粘膠纖維生產基本知識

關于粘膠纖維生產基本知識第1頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日粘膠纖維概述1第2頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日1.1化纖概述纖維分為化學纖維和天然纖維兩大類：合成纖維化學纖維再生纖維再生纖維素纖維再生蛋白質纖維醋酯纖維玻璃纖維金屬纖維碳纖維無機纖維滌綸（聚酯纖維）錦綸（聚酰胺纖維）腈綸（聚丙烯腈纖維）維綸（聚乙烯醇纖維）乙綸（聚乙烯纖維）丙綸（聚丙烯纖維）氨綸（聚氨酯纖維）氯綸（聚氯乙烯纖維）動物纖維：絲、毛天然纖維植物纖維：棉、麻礦物纖維：石棉第3頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日1.2粘膠纖維的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀發(fā)展歷史：粘膠纖維是最早投入工業(yè)化生產的化學纖維1891年發(fā)明了粘膠法1907年投入商品生產粘膠分類：粘膠人造絲：普通粘膠長絲粘膠強力絲：主要用來制作簾子線，主要規(guī)格為1650D/1100粘膠短纖維：分為棉型、毛型和中長型富強纖維：新型高強力粘膠纖維高濕模量粘膠纖維：新型粘膠纖維，與富強比，降低強度和濕模量，提高勾接強度、深度和耐磨性能其他：粘膠還可用來制作玻璃紙、海綿第4頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日1.3粘膠纖維的性能及應用性能：吸濕性和解濕性良好，織物透氣吸汗，穿著舒適染色性能良好纖維強度和伸長可滿足一般用途較高的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性不易沾污，織物不起球，不易起靜電無危害人工健康的棉塵濕態(tài)下，強度下降一半耐磨性、疲勞強度、抗折皺性和尺寸穩(wěn)定性差，保水率高，不易干燥應用：人造絲——可純織，也可交織，主要用于制作服裝、床上用品和裝飾等。粘膠短纖維——用途最廣，可純紡純織，也可混紡交織，用于生產衣用織物。強力絲——用于輪胎、簾子線、運輸帶、膠管。第5頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日1.4粘膠纖維的指標纖度：旦(D)、公支(Nm)、特(tex)強度：強度（克/旦）、斷裂長度（千米）、強度極限、勾接強度和結節(jié)強度（表示纖維的柔軟性和彈性）伸度：人造絲18~24%，短纖維16~22%，富強7~14%，強力絲7~15%吸濕性：一般規(guī)定在65%相對濕度和溫度為20℃時進行測定回彈率和彈性模量：愈大，纖維在使用時變形愈小、剛性好、強力大、織物不易褶皺或損壞，但柔軟性差光澤：半無光絲（二氧化鈦加入0.5~1%）、無光絲（加入1%~2%）染色性和染色均勻度：纖維的染色均勻性決定原料和工藝參數(shù)的均勻性，特別是紡絲成型條件的均勻性。第6頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日1.5粘膠纖維的主要工藝流程粘膠制造→紡絲→后處理粘膠制造：浸壓粉→老成→黃化→溶解→熟成→過濾脫泡人造絲紡絲：水洗→脫硫→漂白→上油→脫水烘干短纖紡絲：加上成束切斷輪胎簾子線紡絲：在連續(xù)紡絲、后處理、烘干等加高倍拉伸第7頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日粘膠生產原料及粘膠制造2第8頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日01漿粕02燒堿03硫酸04二硫化碳05其他化工原料06上油劑2.1粘膠纖維生產用原材料第9頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.1漿粕纖維素的來源木材（亞寒帶生長針葉樹十年以上）、棉籽絨、草類植物（甘蔗渣、蘆葦、竹等）纖維素的性質和結構白色、無味、1.52g/m3、150℃開始分解、不溶于一般溶劑（水、酒精、乙醚等）分子量大（數(shù)萬到數(shù)百萬）、(C6H10O5)n、n即為聚合度DP纖維素的組成甲纖：DP150~200乙纖和丙纖：DP150~200以下、可溶于17.5%堿液，加酸乙纖析出，其余為丙纖漿粕的制造方法（木漿、棉漿）伐木、除掉樹枝剝去樹皮、鋸斷、劈開、削成小片、水煮，取出硬塊、沙粒等，達成細渣，漂白、氯處理、酸處理、堿處理，去除色素和鐵、硅等無機雜質，抄成漿板。