第六章聚丙烯腈纖維詳解演示文稿

第六章聚丙烯腈纖維詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四優(yōu)選第六章聚丙烯腈纖維現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四2009年1-12化纖產(chǎn)量完成情況現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四腈綸纖維有許多優(yōu)點(diǎn)，蓬松性、保暖性好、手感柔軟、近似羊毛，而且具有優(yōu)良的耐光性和耐輻射性。但其強(qiáng)度不高，耐磨性和抗起球性較差。腈綸長(zhǎng)絲腈綸毛條毛衣帽子現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四第二節(jié)聚丙烯腈的制備及性質(zhì)聚丙烯腈的制備聚丙烯腈的性質(zhì)主要原料及用途丙烯腈的聚合現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四一、腈綸生產(chǎn)的主要原料及用途⒈單體聚丙烯腈纖維大多由三元共聚物制得第一單體丙烯腈，88％～95％第三單體，0.5％～3％第二單體，5％～10％第二單體的作用：降低大分子間的作用力，降低PAN的結(jié)晶性、增加纖維的柔軟性、改善纖維的彈性?，F(xiàn)在是6頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四常用的第二單體有：丙烯酸甲酯（MA）甲基丙烯酸甲酯（MMA）醋酸乙烯酯（VAC）丙烯酰胺（AAM）現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四第三單體的作用：引入親染料基團(tuán)，改進(jìn)纖維的染色性和親水性。常用的第三單體有：對(duì)陽(yáng)離子染料有親和力對(duì)酸性染料有親和力衣康酸（甲叉丁二酸，ITA）丙烯磺酸鈉甲基丙烯磺酸鈉對(duì)乙烯基苯磺酸鈉乙烯吡啶6、2－甲基－5－乙烯吡啶現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四其它原料溶劑

無(wú)機(jī)溶劑：NaSCN水溶液，ZnCl2水溶液有機(jī)溶劑：二甲基甲酰胺（DMF）二甲基乙酰胺（DMAc）二甲基亞砜（DMSO）碳酸乙烯酯（EC）引發(fā)劑

偶氮類：偶氮二異丁腈（AIBN）氧化還原體系：氯酸鈉－亞硫酸鈉NaClO3－Na2SO3過(guò)硫酸鉀－亞硫酸氫鈉K2S2O8－NaHSO3淺色劑－還原劑可以提高纖維的白度，常用二氧化硫脲（TUD）。現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四分子量調(diào)節(jié)劑異丙醇（IPA）異丙醇分子中仲碳原子特別活潑，易和生長(zhǎng)成的大分子自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。異丙醇自由基的活性強(qiáng)，但由于加入量少，對(duì)反應(yīng)速度沒(méi)影響。二、丙烯腈的聚合聚合機(jī)理：丙烯腈的聚合屬自由基型鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，丙烯腈可以進(jìn)行本體聚合、乳液聚合和溶液聚合。對(duì)于腈綸，多采用溶液聚合方法?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四均相溶液聚合（一步法）：所用的溶劑既能溶解單體、又能溶解反應(yīng)生成的聚合物。反應(yīng)完畢，聚合液可直接用作紡絲。如以濃NaSCN水溶液、DMSO、DMF或DMAc為溶劑的聚合，均為均相溶液聚合。

非均相溶液聚合（二步法）：可用介質(zhì)只能溶解或部分溶解單體，而不能溶解反應(yīng)生成的聚合物，紡絲前需要用溶劑重新溶解聚合物制成紡絲溶液。因非均相的聚合介質(zhì)通常采用水，所以又稱為水相沉淀聚合。

