聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)及質(zhì)量控制課件

第五章聚丙烯腈纖維生產(chǎn)及質(zhì)量控制腈綸：聚丙烯腈纖維、PAN纖維或PAC纖維丙烯腈和第二、第三單體的共聚物（comonomer）紡制的合成纖維；常規(guī)聚丙烯腈纖維中AN含量在85%以上；改性聚丙烯腈纖維（modacrylicfiber）中AN含量為35%～85%；腈綸短纖維腈綸毛條腈綸絲束第一節(jié)概述聚合（原液制備）方法紡絲方法溶劑主要生產(chǎn)廠商水相沉淀聚合（二步法）干紡DMFDuPont（美），Bayer（德）丙酮TennesseEastman（美）濕紡NaSCNCytec（美），Exlan（日）HNO3

旭化成（日）DMFHoechst（德），PhonePoulenc（法）DMAMonsanto（美），三菱人造絲（日）丙酮鐘淵化學(xué)工業(yè)（日）ECSavinesti（羅）溶液聚合（一步法）濕紡NaSCNCourtaulds（英）ZnCl2DowChemical（美），東邦貝絲綸（日）DMF鐘紡（日）DMSO東麗（日）腈綸生產(chǎn)工藝路線聚丙烯腈纖維生產(chǎn)工藝路線比較：一步法與二步法：一步法是指PAN的合成采用溶液聚合，聚合物不經(jīng)分離，直接配成紡絲原液去紡絲；二步法又稱為水相沉淀聚合路線。PAN的合成采用水相沉淀聚合，聚合物經(jīng)分離后重新溶解，即聚合物的制備及原液配制兩步完成；干法紡絲與濕法紡絲

：腈綸的成形借助于蒸發(fā)除去擠出細流中的溶劑，稱為干法紡絲；借助于擠出細流中的溶劑與凝固浴中溶劑的雙向擴散，稱為濕法紡絲；有機溶劑與無機溶劑：聚丙烯腈纖維的用途主要用于針織品、裝飾紡織品市場、室外紡織品溶劑——有機溶劑：占63%，DMF、DMA、EC、丙酮、DMSO。腈綸結(jié)構(gòu)致密，截面非圓形，光澤和諧；——無機溶劑：約占37%，NaSCN、HNO3、ZnCl2。腈綸蓬松性好，截面圓形，光澤較亮，強度較高；引發(fā)劑：偶氮二異丁腈淺色劑：二氧化硫脲分子量調(diào)節(jié)劑：異丙醇（IPA）萃取劑：異丙醚（IPE）碳酸鋇：用BaCO3即可除去SO42－

草酸鉀鈦：降低溶劑色度，防止鐵質(zhì)進入聚合體油劑、抗靜電劑：油劑（司配60、吐溫60）；抗靜電劑如甲基（三羥乙基）甲基硫酸季銨鹽；其他：鈦白粉、熒光增白劑、硫酸、醋酸、鹽酸、離子交換樹脂等原料。第三節(jié)聚丙烯腈的合成

一、均相溶液聚合

均相溶液聚合所得的聚合液可直接用于紡絲，又稱腈綸生產(chǎn)的一步法。省去分離聚合物的沉淀、過濾和烘干；但對原料的純度要求較高，對原液的質(zhì)量控制和檢測難度較大。（一）聚合工藝流程

硫氰酸鈉水溶液為溶劑的均相溶液聚合流程圖

1—調(diào)配桶2—漩流液封加料斗3—混合桶4—聚合釡5—熱交換器6—第一脫單體塔7—加熱器8—第二脫單體塔9—噴淋冷凝器10—噴淋液冷卻器11、12、13—螺桿泵聚合反應(yīng)器（二）聚合工藝控制引發(fā)劑濃度