漿粕的質量（甲纖、灰分、樹脂含量、粘度、吸堿性能、反應性能）甲纖含量越高，漿粕的純凈度越高，制成的成品質量高灰分影響可紡性和過濾性能少量樹脂有利于粘膠的過濾，但過多影響黃化的均勻性，使粘膠渾濁，易堵噴絲頭漿粕的粘度要求均勻一致，否則會給工藝和成品質量帶來不利影響吸堿性（用吸堿值、膨潤度、吸堿速度表示），性能差的漿粕浸漬時容易上浮，堿纖維素不勻。反應性能好的漿粕所得的反應生成物的組成均勻，纖維素磺酸酯溶解性好，制得粘膠易過濾。第10頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.2燒堿性質白色結晶體、強空氣中吸水潮解為液體、吸收空氣中的CO2轉化為碳酸鈉、燒堿溶液呈強堿性，有強烈的腐蝕性。分類水銀電解法燒堿，最純，用于長絲生產隔膜電解法燒堿，含有較多NACL等雜質，用于短絲生產苛化法燒堿，次之雜質鐵、錳等雜質，加快堿纖的老成速度，使粘度難控制。鈣、鋁等雜質，易于半纖維素作用，生產襯墊。二氧化硅雜質，易堵噴絲頭。存儲及運輸濃度不同則凝固點也不相同，低溫季節(jié)濃度高的燒堿易凝固。一般用鐵罐包裝固體堿。用槽車運輸液體堿，用泵打進鐵制桶中，一般貯存7·10天，雜質沉淀后再使用。第11頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.3硫酸

性質無水狀態(tài)為無色透明油狀液體，15℃時比重為1.8384，沸點為338℃，強酸，強腐蝕性，強氧化性，與水混合釋放大量的熱。比重隨著濃度上升而上升，提升到一定，再提升濃度比重反而下降，因此不能以比重測濃度。分類塔式法，制出的濃度低，76%。接觸法，制出的濃度高，96%。雜質粘膠生產對硫酸質量要求不高，但氧化氮、鐵、鉛、砷等雜質不宜過高。存儲及運輸濃硫酸對鑄鐵和鋼幾乎沒有腐蝕性，但吸收空氣中的水后濃度降低，會有腐蝕性，故避免濃硫酸接觸空氣。稀硫酸用鉛，因為在鉛表面形成硫酸鉛保護膜，但是高溫下，鉛的耐腐蝕性極差。近年多采用聚氟乙烯塑料代替金屬，但是高溫60℃和低溫0℃均不能使用。15%、78~90%和96%以上的濃硫酸在低于12℃時都易發(fā)生凍結現(xiàn)象。高濃度硫酸也要調整到92.5%，才能防止凍結。第12頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.4二硫化碳性質無色易揮發(fā)的可燃性液體，有惡臭，臭味來自有機或無機的硫化物雜質。比重為1.263，沸點46.25℃，優(yōu)良的有機溶劑，120℃易著火。生產方法外燒爐法電爐法，前兩種均以硫磺和木炭為原料，在800~900℃高溫生產二硫化碳蒸汽。以硫和天然氣為原料的連續(xù)生產法，采用高濃度甲烷和硫磺蒸汽在600~1000℃高溫下反應生產二硫化碳氣體。運輸及儲存易腐蝕鐵等金屬，故采用鋁和不銹鋼材料為好，但實際一般還是采用鐵制，但需定期清理。防止揮發(fā)，其表面常用水密封。管道送二硫化碳，注意冬季防凍。第13頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.5其他化工原料鈦白粉比重為3.94~4.1，消光劑，用于生產無光絲，粒度在5μm一下，含量98%以上。硫酸鈉芒硝（十水），無色晶體，比重為1.464，熔點324℃，初次開工時紡絲浴中添加。在空氣中迅速風化失去結晶水變?yōu)樵鞣郏o水）。硫酸鋅皓礬，無光斜方晶體，比重為1.957，易溶于水，280℃失結晶水。用于紡絲凝固浴。硫化鈉臭堿，其水溶液幾乎完全分解成NaOH和NaSH，呈強堿性。在空氣中易氧化成硫代硫酸鈉。普通產品含硫化鈉30%，供粘膠纖維后處理脫硫用的硫酸鈉，一般經過脫水，含量達55~60%。鹽酸無色，一般含有氯化鐵等雜質而呈黃色，純度為37~38%的鹽酸比重為1.19。