現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒈NaSCN法均相溶液聚合優(yōu)點(diǎn)：聚合后經(jīng)過(guò)濾、脫泡等工序后可直接紡絲，省去分離聚合物的沉淀、過(guò)濾和烘干等工序，國(guó)內(nèi)多采用此法。生產(chǎn)工藝流程硫氰酸鈉一步法丙烯腈聚合流程圖現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四脫單體的目的：減少消耗、減少環(huán)境污染；殘存單體在貯存中發(fā)生再聚合，影響原液粘度；殘存單體會(huì)使纖維的強(qiáng)力和伸度下降。脫單體過(guò)程：完成聚合后的漿料由釜頂出料，通往脫單體塔，未反應(yīng)的單體在脫單體器現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四 的傘面上沸騰逸去，在這里反應(yīng)用的試劑混合液又被作為回收單體的冷凝液，經(jīng)冷凝器把未反應(yīng)的單體冷凝下來(lái)，帶回試劑混合槽。第一次可以除去未反應(yīng)單體的90～95％，殘存單體仍高于工藝要求需進(jìn)行第二次再脫，單體含量<0.3%。聚合反應(yīng)主要影響因素⑴引發(fā)劑用量↑轉(zhuǎn)化率↑↓ 引發(fā)劑用量增加，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的引發(fā)自由基增多，單體聚合速度加快，轉(zhuǎn)化率增加；同時(shí)活性中心增多，不利于提高聚合產(chǎn)物分子量。NaSCN法用AIBN做引發(fā)劑，AIBN為總單體重量的0.2％～0.8％?，F(xiàn)在是14頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⑵聚合溫度T↑轉(zhuǎn)化率↑↓ 溫度升高，引發(fā)劑分解速度加快，反應(yīng)總速度加快，但自由基濃度增加，聚合物分子量下降。生產(chǎn)上一般為76～78℃。⑶總單體濃度C↑轉(zhuǎn)化率↑↑⑷聚合時(shí)間t↑轉(zhuǎn)化率↑↓ NaSCN為溶劑的聚合時(shí)間為1.5～2小時(shí)。⑸TUD用量↑轉(zhuǎn)化率↓↓ TUD也有鏈轉(zhuǎn)移和阻聚作用，使轉(zhuǎn)化率和分子量下降。⑹IPA用量↑轉(zhuǎn)化率不變↓現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒉非均相聚合（水相沉淀聚合） 丙烯腈的非均相聚合一般多采用以水為介質(zhì)的水相沉淀聚合法。是指以水為介質(zhì)，單體在水中具有一定的溶解度。當(dāng)水溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合時(shí)，聚合產(chǎn)物不溶于水而不斷地從水相中沉淀出來(lái)。水相沉淀聚合具有下列優(yōu)點(diǎn)：通常采用水溶性氧化—還原引發(fā)體系，引發(fā)劑分解活化能較低。聚合可在30～50℃之間甚至更低的溫度下進(jìn)行，所得產(chǎn)物色澤較白；反應(yīng)熱容易控制，聚合產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄。現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四

工藝流程ANMA水溶液→聚合→終止反應(yīng)→真空過(guò)濾→烘干和粉碎→聚合物粉末HNO3NaOH無(wú)離子水引發(fā)劑 水相沉淀聚合采用的是水溶性氧化－還原引發(fā)劑。 在堿性條件下十分穩(wěn)定，不會(huì)引發(fā)聚合反應(yīng)，其水溶液的PH值在8～9之間，不會(huì)發(fā)生分解。只有在pH<4.5時(shí)才能分解為自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)最佳pH值是1.9～2.2。聚合時(shí)一般加入HNO3或H2SO4使體系成為強(qiáng)酸性。 反應(yīng)結(jié)束后，在含單體的聚合物淤漿中，在堿性中止釜中加入NaOH，調(diào)整PH值，使反應(yīng)終止?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四三、聚丙烯腈的性能聚丙烯腈為白色粉末，密度1.14～1.15g/cm3，220～230℃時(shí)軟化并發(fā)生分解。由于側(cè)氰基作用，聚丙烯腈大分子主鏈呈螺旋狀空間立體構(gòu)象。聚丙烯腈的耐光性非常優(yōu)良，這主要是由于聚丙烯腈大分子上含有氰基，氰基中碳和氮原子間以三價(jià)鍵連接，這種結(jié)構(gòu)可吸收能量較強(qiáng)的光子，并能轉(zhuǎn)化為熱能，從而保護(hù)了主鏈，使其不易發(fā)生降解。丙烯腈均聚物有兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，非晶區(qū)中低序區(qū)的80～100℃，高序區(qū)的140～150℃；丙烯腈三元共聚物的兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較接近，約在75～100℃范圍?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四第二節(jié)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈在220～230℃時(shí)軟化并發(fā)生分解，不能采取熔體紡絲。為實(shí)現(xiàn)PAN增塑熔融紡絲，必須解決的問(wèn)題是降低增塑后聚合物的熔點(diǎn)，使其熔點(diǎn)低于分解溫度。通常降低聚合物分子量、改變共聚物組成或加入增塑劑。濕法紡絲干法紡絲干濕法紡絲凍膠紡絲（增塑熔融紡絲）聚丙烯腈的紡絲成形方法商品化溶液紡絲用螺桿擠出機(jī)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四濕法紡絲工藝流程1-噴絲頭2-凝固浴3-導(dǎo)絲盤4-卷繞裝置