引發(fā)劑↑→→自由基↑→活化中心↑→→聚合反應(yīng)速度↑

→反應(yīng)轉(zhuǎn)化率↑

→碰撞↑→大分子鏈重合、歧化、轉(zhuǎn)移終止↑→聚合物分子量↓

→大分子端基的引發(fā)劑殘?；肿咏Y(jié)構(gòu)規(guī)律性↓

→

偶氮引發(fā)劑→聚合物色澤加深→纖維白度↓工業(yè)：引發(fā)劑用量為總單體重量的0.2%~0.8%。

總單體濃度

總單體濃度↑→聚合反應(yīng)速度↑、聚合物平均分子量↑

聚合溫度溫度↑→能量↑→引發(fā)劑分解↑→活化中心↑→→聚合反應(yīng)速度↑

→反應(yīng)轉(zhuǎn)化率↑→碰撞↑→大分子鏈重合、歧化、轉(zhuǎn)移終止↑→分子量↓

工業(yè)：反應(yīng)溫度76~82℃介質(zhì)pH值

pH值5±0.3，才能保證黏度變化少，聚合轉(zhuǎn)化率變化也不大；單體中所含有的有機雜質(zhì)

有機雜質(zhì)（氫氰酸、丙烯醛、乙醛、丙酮、乙腈和噁唑、丙腈）→反應(yīng)速度↓

硫氰酸鈉中含有的雜質(zhì)

甲酸鈉（SF）→聚合漿液黏度↓↓

→紡絲困難

Na2S2O3

→纖維泛黃淺色劑二氧化硫脲

二氧化硫脲→防止氧化劑對聚合反應(yīng)的影響→反應(yīng)穩(wěn)定，纖維白度好

分子量調(diào)節(jié)劑異丙醇

異丙醇其分子中與伯碳原子相連的氫原子特別活潑，易和生長著的大分子自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，使大分子終止。溶劑NaSCN濃度濃度為51.8%的硫氰酸鈉溶液中的水分子，可全部與NaSCN分子溶劑化，使丙烯腈與聚丙烯腈中的氰基與硫氰酸鈉構(gòu)成的溶劑化層最穩(wěn)定，溶液黏度最低。工業(yè)：濃度50%～52%硫氰酸鈉作溶劑，制得原液中硫氰酸鈉含量為43.5%～44.5％聚合反應(yīng)時間

聚合時間↑→→引發(fā)劑分解↑→活化中心↑→單體轉(zhuǎn)化率↑

→單體濃度↓→體系黏度↑→生成的大分子鏈變短→平均聚合度↓

工業(yè)：硫氰酸鈉一步法中，聚合時間1.6~2.5h

硝酸和二甲基亞砜為溶劑時，聚合時間為12~14h聚合轉(zhuǎn)化率低轉(zhuǎn)化率（50%～55%）→→聚合時間↓→設(shè)備利用率↑→分子量分布窄、聚合度↑→纖維白度好

→聚合好的紡絲液中殘留單體量↑→脫單體負荷↑高轉(zhuǎn)化率（＞95%）→聚合時間↑→→引發(fā)劑分解↑→活化中心↑→單體濃度↓→黏度↑→生成的大分子鏈變短→平均聚合度↓中轉(zhuǎn)化率（70%～75%）：介于低轉(zhuǎn)化率和高轉(zhuǎn)化率之間工業(yè)：NaSCN一步法連續(xù)聚合（低轉(zhuǎn)化率），個別廠用中轉(zhuǎn)化率。硝酸為溶劑的一步法、以二甲基亞砜為溶劑和以氯化鋅濃水溶液為溶劑的一步法（高轉(zhuǎn)化率）

各工藝因素對聚合反應(yīng)的影響

因素變化轉(zhuǎn)化率％平均聚合度色澤引發(fā)劑增加溫度升高單體濃度增加二氧化硫脲增加異丙醇增加硫氰酸鈉濃度（56%以下時）增加pH值增加（13以下時）有機質(zhì)量增加無機鹽增加：Fe3+和Fe2+Ti4＋SO42－Cl－反應(yīng)時間增加提高提高提高降低不變提高提高降低降低降低不變不變提高降低降低提高降低降低提高提高降低降低降低略提高不變降低加深加深加深變淺變淺不變加深加深加深加深不變不變加深二、水相沉淀聚合