強酸，濃鹽酸在濕空氣中發(fā)白色煙霧，有劇烈刺激性臭味，與鐵等金屬在常溫下可反應。主要用于粘膠纖維后處理和棉漿粕制造中的酸處理，用于除掉纖維上的鈣、鐵等雜質，可提高制品的白度。第14頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.6上油劑應用在最后一道工序中進行上油，目的是為了使纖維具有一定的平滑性、柔軟性、抗靜電等性質，以改善纖維的紡織加工性能。要求乳液的穩(wěn)定性要好不皂化物要少酸價和碘價要低要求無殘臭洗滌性要好酸堿度以中性為好油劑粘度不宜過高，應無腐蝕性第15頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.1.7各種主要原材料的消耗定額費用構成生產原材料的費用是構成生產成本的主要部分，在長絲約占40~45%，短纖維占60~70%。消耗定額表（每噸產品的消耗）注：①漿粕長絲和強力絲用棉漿，短纖用木漿②二硫化碳短纖維回收40~50%③硫酸鋅按ZnSO4·7H20計算第16頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2粘膠的制造化學反應18%的燒堿溶液處理纖維素，生產堿纖維素(C6H10O5)n+nNaOH→(C8H8O4ONa)n+nH2O按公式，162份纖維素應需要40份燒堿，實際上需兩倍于此的燒堿量堿纖維素和二硫化碳的反應(C8H8O4ONa)n+nCS2→[SNa-SC-OC6H9O4]n按公式，162份纖維素需要76份二硫化碳，實際需要理論量的70%，即52份生產方法古典法：間歇生產，設備多，周期長，勞動強度高，趨于淘汰，品質均一，強力絲仍采用。連續(xù)浸壓粉法：采用浸壓粉三道工序合并，投資低，省勞力，制得的堿纖維素均勻。五合機法：將浸漬、粉碎、老成、黃化和前溶解五個工序在一個機臺內完成，即易步法制粘膠。此法生產周期短，設備緊湊，占地面積小，但粘膠質量較差，僅用于普通粘膠短纖維的生產。第17頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.1堿纖維素的制造重要性：堿纖維素的制造是粘膠制備過程中的第一步，堿纖維素的狀態(tài)對黃化反應能力、粘膠過濾性能和紡成纖維的結構性能，均有重大的影響。浸漬：(C6H10O5)n+nNaOH?(C8H8O4ONa)n+nH2O浸漬時，堿纖維素和堿的反應是放熱可逆反應，在生成堿纖維素的同時，也發(fā)生堿纖維素的水解，成為水解反應。正向水解，逆向堿化，提高溫度可促進水解反應，不利于堿化反應。古典法浸漬，先調濕、稱重、垂直堆放、用18%燒堿溶液浸泡1~3小時、半纖析出連續(xù)浸漬機，連續(xù)投料，以松散狀與堿液混合成漿粥，進行浸漬。壓榨、粉碎壓榨為了降低漿粕中堿含量，以減少黃化時二硫化碳和燒堿的副反應，同時將半纖壓出。粉碎，使堿纖維素成松散狀態(tài)，增大表面積，保證后續(xù)順利進行。第18頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.1堿纖維素的制造（2）工藝參數(shù)浸漬時間：堿纖生成2~5分鐘，半纖析出45分鐘以上，攪拌可加速析出，7分鐘即可。浸漬溫度：低溫有利于纖維素的膨化和堿纖維素的生產。但過低可導致纖維素過度膨化，漿粕易于崩塌，不能壓榨。硬度大的漿粕，可使用較高溫度，以提高產量。古典法20~25℃，連續(xù)浸漬法40~70℃。堿液濃度：根據溫度和原料來選擇，高溫則濃度提高。理論15%，實際18~20%。半纖濃度：堿液中半纖濃度過高會影響漿粕中半纖析出，且影響后續(xù)。人造絲要求＜11g/L，短纖維要求15~20g/L，強力絲＜8g/L。浴比：纖維素重量和堿液體積之比。古典法為1:15，連續(xù)法為1:20。壓榨度：壓榨后漿粕質量與浸漬前漿粕重量比，理論為1.69，實際為2.8~3.1倍，有1.1~1.4倍的過剩燒堿。從而后續(xù)黃化需過量的二硫化碳。堿纖組成：壓榨后堿纖中含甲纖28~32%，燒堿16~18%。粉碎度：定積重量，一般間歇式粉碎后的粉碎度為190~220g/L（2~2.5小時），連續(xù)式粉碎后為100~120g/L（3~5分鐘）。