現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四一、聚丙烯腈的濕法紡絲成形（以NaSCN一步法生產(chǎn)為例）原液制備紡絲成形后處理溶劑回收現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒈原液制備脫單體 聚合漿液中殘存的單體會(huì)緩慢地聚合，使?jié){液粘度上升；單體會(huì)在原液從噴絲孔流出時(shí)氣化逸出，既惡化勞動(dòng)條件，又嚴(yán)重影響纖維的品質(zhì)。要求單體殘留量<0.3％?；旌献饔茫篴使原液性質(zhì)均一，穩(wěn)定b貯存一定量原液，連接聚合、紡絲脫泡 原因：引發(fā)劑AIBN分解時(shí)產(chǎn)生N2↑，機(jī)械攪拌及原液輸送中混入氣體，脫泡塔與脫單體塔類似，沒(méi)有夾套，由汽噴射泵組成真空系統(tǒng)。現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四調(diào)溫過(guò)濾

紡絲原液（NaSCN：12~14%；DMF：20％～25％；DMSO：16～20％）溫度調(diào)至32～35℃，使用板框式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，要保證紡前壓力6×105Pa。原液準(zhǔn)備流程圖現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒉紡絲成形紡絲機(jī)及主要附件工藝流程濕法紡絲成形機(jī)理影響成形速度的因素⑴紡絲機(jī)及主要附件濕法紡絲工藝流程1-噴絲頭2-凝固浴3-導(dǎo)絲盤4-卷繞裝置

現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四紡絲機(jī) 斜底水平式紡絲機(jī)和立管式紡絲機(jī)。鵝頸管現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四計(jì)量泵 計(jì)量泵的作用是在單位時(shí)間內(nèi)均勻地以等量紡絲原液供應(yīng)噴絲頭，使紡成的纖維有均勻而一定的纖度。 計(jì)量泵組成：齒數(shù)相同且互相嚙合的齒輪、泵板、一付聯(lián)軸器及泵軸等?，F(xiàn)在是28頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四噴絲組件 圓形噴絲頭和瓦楞形噴絲頭、分配板、過(guò)濾網(wǎng)等。燭形過(guò)濾器 燭形過(guò)濾器用作噴絲頭之前最后一道過(guò)濾。⑵紡絲成形濕法紡絲成形機(jī)理

凝固介質(zhì)：PAN可以采用不同溶劑制備紡絲原液。濕法紡絲時(shí)，一般都用溶劑的水溶液作為凝固浴。現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四雙擴(kuò)散 紡絲液由噴絲頭噴出進(jìn)入凝固浴后，原液細(xì)流的表面首先與凝固浴接觸，很快凝固成一層膜，凝固浴中的凝固劑（水）不斷通過(guò)這一皮層擴(kuò)散到細(xì)流內(nèi)部，而細(xì)流中的溶劑也通過(guò)皮層不斷擴(kuò)散到凝固浴中。雙擴(kuò)散的不斷進(jìn)行，使皮層不斷增厚。原液細(xì)流析出 當(dāng)細(xì)流中間部分溶劑濃度降低到某一臨界濃度以下時(shí)，原為均相的溶液發(fā)生相分離，PAN從溶液中沉淀出來(lái)，并伴有 一定程度的體積收縮。現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四影響成形速度的主要因素成形速度對(duì)纖維質(zhì)量的影響 成形太慢：凝固困難，不易升頭，容易并絲，芯層凝固不充分，拉伸容易造成毛絲； 成形太快：容易生成缺乏彈性又脆硬的皮層，纖維孔洞多，強(qiáng)伸度差。 成形適當(dāng)：初生纖維結(jié)構(gòu)緊密，纖維網(wǎng)絡(luò)骨架較細(xì)，強(qiáng)伸度高。凝固浴濃度 凝固浴中NaSCN的濃度Cb↑雙擴(kuò)散速率↓成形速度↓現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四 以無(wú)機(jī)物水溶液為凝固浴時(shí)，因凝固能力較差，浴中溶劑含量應(yīng)低些，如NaSCN法，NaSCN含量為10％左右。純凝固劑－水以有機(jī)溶劑的水溶液為凝固浴時(shí)，其凝固能力較強(qiáng)，故浴中溶劑含量應(yīng)較高，以抑制高聚物的凝固速度，獲得結(jié)構(gòu)較致密的初生纖維。如DMF法凝固浴中溶劑含量為50％～60％，DMAc為50％左右。溶劑的水溶液現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四