（一）聚合工藝流程

水相沉淀聚合工藝流程示意圖1—聚合反應(yīng)釜2—淤漿槽3—旋轉(zhuǎn)真空過濾機4—真空泵5—第二淤漿槽6—分離槽7—淤漿混合槽8—擠壓機9—干燥機10—氣體系統(tǒng)11—循環(huán)分離器l2一粉碎機l3—聚合物儲槽l4—泵無機鹽的影響

Fe2＋→聚合反應(yīng)

NaCl、Na2SO3→聚合反應(yīng)速度↓

氧的影響

微量對聚合反應(yīng)影響小，大量空氣使反應(yīng)速度減慢，分子量升高，副產(chǎn)物HCN、HCHO、CO2

產(chǎn)生

攪拌

攪拌器轉(zhuǎn)速↑→→轉(zhuǎn)化率↑→分子量↓→平均粒徑↓、粒徑分布變窄、沉降值↓聚合物粒子大小和聚合物效應(yīng)聚合物懸浮體粒子↓→平均分子量↓水洗的影響

——水洗水溫度：溫度↑→雜質(zhì)溶解↑→洗滌效果↑；工業(yè)：水洗水溫度為22℃，——水洗水分布：水洗水分布不均勻→聚合物出現(xiàn)干裂紋→水洗水大量通過裂紋→水洗效果↓——真空度：真空度↓↓→壓差↓→水洗水流動的動力↓→水洗水不能穿過聚合物層真空度↑↑→轉(zhuǎn)鼓上吸附聚合物層厚↑→水洗效果↓脫水的影響

——真空度：真空度↑→壓差↑→水流動的動力↑→脫水效果↑真空度↑↑→→濾餅中水含量↓

→能耗↑↑真空度↓↓→水脫除量↓→濾餅中水含量↑↑——轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)數(shù)：轉(zhuǎn)數(shù)↓→→濾餅的停留時間↑→脫水效果↑

→產(chǎn)量↓

第四節(jié)聚丙烯腈紡絲原液的制備及其性質(zhì)

原液準(zhǔn)備流程示意圖1、7—管道混合器2—原液混合槽3—脫泡器4—密封槽5—多級混合器6—冷卻器8—板框過濾機9—振蕩研磨機10—熒光漿液計量罐11—球磨機12—球磨機接受槽13—消光漿液貯槽一、紡絲原液的制備

（一）一步法紡絲原液的制備

脫單：高轉(zhuǎn)化率（轉(zhuǎn)化率大于95%）：聚合產(chǎn)物不需脫除單體；中、低轉(zhuǎn)化率：必須將聚合漿液進行脫單體。

脫單體流程示意圖

脫單體塔結(jié)構(gòu)示意圖1—試劑混合桶2—列管式冷卻器3—單體噴冷器4—脫單體器（二）二步法紡絲原液的制備由水相沉淀聚合所得的聚丙烯腈是細小固體顆粒狀，首先需要將它溶解于有機或無機溶劑中。并經(jīng)過混合、脫泡、過濾紡前調(diào)溫等工序，以制成符合紡絲要求的原液。由于溶解之后的混合、脫泡、過濾、紡前調(diào)溫等工序，與一步法紡絲原液制備相同，所以這里只介紹溶解。

溶解第一步：溶劑化，使高聚物漿化（即溶脹）第二步：有限溶脹發(fā)展為無限溶脹——溶解二、紡絲原液的性質(zhì)

紡絲原液的黏度影響聚丙烯腈紡絲原液黏度有：相對分子質(zhì)量、聚丙烯腈濃度、溫度、共聚物組成

紡絲原液中共聚物濃度隨著原液中PAN含量的提高，纖維的物理－機械性能有所改善，并且可相應(yīng)提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。但是隨著濃度的增大，原液的黏度將明顯增加，這將給原液的過濾、輸送和紡絲帶來困難

聚丙烯腈分子量及其分布相對分子質(zhì)量：40000～80000

相對分子質(zhì)量分布：一步法所得PAN的相對分子質(zhì)量分布較寬（分散度指數(shù)α為2.0～2.5）二步法PAN分散度指數(shù)較窄（1.7～2.0）。NaSCN水溶液濃度（％）聚丙烯腈用量（%）原液放置不同時間后的落球黏度（s）24小時48小時72小時120小時444648505254565814.914.514.814.914.514.714.915.0凍膠化567195170.5176233283.54851154201175178.5233.5287.5491凍膠化207175178232287.5－216.5175177231285.5492紡絲原液的穩(wěn)定性