也可用中和表示法。老成漿粕的聚合度為500~800，這樣制成的粘膠粘度太高。在一定溫度（24~35℃）保持一定時間（18~24小時），可使堿纖維素與空氣中的氧作用，發(fā)生纖維素的降聚。提高溫度可縮短時間，45~60℃，3小時以內。第19頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.2纖維素磺酸酯的制造反應機理：氣固反應，過程包括二硫化碳從堿纖表面向內部滲透和二硫化碳與堿纖上的羥基反應。黃化反應為可逆反應，黃化放熱，低溫有利于反應。主要取決于燒堿和二硫化碳的濃度。黃化和后黃化的概念，無定形區(qū)易滲透稱之為黃化，后續(xù)二硫化碳向微晶滲透為后黃化。反應方程式主反應：酯化反應(C8H8O4ONa)n+nNaOH+nCS2?[NaS-SC-OC6H9O4]n+nH2O副反應：3CS2+6NaOH→Na2CO3+2NaCS3+3H2ONaCS3呈桔黃色，純的纖維素黃酸酯無色。黃化反應中，對于每個葡萄糖殘基，有0.68~0.75分子的二硫化碳進入反應，僅有0.50~0.55分子的二硫化碳與纖維素結合成磺酸酯，其余均消耗于副反應黃化程度用酯化度(γ)或黃化率(XR)表示，指纖維素分子的100個葡萄糖殘基上結合的二硫化碳分子個數(shù)。纖維素磺酸酯的性質酯化度的分散性：平均酯化度55的黃酸酯，實際38~80之間波動。分散大小對磺酸酯的溶解性和粘膠溶液的物理化學性能影響很大。分散性是由于磺酸酯的團塊各層次黃化程度不同，由表及里逐步下降。遇水水解，遇堿皂化遇酸分解：無機酸和有機酸使磺酸酯分解，無機酸更劇烈，分解為纖維素，并放出二硫化碳與鹽作用：纖維素磺酸鈉與多價金屬鹽作用生產纖維素黃酸酯的多價金屬鹽，其中纖維素磺酸鋅意義尤為重要。第20頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.2纖維素磺酸酯的制造（2）黃化工藝時間和溫度：正常時間為1~2小時，初始溫度為18~25℃，終了溫度為25~35℃。低溫有利于磺酸酯的生成和較少副產物生產，但時間較長。一般提高1℃，可減少5~10分鐘的反應時間。二硫化碳加入量：以二硫化碳占堿纖維素中纖維素的重量百分比表示，一般為32~38%。低溫黃化時，可減少到27%。大批量時，也可減少二硫化碳用量。提高二硫化碳量可縮短黃化時間。二硫化碳的加入量也影響粘膠的過濾性能，當二硫化碳加入量從25%升到30%時，阻塞值顯著下降，從30%到45%時，Kw值下降緩慢，超過45%時，Kw值稍有增加。二硫化碳加入量影響粘膠的熟成過程，加入量較高，熟成緩慢。真空度：開始時采用高真空度（500~700毫米汞柱），當二硫化碳加入并氣化后，降至100~300毫米汞柱，當蒸汽被緩慢吸收后，真空度提高至稍低于初始值。較低的溫度下，能使反應過程中任何時候的真空度保持較高數(shù)值。數(shù)據分析正常磺酸酯的分析：含13~15%，纖維素27~33%，總硫6~8%，其余為水不正常情況分析：顏色淺的物料總硫量為7.2%，較深的為8.7%，平均色澤的為7.7%。橡膠狀深棕色物料總硫量可達12.7%?；撬狨チ蚝浚罕硎窘Y合磺酸酯的二硫化碳的量，約占總硫量的55~75%。總硫量還包括副產物的二硫化碳量。第21頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.3粘膠的熟成熟成熟成的定義：溶解后的粘膠，含雜質和氣泡多，嫩，不適于紡絲。在過濾和脫泡時間內，磺酸酯發(fā)生部分水解和皂化作用，以及其他一系列的變化，稱之為熟成。熟成的化學反應：皂化和水解同時進行，堿濃度6~7%時，水解作用，超過11%時，皂化突出。使得黃酸基團在纖維素長鏈上重新分布均勻，磺酸酯溶解性更好。副反應會生產鹽類，例如Na2S、NaHS等熟成的物理化學變化：12~24℃存放一段時間，會發(fā)生粘度和熟成度的變化。粘度：開始下降，然后上升，最后回升至初始值。粘膠內纖維素含量和纖維素分子的聚合度越高，粘度越高，熟成越快；堿含量高，二硫化碳多，則粘度低。熟成可降解粘度。