凝固浴溫度T↑擴(kuò)散系數(shù)增大，凝固過(guò)程加速，纖維結(jié)構(gòu)疏松；隨凝固浴溫度降低，凝聚速度下降，凝固過(guò)程均勻，初生纖維結(jié)構(gòu)緊密，成品的強(qiáng)度上升。 NaSCN法：20℃，DMF：25℃，DMSO：35℃，超過(guò)臨界值后，由于凝固過(guò)于劇烈，纖維截面由圓形變?yōu)槟I形。腈綸纖維截面現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⑶后處理剛從凝固浴出來(lái)的絲條雖已凝固，但還不夠充分，實(shí)際上還是一種含有一定量溶劑的凍膠，必須經(jīng)過(guò)一系列后加工（或稱后處理），才能成為有實(shí)用價(jià)值的纖維。后處理工序包括：拉伸、水洗、干燥致密化、卷曲、熱定型、上油、切斷和打包等。按工藝路線分為：先水洗后拉伸或先拉伸后水洗兩種類型。后加工路線較多，歸納起來(lái)，可分為5種?，F(xiàn)在是34頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四濕法紡絲及后處理工藝流程圖現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四先拉伸后水洗、先水洗后拉伸。如初生纖維不經(jīng)預(yù)熱處理直接蒸汽或沸水拉伸，纖維物理機(jī)械性能較差；在高倍拉伸前，應(yīng)對(duì)凍膠體的初生纖維進(jìn)行預(yù)熱浴處理以降低其溶脹度，加強(qiáng)纖維結(jié)構(gòu)單元之間的作用力，為進(jìn)一步的高倍拉伸創(chuàng)造條件?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四拉伸噴絲頭拉伸率－58%～－65％。剛凝固的纖維是高度溶脹的凍膠體，一般采取噴絲頭負(fù)拉伸。噴絲頭拉伸率 V0，VL分別為紡絲原液擠出速度和初生纖維在第一導(dǎo)輥上的卷取速度。 熔體紡絲噴絲頭拉伸率PET（POY）130～140；PP：60?，F(xiàn)在是37頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四 先預(yù)拉伸，后高倍拉伸。預(yù)拉伸2倍左右，總拉伸8～11倍。 拉伸條件：預(yù)拉伸在3％～4％的NaSCN水溶液中，溫度45℃；高倍拉伸在95～100℃熱水或蒸汽介質(zhì)中。 拉伸后纖維的形態(tài)：初生纖維的微孔被拉長(zhǎng)變細(xì)。水洗 水洗目的是洗去纖維上殘存的溶劑，否則會(huì)影響纖維質(zhì)量，如纖維上NaSCN>0.1％會(huì)使染料沉淀，染色后纖維會(huì)有斑點(diǎn)。 水洗設(shè)備：長(zhǎng)槽式和噴淋式等。 水洗溫度一般控制在50℃左右。現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四洗滌后含有溶劑的洗滌水溢流而出，導(dǎo)入回收車間回收溶劑。上油