配制原液用的NaSCN水溶液中NaSCN濃度低于48%時，原液的穩(wěn)定性降低，如低于46%，易于凍膠化，因此腈綸生產(chǎn)上紡絲的原液中NaSCN濃度44%～45%，相當(dāng)于采用51%～52.1%的NaSCN水溶液配制含有12.8%聚丙烯腈的紡絲原液紡絲原液的白度原液的白度受溶劑的色澤、聚合轉(zhuǎn)化率、原液的pH值、引發(fā)劑和還原劑用量等因素的影響。轉(zhuǎn)化率或體系pH值較高或溶劑色澤較深時，原液的白度較差；引發(fā)劑用量較多時，原液容易發(fā)黃；增加還原劑、二氧化硫脲、二亞乙基三胺亞乙酸的用量時，可有效地改善原液的白度。（一）工藝流程

DMF溶劑路線

DMF法腈綸的紡絲，后加工流程圖

1—凝固浴槽2—拉伸機3—水洗機4—上油浴5—干燥致密化機6—拉伸機7—卷曲機8—汽蒸熱定型機9—冷卻機l0—切斷機ll—打包機NaSCN溶劑路線

NaSCN法腈綸的紡絲，后加工流程圖

1—凝固浴2—預(yù)熱浴3—水洗槽4—壓輥5—拉伸機6—拉伸浴槽7—第一上油浴8—干燥機9—張力架10—卷曲加熱器11—卷曲機12—裝絲箱13—汽蒸鍋14—第二上油浴15—干燥機16—切斷機17—吹風(fēng)機18—打包機（二）濕法成型的凝固原理

紡絲原液由噴絲頭噴出進入凝固浴后，原液細流的表層首先與凝固浴接觸而很快凝固成一薄層，凝固浴中的凝固劑（水）不斷通過這一薄層擴散到細流內(nèi)部，而細流中的溶劑也通過薄層擴散至凝固浴中。由于雙擴散，使薄層不斷增厚，當(dāng)細流中間部分溶劑濃度降低到某一臨界濃度以下時，原為均相的丙烯腈共聚合溶液發(fā)生相分離，聚丙烯腈從溶液中沉淀析出，構(gòu)成初生纖維芯層，并產(chǎn)生體積收縮。（三）濕法成型工藝控制原液中丙烯腈共聚物的濃度

原液的聚合物濃度↑→初生纖維的密度↑→纖維中孔洞數(shù)目↓→結(jié)構(gòu)均一性↑、纖維強度↑原液的黏度原液黏度↓↓→原液從噴絲孔擠出的速度↑→出絲速度＞導(dǎo)絲速度→絲束下墮原液黏度↑↑→燭形過濾器和噴頭的承壓↑→損壞過濾器和噴頭，另外也會產(chǎn)生斷絲工業(yè)：黏度（3.8±0.2）Pa·s

影響因素：平均分子量、聚合物濃度、溫度原液中氣泡的含量

氣泡絲、毛絲、斷頭

原液的壓力

壓力↓↓→計量泵抽空→氣蝕→氣泡壓力↑↑→紡前的壓力↑↑→噴頭承受壓力↑↑

凝固浴溫度

溫度↑↑→擴散系數(shù)↑↑→擴散速度↑↑→纖維成形的速度↑↑→凝固浴濃度過低的結(jié)果一樣溫度↓↓→擴散速度↓↓→纖維成形的速度↓↓→纖維芯層凝固不夠充分→拉伸時造成毛絲凝固浴溫度

凝固浴循環(huán)量一般濃度允許偏差（落差）為0.2%

循環(huán)量↑↑→對剛形成的纖維沖擊↑↑→毛絲↑↑循環(huán)量↓↓→紡絲箱前后的濃度差↑↑凝固浴中浸長

工業(yè)上控制浸長為0.8~1.0min。浸長↑→絲條在浴中停留時間↑→凝固充分→纖維質(zhì)量↑浸長↑↑→→紡線機占地面積↑↑→凝固浴中運行阻力↑→毛絲浸長↓↓→絲條凝固不充分→并絲凝固浴中的含雜量