熟成度：熟成時，磺酸酯的酯化度不斷下降，親水的黃酸基團不斷減少，增加了纖維素分子之間氫鍵作用力，粘膠呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)，最后完全凝固。熟成工藝參數(shù)：熟成時間、熟成溫度和粘膠組成熟成時間：由所需達到的粘膠熟成度和過濾脫泡時間而定。過濾脫泡約為35~40小時。熟成溫度：提高溫度可縮短時間，一般為12~20℃。粘膠組成：氫氧化鈉和纖維素磺酸酯的組分對熟成影響很大，一般粘膠在堿濃度為8%時最穩(wěn)定。熟成設備：立式熟成桶和臥式熟成桶兩種。立式需要串連幾個熟成桶，粘膠分批依照次序逐個送入桶中；臥式需要較大安裝空間，但熟成操作可連續(xù)進行。第22頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.4粘膠的過濾、脫泡過濾過濾雜質：溶解后的粘膠中含有各種雜質粒子，必須除去。粒子主要是未充分黃化的纖維素膠粒、無機不溶性鹽（硅酸鈣、碳酸鈉、碳酸鈣）、漿粕中的少量樹脂顆粒。濾布分類：使用親水性強的纖維素纖維織物是依據吸附和阻塞機理，而合成纖維織物作濾材主要是機械阻塞過濾。和纖使用周期長，但纖維素纖維濾材除雜效率高，除雜效果好。過濾設備：一般采用板框式壓濾機，經過三道過濾。一般頭道過濾大粒子，二道過濾小粒子，三道起到保險作用。降低壓力，防止超壓過濾，時間少粘膠含雜量，提高粘膠凈度的有效措施。過濾操作：生產上粘膠以恒速進行過濾。隨著過濾，不溶性粒子造成濾材阻塞，壓力增大，當壓力達到預設值，更換濾材。要得到較高的過濾量和高純度的粘膠，需選擇合適的濾材，采用較高的過濾終壓和較低的過濾速度。脫泡脫泡作用：小氣泡會留在絲中，造成折光指數(shù)差異，引起染色色斑；大氣泡會造成單絲斷裂，形成毛絲或絲塊。脫泡方式：靜置和連續(xù)兩種方式靜置脫泡：保持一定真空度進行脫泡，需要15~32小時。粘膠粘度大，則脫泡慢。連續(xù)脫泡：脫泡器以高真空度將粘膠中所含的空氣或氣體連續(xù)脫泡。第23頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.5粘膠質量指標和分析方法粘膠過濾性能及組成、粘度、熟成度是粘膠的主要質量指標。過濾性能：漿粕制造、浸漬、壓榨、粉碎、黃化和溶解各工序質量問題將集中體現(xiàn)在過濾性能上。因此過濾性能是衡量前道工序的重要指標，也影響原料消耗及紡絲。粘膠組成：粘膠組成與成品纖維的纖度、染色均勻性和耐多次變形性有關。纖維素含量影響纖度，纖度均勻性及大小影響染色均勻性和耐多次變形性；游離堿含量增加可使粘膠粘度下降，過濾改善，熟成變慢。粘度：與成品強度關系最密切，纖維強度隨著聚合度上升而上升。熟成度：影響成品的染色均勻性和強伸性。粘膠質量指標的分析方法過濾性能：用阻塞值Kw表示?？珊喕脡毫Ψy試。使用20毫米每轉計量泵以840毫升每分來計量，將粘膠加壓，使其經過裝有壓力表的曲管至噴頭螺帽中濾出，其粘膠量為1升，故操作近1分鐘即可顯示出過濾性能。粘膠組成：一般通過加入適量的堿、二硫化碳和水進行控制。主要指纖維素含量和堿含量。粘膠粘度：采用落球法。將粘膠灌入垂直的測定管中，再將粘膠中放入3毫米直徑0.12~0.13克重的小鋼球，靠自身重力下降，測定下降20厘米的時間，即是。熟成度：一般采用氯化銨值法測定粘膠熟成度。在燒杯中放20克膠和30毫升蒸餾水，攪拌均勻后，用10%的氯化銨溶液滴定。一邊攪拌，一邊徐徐加入氯化銨溶液，待玻璃棒上的粘膠在玻璃棒約45°傾斜時，5秒不落下為止，消耗的氯化銨值即為熟成度。第24頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.2.6粘膠生產的質量控制（略）過濾性能控制對反應性能差的漿粕，應強化蒸煮過程，使纖維素結構徹底破壞。對因堿化不完全而影響過濾性能的情況，要調整浸漬參數(shù)，確保堿化完成。對因黃化不完全而影響過濾性能的情況，適當增加二硫化碳用量和黃化溫度。對因溶解不良而影響過濾性能的情況，可采取低溫溶解，以改善過濾性能。組成控制影響粘膠組成的因素主要是堿纖維素的組成和計量、化驗的準確性，其中最重要的是穩(wěn)定堿纖維素的組成。在穩(wěn)定漿粥濃度、浸漬溫度和壓力平衡通壓力的情況下，可以穩(wěn)定堿纖維素的組成。