4紡絲泵 5過濾器  

51、0;  1新成形的絲條 2、3酸洗 4、6脫硫 6漂白 7水洗 6絲條 7滾筒 8干燥纖維、上油、加捻 9錠子      8皂洗 9水洗 l0烘干 11加捻 l2繞絲筒 l3紡絲操作臺 l4后處理操作臺 15熱水循環(huán)管 l6粘膠過濾 （2）肋形滾筒連續(xù)式紡絲機：紡絲機使絲條連續(xù)行進的構(gòu)件是肋形滾筒。它是由一個肋骨滾筒和一個籠條滾筒拼合在一起的混合機構(gòu)。 肋骨滾筒裝在旋轉(zhuǎn)的中心軸上，而中心軸本身又通過一個固定的偏心軸襯?；\條滾筒以偏心軸襯為中心，套在肋骨滾筒的外面，使肋骨滾筒和籠條滾筒之間有一交角。當肋骨滾筒旋轉(zhuǎn)時，外面的籠條

52、滾筒被迫旋轉(zhuǎn)，因后者對旋轉(zhuǎn)軸心是偏心的，因此在旋轉(zhuǎn)過程中能起伏地上升或下降，使絲條沿著軸向由滾筒的內(nèi)端向外移動到接近邊緣，落到裝在下面的一個滾筒的內(nèi)端，如此連續(xù)下去，直到最后一個滾筒。每一滾筒相當于成形以后的一個后處理過程。（圖4-49）。 絲條從凝固浴出來以后，經(jīng)過各層的滾筒逐次受到后處理、烘干、加捻，最后繞到套在錠子的繞絲管上。 這種連續(xù)設(shè)備的優(yōu)點，是能進行全部的后處理過程，后處理周期短，處理均勻；占地面積??；勞動生產(chǎn)率高。但缺點機器結(jié)構(gòu)較寬大而復(fù)雜。 （3）-型連續(xù)式紡絲機：將紡絲、后處理過程合并，并連續(xù)卷裝成中性絲條筒子的設(shè)備。采用二浴法紡絲。初生絲條由凝固浴出來以后進入再生浴，并同時

53、進行塑性拉伸。其后在精煉輥筒對上進行水洗、脫硫處理，再在上油輥上油，然后到達干燥輥筒對。經(jīng)干燥的絲束連續(xù)繞成長絲筒子（圖4-50）。該機的勞動生產(chǎn)率高，而投資及產(chǎn)品成本比普通離心式紡絲機及納爾生式、肋形滾筒連續(xù)式紡絲機為低。 4-50圖4-50 -型連續(xù)式紡絲機簡圖 1凝固浴 2拉伸輥筒 3精煉輥筒對 4上油輥 5干燥輥筒 6受絲筒 7再生浴 （4）平板式紡絲機：該機中幾百根纖維紡出后，并排同時進入后處理浴并烘干，然后各自卷繞到筒管上，這一工藝技術(shù)處于西歐纖維生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)先地位。 圖4-51 平板式連續(xù)式紡絲機簡圖 五、二硫化碳回收 CS2是制粘膠纖維的重要原料，在制備粘膠時所用的二硫化碳，在

54、纖維成形和各處理過程中有相當大部分又重新釋放出來排入空氣。一方面浪費原材料；另一方面污染空氣。因此必須對CS2加以回收。回收的方法有冷凝法和活性炭吸附法。通常采用冷凝法，回收率4555%。 冷凝法回收纖維中二硫化碳的過程，可以分成兩個階段：自纖維中蒸出二硫化碳并將其轉(zhuǎn)化為氣相。液化氣態(tài)二硫化碳。 短纖維二硫化碳回收是在塑化浴中捕集的，長纖維可在后處理機上進行。 下面我們討論冷凝法回收CS2的情況，冷凝法回收CS2的回收流程示意圖見圖4-52。 圖4-52 冷凝法回收CS2的回收流程示意圖 （一）CS2的蒸出 粘膠短纖維生產(chǎn)中，CS2是緊接在紡絲機后面的塑化浴中蒸出的。粘膠纖維絲束經(jīng)集束拉伸輥進

55、入塑化浴槽，在塑化拉伸的過程中，絲束中的二硫化碳在9598的高溫下被蒸出。絲束以一定的速度通過，在浴內(nèi)的時間為1015s，蒸出的CS2和水蒸汽的混合氣體經(jīng)導(dǎo)管送至冷凝器中進行冷卻。 （二）CS2的冷凝 從塑化浴蒸出的CS2和水的混合蒸汽由鉛制集氣管送到冷凝器中進行冷卻?；旌险羝冗M入初冷凝器中，其內(nèi)部裝有數(shù)十根立式鋁管，冷卻水從下部進入，通過鋁管外部從上部溢流口流出。而混合蒸汽在鋁管內(nèi)部自上而下流動。通過熱量交換，混合蒸汽中的大部分水和CS2液化。未液化的氣體，繼續(xù)流向終冷凝器。終冷凝器采用低溫鹽水冷卻。經(jīng)終冷凝器后未被液化的尾氣從排氣管放掉，CS2液體和水流入分離桶。CS2因比重大于水而沉在