通過對其體積質(zhì)量進行控制間接實現(xiàn)的。一定的體積質(zhì)量對應(yīng)一定的濃度。

初生纖維的卷繞速度

卷繞速度↓↓→紡絲箱中的初生纖維下垂→影響絲束的成形和連續(xù)性卷繞速度↑↑→斷絲→影響紡絲的連續(xù)性工業(yè)：噴絲頭的負拉伸率為－65%，即卷繞速度相當(dāng)出噴絲孔細流速度的65%。（四）腈綸濕法紡絲機斜底水平式紡絲機紡絲機結(jié)構(gòu)

二、聚丙烯腈的干法紡絲成型

干法紡絲噴絲頭孔數(shù)較少，一般為200～300孔。這樣用干法紡短纖維就不夠經(jīng)濟，而比較適合于紡制長絲，由于成形過程緩和，因此結(jié)構(gòu)比較均勻致密。其紡成長絲的手感和外觀似蠶絲，物理機械性能、染色性能較好。勞動條件較好，流程緊湊，占地面積少，溶劑回收簡單。但干法紡絲設(shè)備復(fù)雜，對設(shè)備密閉性要求高。（一）工藝流程

干紡工藝流程圖1－貯槽2－溶解釡3－過濾器4－計量泵5－紡絲甬道6－洗滌槽7－拉伸浴槽8－干燥熱定型（長絲）9－卷曲機10－干燥熱定型（絲束）11－切斷機（二）干法紡絲設(shè)備

古典式紡絲機1一原液導(dǎo)管2一噴絲頭3一溫度計4一噴絲頭載熱體進口5一噴絲頭載熱體出口6一噴絲板7一絲束8一加熱載體進口9一加熱載體出口10一紡絲甬道套管11一溶劑蒸發(fā)與加熱氣體出口12一干燥熱氣進口13一絲條出口14一導(dǎo)盤15一筒管密閉循環(huán)式干法紡絲機

1一噴絲頭2一紡絲甬道3、4一低溫夾套5一冷凝后溶劑出口6一加熱套管7－觀察孔（三）紡絲原液凝固

紡絲原液被壓出噴絲孔進入紡絲甬道后，與甬道中熱空氣接觸，使原液細流溫度上升，當(dāng)細流表面溫度達到溶劑沸點時，細流內(nèi)部溶劑不斷擴散至表面而蒸發(fā)，由于溶劑蒸發(fā)，使原液細流中高聚物濃度增加，而溶劑含量不斷降低，當(dāng)達到凝固臨界濃度時，原液細流固化為絲條。（四）干法成形工藝控制聚合物分子量

為加速原液凝固，減少紡絲中溶劑蒸發(fā)量，故干法成形的原液采用較高的濃度（25%~30%），相應(yīng)地適當(dāng)降低聚合物分子量（3.5萬～4萬），否則原液黏度太高，影響過濾和脫泡，降低原液可紡性。