粘度控制影響粘膠的主要因素是漿粕的聚合度和含雜以及堿纖維素老成后的銅氨粘度及粘膠組成。加強漿粕工作，便于老成控制，使?jié){粕降聚作用均勻。嚴格控制老成工序，提高粘度的合格率。在粘膠組成偏差時，可在后溶解裝置堿、水補正管，不加堿、水，延長溶解時間。對個別粘度低的可添加高粘度的粘膠混合使用。熟成度控制穩(wěn)定料量，控制熟成時間，做到均衡生產和按作業(yè)計劃開停車。當熟成度波動時，應該把粘膠的溫度，一般改變后溶解和混合溫度，以調節(jié)熟成速度。當溫度升高1℃，氯化銨值下降2毫升。但溫度不宜變化過于頻繁，最好0.5℃以內。粘膠的導熱系數(shù)小，避免室溫與粘膠溫度差異大?？刂平n中半纖維素的含量。半纖含量高時，氯化銨值會下降。在黃化、溶解及混合過程中，要嚴格控制粘膠組分的穩(wěn)定和均勻性。第25頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日2.3堿站堿站任務將固堿或液堿配成一定濃度的濃液。負責供浸漬用的堿液、處理壓榨后堿液、調配黃化時用溶解堿。固堿的溶解燒堿有固堿和液堿兩種，固堿含鹽量少，適合粘膠纖維生產。長絲需要含鹽量更少的水銀法燒堿。固堿溶解后，配成400~450克每升濃度的濃堿液，此時鹽類的溶解度較小。在沉淀桶中襯墊5~7天可去除大部分雜質。浸漬用堿液一般用回收的黃液加適量的濃堿液和軟水配成，再經沉淀去雜質。調配溶解堿用回收的堿液加適量的濃堿及軟水配成。透析部分黑液是否需要透析出去黑液中的半纖從而回收堿液，需根據原料和生產設備而定。棉漿為原料，其中的半纖少，不需透析；五合機制粘膠無法壓榨，不產生黑液，不需要透析。透析是透過無數(shù)微孔起到的柵欄作用，讓分子體積小的燒堿透過，截留分子體積大的半纖維素。第26頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日粘膠人造絲紡制及后加工處理3第27頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.1粘膠人造絲的成形機理紡絲定義：粘膠紡絲溶液通過噴絲頭上的細孔形成細液流進入酸浴，是纖維素磺酸酯凝固成為絲條，然后分解在生成為水化纖維素?；瘜W變化纖維素磺酸酯分解反應：纖維素生成，CS2釋放。其他副反應：中和反應及其他雜質的反應。生成NaSO4、H2S等。副產物如硫和硫酸鈉，一部分被絲條帶走，另一部分留在酸浴中；大部分H2S和小部分CS2逸出，大部分CS2和小部分H2S仍附在絲條上。成形機理粘膠溶液的膠體可以認為是帶有黃酸基團和具有親水性非離子羥基的陰離子膠體電解質。凝固過程應看作是分散膠體體系的固化，其中能自由移動的分子鏈聚集在一起形成較大的聚集體。凝固可以通過抽出溶劑（被酸中和）或加入電解質（硫酸鈉起強烈的脫水作用）二引起。抽伸作用為增進巨分子排列的順序，提高成品纖維質量和強力，可在成型時抽伸。紡絲工藝過程粘膠熟成后，用齒輪泵或壓縮空氣壓倒紡絲機內進行分配，每個紡絲錠位均有一個小粘膠泵計量。一般粘膠人造絲齒輪泵每轉輸出0.8毫升粘膠。從齒輪泵出來的粘膠，經過燭形濾器，再經曲管，進入噴絲頭，進入酸浴成絲。第28頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.2粘膠人造絲的紡絲工藝酸浴的溫度和組成溫度一般為40~55℃。過高溫度導致黃酸酯分解過快，易產生毛絲、纏輥等現(xiàn)象；過低溫度則絲條凝固慢，也易產生毛絲、纏輥，成品中膠塊較多，且酸浴中硫酸鈉易結晶。組成應與噴絲頭規(guī)格、拉伸方式、放肆速度、粘膠組成相配合。硫酸：起中和和再生作用。當PH為2時，磺酸酯再生為纖維素，并解離出二硫化碳。生產中，離心式紡絲機控制在134~140克每升，筒管式控制在113~116克每升。硫酸鋅：起延緩再生、凝膠作用。使外層的纖維素黃酸酯不會分解太快，同時在外層形成凝膠的膜層，使纖維在酸浴中不易產生膠體膨脹。生產中離心式紡絲機控制在10~20克每升，筒管式為12.5~13.5克每升。硫酸鈉：凝膠化。利用鹽析效應使粘膠液流脫水，又有緩沖硫酸的作用，一般離心式260~280克每升，筒管式為224~240克每升。凝固速度粘膠流進入酸浴后，進行凝固和中和反應。