上油目的：纖維具有平滑性、柔軟性，改善手感和抗靜電性能，以利于后加工。經(jīng)浸漬法或油輪法上油，一般分為柔軟浴和抗靜電浴兩次上油。干燥致密化

經(jīng)拉伸后的纖維超分子結(jié)構(gòu)基本形成，但由于成形時(shí)間短，纖維中還存在內(nèi)應(yīng)力和缺陷，經(jīng)干燥致密化和熱定型消除內(nèi)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)缺陷。

纖維致密化機(jī)理：現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四

拉伸水洗后的纖維，其微孔被拉長(zhǎng)拉細(xì)，內(nèi)部充滿水，在適當(dāng)溫度下進(jìn)行干燥，大分子鏈段能較自由地運(yùn)動(dòng)，水分逐漸蒸發(fā)產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，使得微孔半徑相應(yīng)收縮，最后微孔融合。干燥溫度：應(yīng)高于初級(jí)溶脹纖維的Tg。干燥設(shè)備：簾板式干燥機(jī)和圓網(wǎng)式干燥機(jī)。干燥致密化后纖維的物理機(jī)械性能和染色性能有很大提高。卷曲

目的是增加纖維的抱合力，改善柔軟性、彈性和保暖性。現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四卷曲前將纖維加熱到Tg以上，按加熱方式可分為干卷曲（蒸汽加熱）和濕卷曲（熱水加熱）。熱定型

干燥致密化后，纖維的服用性能還較差，需要通過(guò)熱定型來(lái)進(jìn)一步改善纖維的超分子結(jié)構(gòu)。熱定型的目的是提高纖維尺寸穩(wěn)定性（熱定型后PAN沸水收縮率下降為4％以下），進(jìn)一步改善纖維的機(jī)械性能、染色性能。熱定型中，纖維中大分子鏈段因熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生解取向。熱定型溫度越高，大分子解取向也隨之加劇，纖維的鉤強(qiáng)、沸水收縮率降低。但溫度過(guò)高，纖維發(fā)黃，對(duì)纖維物理機(jī)械性能產(chǎn)生不良影響。現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四切斷

為了使產(chǎn)品能很好地與棉或羊毛等混紡，須將其切斷成相應(yīng)長(zhǎng)度。⑷溶劑回收溶劑回收的意義：節(jié)約消耗，降低成本。 以NaSCN法生產(chǎn)腈綸為例生產(chǎn)1噸纖維聚合時(shí)用7噸51％的NaSCN水溶液紡絲時(shí)用28噸12％的NaSCN水溶液現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四溶劑回收流程N(yùn)aSCN稀溶液→稀溶液蒸發(fā)→除SO42-→除鐵離子→供聚合時(shí)用溶劑堵塞噴絲孔引起斷頭、毛絲；蒸發(fā)中易產(chǎn)生鍋垢影響傳熱。由于NaSCN的腐蝕作用引進(jìn)鐵，二價(jià)、三價(jià)鐵都有阻聚作用，使反應(yīng)速度降低,降低三價(jià)鐵與SCN根生成深紅色絡(luò)合物，使纖維白度降低?，F(xiàn)在是43頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四二、聚丙烯腈的干法紡絲聚丙烯腈的干法紡絲發(fā)展比較迅速，其產(chǎn)量約占腈綸總產(chǎn)量的25％～30％，國(guó)內(nèi)有齊魯石化淄博腈綸廠、秦皇島腈綸廠及撫順石化腈綸廠等采用干法紡絲技術(shù)。PAN纖維的濕法紡絲和干法紡絲

相同點(diǎn)：干法紡絲和濕法紡絲均屬于溶液紡絲，均需要將聚合物溶解在溶劑中配置紡絲溶液。

凝固機(jī)理不同：

濕法在凝固浴中雙擴(kuò)散成形干法依靠溶劑揮發(fā)成形現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒈原液準(zhǔn)備原液配置原液濃度：為加快紡絲原液的凝固，避免初生纖維相互粘結(jié)，干法紡絲的原液采用較高濃度。溶劑：濕法紡絲可是用多種溶劑，如NaSCN，DMF，DMSO，DMAc等；目前，干法紡絲只用DMF為溶劑。因?yàn)镈MF溶解能力最強(qiáng)，且其沸點(diǎn)較低，易揮發(fā)。 各種溶劑對(duì)聚丙烯腈溶解能力：DMF>DMAc>DMSO>EC>NaSCN>ZnCl2