紡絲原液濃度

紡絲原液濃度↑→→紡絲時溶劑蒸發(fā)量及溶劑單耗↓→甬道中熱空氣循環(huán)量↓→紡絲速度↑

→纖維品質(zhì)好，橫截面圓整度好

→延伸度↓噴絲頭孔數(shù)和孔徑

——紡絲條件相同：噴絲頭孔數(shù)或孔徑↑→未拉伸纖維的總線密度↑→絲束中DMF的殘存量↑→單纖維間互相粘連↑→斷裂強度↓、延伸度↓——吐液量和紡絲速度不變：孔徑↓、孔數(shù)↑→絲束的總纖度不變而降低單絲的線密度，有利于DMF的蒸發(fā)，使纖維的截面結(jié)構(gòu)均勻，形狀更接近于圓形，纖維的機械性能也較好。但是，孔徑過小時，噴絲孔容易堵塞或產(chǎn)生毛絲。紡絲甬道長度在成形時間和成形溫度不變下，提高通道長度，則紡速可以增加；在紡速不變下，甬道越長，成形時間也越長，則可適當(dāng)降低成形溫度或增加甬道中溶劑蒸氣濃度，纖維品質(zhì)指標(biāo)好。工業(yè)上紡絲甬道長度以4～8m為宜，內(nèi)徑150～300mm。紡絲溫度隨著紡絲溫度的下降，纖維的斷裂強度和熱水收縮率有所上升；延伸度和噴絲頭最大拉伸倍數(shù)開始時隨溫度的下降延伸度和拉伸倍數(shù)有所增加，至最大值后則隨溫度的下降而下降；未拉伸纖維中DMF的殘存量則明顯地隨紡絲溫度的下降而上升。工業(yè)：N2為甬道循環(huán)介質(zhì)時其進口溫度為400℃，出口溫度為l30℃。熱空氣為循環(huán)介質(zhì)，其溫度一般為230～260℃。紡絲甬道中溶劑蒸氣濃度甬道中溶劑濃度越低，絲條中溶劑蒸發(fā)速度越快，成形均勻性越差，纖維橫截面圓整度越差。工業(yè)：甬道中混合氣體中溶劑的濃度為35～45g/m3紡絲速度

紡絲速度↑→噴絲頭拉伸比↑→纖維取向度↑、纖維的線密度降低↓、斷裂強度↑工業(yè)：紡絲速度100～400m/min噴絲頭拉伸干紡腈綸只有在塑性狀態(tài)下經(jīng)拉伸后，才成為纖維，在拉伸中，噴絲頭拉伸倍數(shù)通常比濕紡時高，但比熔紡時小。

纖維截面形狀

干法腈綸的截面近似圓形或啞鈴形三、聚丙烯腈的干噴濕紡法紡絲成型

（一）工藝流程

腈綸干噴濕紡法成型工藝流程圖1—計量泵2—燭形濾器3—噴絲頭4—凝固浴5—導(dǎo)絲鉤6—導(dǎo)絲盤7—拉伸浴8—干燥輥筒9—蒸汽拉伸槽10—松弛干燥輥筒（二）工藝控制

紡絲原液黏度

原液黏度↑↑→流動困難→紡絲不能順利進行原液黏度↓↓→噴出的原液流容易拉斷，或發(fā)生相互粘連工業(yè)：原液黏度50～100Pa·s干紡距離

噴絲頭表面到凝固浴液面之間的距離即干紡距離，它隨原液黏度的增加而增加。纖維的干燥和拉伸——第一次拉伸：80～100℃熱水或蒸汽，拉伸倍數(shù)大于1.5倍——第二次拉伸；拉伸倍數(shù)為5～10倍，拉伸溫度為120～150℃——干燥：排出凍膠狀初生纖維中的水分，使纖維結(jié)構(gòu)致密化第六節(jié)聚丙烯腈纖維后加工

一、濕法成型聚丙烯腈纖維的后加工（一）后加工工藝流程

濕紡腈綸后加工主要包括拉伸，水洗，干燥致密化，卷曲，熱定型，上油，干燥，打包濕法紡絲工藝流程示意圖1—凝固浴2—預(yù)熱浴3—水洗槽4—壓輥5—拉伸機6—拉伸浴槽7—第一上油浴8—干燥機9—張力架10—卷曲加熱器11—卷曲機12—裝絲箱13—汽蒸鍋14—第二上油浴15—干燥機16—切斷機17—吹風(fēng)機18—打包機（二）后加工工藝控制拉伸

——預(yù)熱浴拉伸：為高倍拉伸作準(zhǔn)備拉伸倍數(shù)為1.5～2.5倍，溫度50~60℃，浴內(nèi)溶劑含量2.5%～4%——沸水或蒸汽浴拉伸：Tg以上進行拉伸溫度100℃左右，沸水或蒸汽浴拉伸倍數(shù)為4～6倍水洗除去絲束中的溶劑，使纖維手感好，白度好，在加工中纖維不發(fā)粘，在干燥和熱定型時纖維不泛黃，使纖維染色性良好。