浸浴長度一般長度為200~380毫米，時間約為0.2秒，絲條越粗，則酸浴擴散到纖維內層的速度就越慢。一般采用漲價絲條浸浴長度，保證完全分解。進浴長度越長，成形越均勻，纖維的柔軟性和韌性越高。但過長導致操作不便，運行阻力增大。紡絲速度一般為60~80米每分，改進酸浴和粘膠組成后，可達140~200米每分。拉伸率當纖維在塑形狀態(tài)時進行拉伸，使巨分子發(fā)生粘滯流動，從而產生定向，提高強力，一般為15~25%。第29頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.3粘膠人造絲的質量控制粘膠的物理化學指標對可紡性的影響熟成度：熟成度高的粘膠在酸浴中易凝固，可紡性好。低的不易凝固，禁不起拉伸，易毛絲。粘度：過高則脫泡困難，送膠壓力下降，易出現(xiàn)纏輥現(xiàn)象，毛絲增多。過低則成型不穩(wěn)，易斷頭。熟成時間：過短，黃酸基團分布不均勻，可紡性差。雜質：新開車不好紡主要由于管路中鐵銹等雜質，造成堵頭等。此外粘膠中氣泡造成斷頭和毛絲。紡絲工藝對可紡性的影響紡絲速度：紡速過高，酸浴阻力增大，會使成形破壞，單絲斷裂。高速紡時，酸浴流向和絲條方向不一致，導致纏輥貌似等現(xiàn)象。酸浴組成：對高熟成度的粘膠應采用較高的硫酸濃度。硫酸鋅過高，則纖維成形慢，絲條易帶膠塊。硫酸鈉濃度過高，絲條脫水凝固過快，絲條內外結構不均勻，承受不了大拉伸。酸浴溫度：過高過低都影響可紡性。添加劑對可紡性的影響主要是為了減少噴絲頭沉積物或酸浴中的沉積物?？杉徯缘呐袛喽喽鶆虻匿忼X形是具備良好強伸度及皮層厚度均勻的優(yōu)質纖維，可紡性好。多鋸齒但不規(guī)則是由于紡絲中過度再生造成絲條強度差、膨潤、粗糙和皮層過薄。少而不規(guī)則的鋸齒形是由于紡絲中未充分再生造成強度低、膨潤、皮層過薄，及可能產生伸度低。少而不良的鋸齒形但很規(guī)則是紡絲時拉伸少、含鋅低，造成強度低和伸度大。絲餅的質量羽毛絲餅：離心罐內有廢絲卷曲絲餅：漏斗未對準離心罐中心大小頭：漏斗位置高低不對硬絲餅：酸浴或室溫過低酸性絲餅：洗絲的去酸水不足單絲根數(shù)不足：局部噴絲孔堵塞雙頭絲：由于操作不良使兩根頭進入漏斗反捻絲：小馬達開關反向導致離心罐倒轉毛絲：再生不良等造成條紋絲餅：紡速與升降桿速度不配合纖度不足：漏膠小絲餅：卷繞時間不足或絲條偏細第30頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.4粘膠紡絲機的主要型式主要機型：管式紡絲機：筒管式指它的受絲機構為旋轉的筒管。紡絲時對絲條沒有加捻保護，纖維易受損，成品質量差，目前國內已淘汰。離心式紡絲機：指它的受絲機構為旋轉的離心罐。優(yōu)點是卷繞時能施加捻度，使得濕態(tài)下強度不高的絲條在繞成絲餅時不致受傷。半連續(xù)式紡絲機：也是一種離心式紡絲機，它將后處理的頭道水洗移至紡絲機上進行。主要配件：紡絲泵：作用是以恒定的粘膠量供給噴絲頭。常用的為齒輪泵，機構簡單，拆洗方便，但易磨損。濾器：防止熟成間來的粘膠在管路中重新帶入雜質。噴絲頭：孔徑一般為60~120微米，國內一般采用80微米。第31頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.5酸站酸站的任務將組成和溫度恒定的酸浴不斷輸送給紡絲機，同時回收流回的酸浴。起到循環(huán)、回收及調配三大任務。主要流程主循環(huán)流程：地下接受槽、酸泵、過濾器、加熱器、紡絲高位槽、紡絲機、地下接受槽蒸發(fā)流程：地下接受槽、酸泵、過濾器、加熱器、蒸發(fā)供給槽、蒸發(fā)加熱器、蒸發(fā)分離器、濃縮液液封器、混合器、地下接受槽結晶流程：地下接受槽、酸泵、過濾器、結晶高位槽、結晶機、緩沖罐、脫水機、地下接受槽酸浴的配置和循環(huán)酸浴在紡絲過程中的變化：紡絲中，硫酸濃度下降，硫酸鈉和水增加。酸浴的調配：根據酸浴總量和紡絲中酸浴消耗量來補加濃硫酸和硫酸鋅。酸浴的循環(huán)：循環(huán)速度取決于纖維的成形速度和總纖度。