成形方法PAN含量干法紡絲（DMF為溶劑）25～30％濕法紡絲（DMF為溶劑）20～25％現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四PAN分子量：

濕法紡絲PAN分子量為5～8萬(wàn)，干法紡絲PAN的分子量3.5～4萬(wàn)。混合、脫泡、調(diào)溫和過(guò)濾（板框式過(guò)濾）⒉紡絲成形紡絲機(jī)及主要附件工藝流程干法紡絲成形機(jī)理影響成形速度的因素現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四紡絲機(jī)及主要附件

紡絲機(jī)：根據(jù)紡絲甬道的不同可分為古典式干法紡絲機(jī)和密閉循環(huán)式干法紡絲機(jī)。古典干法紡絲中熱風(fēng)的送風(fēng)方式可分為順風(fēng)式、逆風(fēng)式、分流式、雙進(jìn)式。原液細(xì)流中的溶劑（DMF）在甬道中受熱而蒸發(fā)，并被流動(dòng)的熱空氣帶走，帶走的溶劑在溶劑回收車間進(jìn)行冷凝回收。

干法紡絲的示意圖甬道長(zhǎng)5～8米熱風(fēng)的送風(fēng)方式可分：順風(fēng)式、逆風(fēng)式、分流式、雙進(jìn)式。順流式逆流式分流式雙進(jìn)式現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四

密閉循環(huán)式干法紡絲機(jī)除具有干法紡絲機(jī)的功能外，還兼有溶劑回收系統(tǒng)，可使溶劑蒸汽在密閉體系中回收。計(jì)量泵：由齒數(shù)相同且互相嚙合的齒輪、泵板、一幅聯(lián)軸器及泵軸等組成。噴絲組件：干法紡絲粘度大，故紡絲壓力較濕法高，噴絲頭必須用硬度較大的金屬（鎳或不銹鋼）制造。紡長(zhǎng)絲，孔數(shù)為30～50個(gè)，短纖為200～300孔。燭形過(guò)濾器：燭形過(guò)濾器用作噴絲頭前最后一道過(guò)濾?，F(xiàn)在是48頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四干法成形機(jī)理：凝固介質(zhì) 熱空氣溶劑蒸發(fā) 紡絲原液從噴絲孔擠出后進(jìn)入紡絲甬道，溶液細(xì)流與甬道中熱空氣的熱交換，使原液細(xì)流溫度上升，當(dāng)細(xì)流表面溫度達(dá)到溶劑沸點(diǎn)時(shí)，便開始蒸發(fā)，細(xì)流內(nèi)部的溶劑不斷擴(kuò)散至表面而蒸發(fā)。原液細(xì)流固化 由于溶劑蒸發(fā)，使原液細(xì)流中高聚物濃度增加，而溶劑含量則不斷降低，當(dāng)達(dá)到凝固臨界濃度時(shí)，原液細(xì)流便固化為絲條。現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四影響成形速度的因素：甬道中溶劑蒸汽的濃度 甬道中溶劑濃度越低，絲條中溶劑蒸發(fā)速度越快，成形的均勻性就越差，纖維橫截面形狀偏離圓形就遠(yuǎn)，所得纖維的機(jī)械性能也差。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，甬道中DMF的濃度控制在35～45g/m3。DMF爆炸的上、下極限分別為200～250，50～55g/m3。甬道中熱空氣溫度和紡絲溫度 適當(dāng)降低甬道內(nèi)熱空氣的溫度，有利于成形均勻；但若溫度過(guò)低，而絲條中溶劑含量較高，將會(huì)造成絲條相互粘結(jié)。溫度過(guò)高，溶劑現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四 揮發(fā)過(guò)快而造成氣泡絲。一般情況下，甬道中熱空氣的溫度以230～260℃為宜。淄博腈綸廠，甬道分四段進(jìn)行溫度控制分別為270℃、250℃、190℃、165℃。現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四干法紡絲濕法紡絲聚丙烯腈分子量3.5～4萬(wàn)5～8萬(wàn)紡絲原液濃度25～30％DMF：20％～25％，DMSO:16～20％，NaSCN:12~14%溶劑只用DMF為溶劑有多種溶劑供選擇噴絲頭孔數(shù)200～30010萬(wàn)孔以上絲條凝固機(jī)理在甬道中溶劑揮發(fā)在凝固浴中雙擴(kuò)散成形紡絲速度（m/min）100～3005～10成形成形和緩，纖維結(jié)構(gòu)均勻成形較劇烈，易形成孔洞纖維性能物理機(jī)械及染色新能較好一般不如干法纖維溶劑回收簡(jiǎn)單較復(fù)雜勞動(dòng)條件設(shè)備密閉性高，溶劑揮發(fā)少，勞動(dòng)條件好。溶劑揮發(fā)較多，勞動(dòng)條件較差。聚丙烯腈纖維干法和濕法紡絲比較現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四三種紡絲成形方法的基本特征