56、水下面，水從上部排掉，CS2從下部經(jīng)管路流入CS2儲罐。 六、酸站 由于紡絲時所產(chǎn)生的物理、化學作用，自紡絲機流回的已經(jīng)作用過的凝固浴，其組成、溫度等都發(fā)生了不同程度的變化。這些變化主要是：粘膠中的氫氧化鈉被硫酸中和而產(chǎn)生的水，以及粘膠中帶進的水使凝固浴稀釋，體積增加；硫酸因中和作用和被成形的纖維所帶走而濃度降低；硫酸鋅同樣被離開凝固浴的纖維所帶走總量也減少；酸堿中和生成硫酸鈉，故其在浴中的總量增加；由于粘膠的溫度較低，以及循環(huán)過程中熱量損失，浴溫有所下降；紡絲成形過程中，纖維素黃酸酯及副產(chǎn)物的分解，產(chǎn)生硫磺使凝固浴混濁。酸站的任務(wù)是將組成和溫度合格的凝固浴連續(xù)供給紡絲工序，同時回收從紡絲機上

57、流回的被稀釋的凝固浴。具體表現(xiàn)為：不斷補充硫酸和硫酸鋅，使其組成達到規(guī)定的標準；通過蒸發(fā)除去多余水分，使硫酸鈉以芒硝的形式結(jié)晶析出并除去；過濾浴液，除去其中的硫和硫化物以及其它各種雜質(zhì)，并控制調(diào)節(jié)凝固浴溫度；將達到工藝條件的凝固浴均勻地供給紡絲機，并保持連續(xù)不斷地循環(huán)。為此需專門設(shè)立酸站，以進行凝固浴的調(diào)配和循環(huán)、凝固浴的回收和處理。 在粘膠纖維生產(chǎn)過程中，酸站的流程有多種形式。最常見的幾種流程如圖4-53。 圖4-53? 酸站流程圖 上列流程各有特點。、方式只用一次酸泵便能完成凝固浴的循環(huán)和回收，節(jié)省動力；方式是將蒸發(fā)濃縮的母液送去結(jié)晶，硫酸鈉的結(jié)晶效率高，但要增加設(shè)備和動力（電、冷凍）的消

58、耗；方式的優(yōu)點較多，它將紡絲機回流的凝固浴全部過濾，并經(jīng)過專門的脫氣處理，凝固浴的潔凈度高，紡絲的穩(wěn)定性好，結(jié)晶、蒸發(fā)、加熱等設(shè)備及其管道不易堵塞。但要增加設(shè)備及電力的消耗。 （一）凝固浴的調(diào)配和循環(huán) 粘膠纖維生產(chǎn)中的凝固浴，主要是硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅三種成份按一定比例配成的水溶液。硫酸的作用：其一與粘膠中的堿發(fā)生中和反應(yīng)。其二使粘膠凝固分解，再生出纖維素，濃度為90145g/L；硫酸鈉的作用使纖維素黃酸鈉分解的速度減慢，增加皮層厚度，保證拉伸順利進行，濃度為280360g/L；硫酸鋅的作用是更有效地控制黃酸鈉分解速度，使纖維牽伸好，結(jié)構(gòu)均勻，提高纖維的品質(zhì)，濃度為1015g/L。 為了保證凝

59、固浴組成的均勻穩(wěn)定，一般硫酸含量波動不超過±2g/L，硫酸鋅含量波動不超過±0.5g/L，硫酸鈉含量波動不超過±5g/L。 在紡絲過程中，凝固浴中的硫酸和硫酸鋅濃度及溫度不斷下降，硫酸鈉濃度不斷升高。為了穩(wěn)定紡絲條件，必須補加硫酸和硫酸鋅，保證硫酸的落差小于57g/L，并通過加熱調(diào)節(jié)溫度，一般硫酸是連續(xù)加入，硫酸鋅間歇加入，多余的硫酸鈉和水通過蒸發(fā)和結(jié)晶來處理。 （二）凝固浴的回收 凝固浴的回收，包括過濾、蒸發(fā)和結(jié)晶等過程。 1凝固浴過濾 在粘膠纖維紡絲過程中，從紡絲機回流的凝固浴，除了夾帶有粘膠塊、廢纖維及其它機械雜質(zhì)外，還有由于二硫化碳和黃酸鈉的分解而生成的大

60、量膠體硫，其中，有的硫化物以極細小的顆粒狀態(tài)分散在凝固浴中，有的結(jié)合成膠體漂浮于浴面。此外，凝固浴中還有CS2及H2S等微小氣泡。這些雜質(zhì)和氣泡，使凝固浴混濁，影響紡絲過程和紡絲質(zhì)量。因此，凝固浴在循環(huán)中要進行過濾，把夾雜物和生成的膠體硫除去。目前生產(chǎn)中多采用石英砂過濾器，也有使用燭形濾器，微孔管過濾和浮游過濾的，這里只介紹石英砂過濾器。 石英砂過濾器如圖4-54所示，濾器的主體為密閉的鋼制圓筒，中部裝一塊多孔隔板，隔板孔上裝有陶瓷或塑料制成的噴嘴。這些側(cè)面多縫的噴嘴上方鋪700900mm高的石英砂濾層，在中心進酸管突出砂層上部有傘形溢流罩盤。凝固浴由中心管進入濾層上部，在0.20.3MPa壓力下通過石英砂層，雜質(zhì)被阻留在砂層上，清液則從底管流出。 濾器工作一段時間后，濾層上雜質(zhì)增多，過濾速度下降，故要用清凈的凝固浴或清水進行反沖洗，并吹入壓縮空氣，使砂層松動。 2蒸發(fā) 由于在紡絲成型