酸浴的回收酸浴的蒸發(fā)：蒸發(fā)出去過量的水酸浴的結晶：通過結晶取出多余的硫酸鈉酸站的設備酸泵、酸浴過濾器、酸浴加熱器、蒸發(fā)皮、結晶器第32頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.6粘膠人造絲的后處理后處理的作用及流程紡絲落絲后的絲餅，表面含有硫磺、硫酸、硫酸鹽等雜質，必須除去。硫磺使絲餅發(fā)黃，手感粗硬。硫分布不勻導致染色不勻。硫使絲條發(fā)脆等。上油使絲條柔軟，易于紡織加工。流程：水洗、脫硫、水洗、漂白、水洗、酸洗、水洗、上油水洗洗滌水的質量對絲條質量影響很大，要用高濃度的軟水。硬水中鈣鹽和鎂鹽會與以后用的上油劑作用生成鈣皂和鎂皂，改變絲條手感和絲鳴特性，鐵質過多使絲條在脫硫時形成黑褐色硫化亞鐵污斑。脫水烘干與調濕經過前道步驟，纖維含水量為320~350%，經過離心脫水，降到170%以下。為使產品達到公定回潮率13%，還需烘干。經熱風烘干的絲，會出現(xiàn)外干內濕的現(xiàn)象，為使含濕均勻，可將絲件放在調濕間，75~80%的相對濕度和25~30℃下進行，后處理設備（處理機、脫水機、烘干機）淋洗式后處理機：處理方式簡單，但靠各種后處理溶液的自然滲透，很緩慢。壓洗式后處理機：筒管式后處理機：目前已淘汰。第33頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日3.7粘膠人造絲的加工整理主要流程：調濕、絡筒或成絞、分級、包裝、入庫分級檢驗分級，以確定等級，便于用戶使用。標準為物理機械指標及染化性能與外觀疵點兩部分。物理機械性能和染化性能檢測：在同一批產品（相同原料，同樣工藝條件，24小時內生產的同規(guī)格產品）隨機抽取樣品進行檢驗，來確定此一批產品的等級。外觀疵點檢測：對每一絲筒進行逐個檢驗，確定其等級。且最高不超過物理機械和染化性能指標所定等級。外觀疵點的指標項目：筒裝絲有色澤、毛絲、結頭、污染、成型、跳絲；絞裝絲有色澤、毛絲、結頭、污染、卷曲、松緊圈。第34頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日粘膠強力絲和短纖維的制造4第35頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日4.1粘膠強力絲的制造粘膠強力絲概述主要用于輪胎簾子線。1951年以棉簾子線為主，約83.2%，經過十年發(fā)展粘膠簾子線猛增至84.9%。粘膠強力簾子線與棉相比，強度和伸長均高，且回彈性和耐疲勞性也好，尤其是耐高溫好。隨著和纖簾子線發(fā)展，粘膠強力簾子線必中逐步下降，粘膠簾子線強力、耐疲勞性、耐沖擊性及強力利用率均低于和纖。近年來新型子午線輪胎的發(fā)展，需要高模量的簾子線，僅粘膠簾子線可滿足，開發(fā)出一種新型高模量高強度的粘膠簾子線，同時石油資源的短缺和漲價，使粘膠簾子線仍有發(fā)展余地。并逐漸出現(xiàn)一超、二超、三超粘膠超強力簾子線。粘膠制造的工藝特點和參數(shù)采用甲纖含量高和半纖含量低的漿粕采用聚合度高和聚合度均勻的漿粕采用灰分和其他雜質少的漿粕堿纖維素必須進行強壓榨和很慢老成。酯化度比普通粘膠纖維高粘膠中加入變性劑粘膠熟成溫度應低一些粘膠內堿與纖維素含量之比近于1或略小于1粘膠的粘度大第36頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日4.1粘膠強力絲的制造（2）強力絲的紡制和后處理工藝特點酸浴應普通粘膠纖維具有低的硫酸、硫酸鈉含量和顯著高的硫酸鋅含量。提高硫酸濃度，可提高可紡性，但會使強力和耐疲勞性降低。酸浴的比重大，硫酸鈉濃度高時，容易產生滲透壓，使絲的截面不易形成圓形。酸浴中含有助劑能減少硫化鋅和硫的沉積物，改善紡絲條件紡絲速度低。因為強力絲的熟成度低，它對凝固浴的作用較穩(wěn)定，同時酸浴的凝固作用也弱。在其他紡絲工藝條件基本不變的情況下，絲條的強力隨紡絲速度的提高而下降。粘膠的凝固和分解先后在兩個浴中分別進行。絲條離開噴絲頭后的繞絲速度必須低于噴絲孔的噴出速度。絲條在方式過程中的拉伸，對絲的影響很大。拉伸大則強力高，多段拉伸由于一段拉伸。絲條收縮是在水洗中進行的，即稱緩伸。緩伸在第二紡絲盤和水洗輥之間進行。第37頁，共42頁，星期日，2025年，2月5日4.2粘膠短纖維的制造粘膠短纖維概