上油——柔軟浴采用浸漬法，而抗靜電浴采用噴淋法或輥子定量法上油。棉型腈綸因長度短，抱合力差，上油率0.4%～0.5%，毛型腈綸上油率0.2%～0.3%?！嫌臀恢茫核春透稍镏旅芑g，這主要是為了避免在干燥致密化過程中因纖維與設(shè)備的摩擦引起靜電而使纖維過度蓬松和紊亂造成繞鼓。水洗干燥致密化

——目的：消除內(nèi)應(yīng)力和纖維內(nèi)存在的缺陷，固定卷曲度，提高尺寸穩(wěn)定性，降低纖維含濕量?！獧C理：拉伸水洗后的纖維，其微孔已被拉長拉細，微孔內(nèi)充滿著水，在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M行干燥，由于水分逐漸蒸發(fā)并從微孔移出，在微孔中產(chǎn)生一定的負壓，即有毛細管壓力。又在適當(dāng)溫度下，大分子鏈段能自由運動而引起熱收縮，使微孔半徑也收縮，導(dǎo)致分子間作用力急劇上升，然后達到微孔融合?！に嚳刂疲簻囟群蜁r間：干燥介質(zhì)（熱空氣），100～150℃，時間為2～3min；介質(zhì)濕度：含濕量↑→→致密化中大分子鏈段運動↑

→但不利于水分驅(qū)除含濕量↓→造成與溫度過高同樣的弊病工業(yè)：高溫高濕相結(jié)合的方法。充分利用回風(fēng)，回風(fēng)利用率85%～90%，可節(jié)約能源。張力：干燥致密化過程中纖維要產(chǎn)生軸向和徑向收縮。和松弛態(tài)相比，緊張狀態(tài)所得纖維的干強較高，但延伸度和鉤強低，沸水收縮率較高。纖維收縮率：在保證溫度、風(fēng)量下，絲束在烘干機內(nèi)保持松弛狀態(tài)使之收縮19%～25%。這樣有利于纖維致密化?！稍镏旅芑罄w維性能變化：尺寸穩(wěn)定性↑、物理機械性能↑、勻染性↑、含水率↓、透光率↑

熱定型——目的：纖維尺寸穩(wěn)定性↑，機械性能↑（主要是勾強、勾伸）、染色性↑

——腈綸在熱定型中性能的變化：沸水收縮率↓、尺寸穩(wěn)定性↑、纖度↑、初始模量↓、勾強↑

干伸↑、染色均勻性↑——熱定型工藝控制：介質(zhì)種類、介質(zhì)溫度、熱定型時間、纖維張力

卷曲——目的：增加腈綸自身及其與棉、毛混紡時的抱合力，提高纖維的柔軟性、彈性和保暖性?！椒ǎ簷C械卷曲；供棉紡用的纖維卷曲數(shù)4～5個/cm，供毛紡的纖維卷曲數(shù)3.5～5個/cm。纖維切斷——棉型纖維長度：<40mm——毛型纖維長度：粗梳毛紡的纖維長度64~76mm精梳毛紡的纖維長度89~114mm卷曲機切斷機二、干法成型聚丙烯腈纖維的后加工

干紡腈綸的水洗－拉伸－上油－卷曲流程示意圖1—絲束桶2—拉伸機3—給油機4—集束導(dǎo)輥5—蒸汽箱6—卷曲機7—冷卻輸送帶水冼8—輸送帶9—卷曲絲束桶10—導(dǎo)輥11—絲束檢測器集束→拉伸→水洗→上油→干燥→拉伸→卷曲→熱定型→切斷→輸送、開松→打包干紡腈綸切斷－干燥－上油－打包的流程示意圖1—絲束桶2—切斷機3—短纖輸送箱4—絲束平鋪輥5—汽蒸室6—風(fēng)扇7—加熱區(qū)8—張力輥9—噴油泵10—計量泵11—集捕器12—短纖打包機13—輸送帶14—成品絲束桶

切斷法直接制條工藝流程圖

1－引導(dǎo)羅拉2－螺旋刀切絲輥3－分離羅拉4－輸送皮帶5－后羅拉6－雙針梳箱7－前羅拉8－導(dǎo)槽9－卷曲裝