紡絲方法熔紡法干法濕法紡絲液狀態(tài)熔體溶液溶液紡絲液濃度/%10018~35據(jù)所選溶劑12~25紡絲液粘度/Pa·s100~10002×10~4×1022~2×102噴絲頭（板）孔數(shù)1~3000010~400024~160000噴絲孔直徑/mm

0.2~0.80.03~0.20.07~0.1凝固介質(zhì)冷卻空氣，不回收熱空氣，回收，再生凝固浴，回收，再生凝固機(jī)理冷卻溶劑揮發(fā)脫溶劑（或伴有化學(xué)反應(yīng)）卷取速度/(m/min)1000~7000100~150018~380現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四⒊后處理 干法成形的腈綸，因成形條件較緩和，纖維結(jié)構(gòu)較致密，所以絲束的后處理工藝較濕法簡(jiǎn)單。水洗 熱的無(wú)離子水與絲束逆向流動(dòng)，洗滌后含有溶劑的洗滌水溢流而出，導(dǎo)入回收車間回收溶劑。絲束經(jīng)洗滌后基本不含溶劑。拉伸 一般在水洗－拉伸機(jī)中完成，絲束在水洗－拉伸機(jī)中既洗去纖維中的溶劑，又進(jìn)行拉伸，一般拉伸倍數(shù)為4.5左右。適宜的拉伸現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四 溫度與絲條中的溶劑含量有關(guān)，絲條中的溶劑相當(dāng)于增塑劑。因此，溶劑含量越高，拉伸溫度越低。如未拉伸纖維中溶劑含量3％（8％），拉伸溫度在140℃（120℃）；上油 減少在纖維卷曲和絲束輸送中摩擦磨損，并增加纖維在卷曲和整理時(shí)的抱合力。卷曲 一般經(jīng)蒸汽箱后進(jìn)入卷曲機(jī)。熱定型 提高尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應(yīng)力，提高物理機(jī)械性能和染色性能?，F(xiàn)在是55頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四切斷 按長(zhǎng)度，可切斷為棉型或毛型等。干燥 短纖維干燥是絲束經(jīng)上油，切斷后進(jìn)入干燥機(jī)；絲束狀干燥則是絲束直接進(jìn)入干燥機(jī)，干燥后的絲束再牽切加工，或經(jīng)上油、切斷后打包?，F(xiàn)在是56頁(yè)\一共有61頁(yè)\編輯于星期四第三節(jié)聚丙烯腈纖維的特殊加工一、直接制條（牽切紡）⑴直接成條 為了縮短紡絲工藝、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可將長(zhǎng)絲束經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸ぃ蛊浼惹袛嘤植粊y而且直接成條的方法。目前切斷法和拉斷法是生產(chǎn)中最常用的兩種直接成條方法。①切斷法 將片狀絲束經(jīng)專用切絲輥切斷成一定 長(zhǎng)度的纖維片。其切斷點(diǎn)排成對(duì)角線， 然后通過(guò)拉伸使切斷點(diǎn)由平面排布變?yōu)?相互交錯(cuò)的狀態(tài)，從而制成條子?，F(xiàn)在是5