干湿法纺丝原版.ppt

* 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 拉伸过程的力学性能，依赖于纤维的结构、拉伸条件，纺丝凝固工艺（凝固浴温度、凝固牵伸、空气层长度）—决定纤维结构—影响拉伸性能 随凝固浴浓度↑，纤维总牵伸倍数↑，因为凝固浴中溶剂含量↑--初生纤维中溶剂含量↑，增塑作用增加，使得冻胶网络更具有弹性和塑性，拉伸应力↓，从而可拉伸性↑。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 凝固浴温度对纤维力学性能有重要影响。凝固浴温度升高，加快了双扩散的速率，导致细流凝固速率加快，因此影响了纤维的结构均匀性，致使纤维的强度下降。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 空气层长度2mm、10mm时，一定范围内，凝固牵伸倍数↑，牵伸总牵伸倍数↑，然后，牵伸总牵伸倍数↓。 适当提高凝固牵伸倍数，初生纤维中大分子链束沿着纤维轴取向—利于蒸汽牵伸再次取向。过大，初生纤维中部分大分子链断裂—蒸汽牵伸可拉伸性变差且产生毛丝。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 凝固浴浓度Cn2Cn1时，凝固浴浓度为Cn2时，纤维总牵伸倍数受空气层长度影响小，为时，空气层长度对其影响大。干湿纺纤维具有更大的牵伸倍数，甚至可高达40~60倍，纤维容易细旦化。 存在合适范围的空气层长度，过大，喷丝孔细流由于自重和凝固牵伸所受张力造成细流大分子链段间发生过大滑移而断丝，过小，凝固浴容易产生虹吸，纺丝难以正常、稳定。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 干湿法纺丝所得纤维表面光洁无沟槽，而湿法纺丝纤维表面有较深的沟槽和皱褶。 干湿法，由于自重的影响丝条的表皮层初步形成，该表皮结构非常光洁，空气层 --“缓冲层”，使得丝条表面的光洁表面初步形成，后续的凝固过程 --“固定” ；湿法，存在液-液双扩散运动，扩散传质的作用下--疏松散乱的凹凸表面结构，后续凝固过程--“固定”这种表皮结构。 表面 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 凝固浴温度35℃，凝固浴浓度↑，纤维截面先由圆形—过渡为肾形—圆形，其异形度相应先↑后逐渐↓ 截面 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 截面 凝固浴DMSO质量分数70%，随着凝固浴温度↑ ，纤维截面椭圆形或肾形--变化为圆形，异形度逐渐变小，当凝固浴温度超过30℃时，异形度接近5％，即截面为近圆形或圆形。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 截面 空气层高度↑时，纤维的异形度↓ ，纤维截面偏离圆形的程度也↓ ，当空气层高度达10 mm以后，纤维异形度变化很小。这说明干湿法纺丝时空气层高度对纤维的截面形状有一定影响，但相对凝固浴温度和浓度来说，这种影响较小。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 截面 喷丝头拉伸比↑，纤维截面由圆形（异形度≤5%）—近圆形（异形度5%-10%）--椭圆形（异形度10%-17%）--扁平形（异形度29%-38%）。因此，在保证获得圆形截面的条件下，↑凝固浴温度，可获得较大喷丝头拉伸。 纤维的截面形态主要由凝固条件决定，通过控制喷丝头拉伸比、优化凝固条件可获得截面圆形的PAN原丝。 * 聚丙烯腈长丝干湿法纺丝实例 结论： 后拉伸比、干燥方式、致密化时间对截面形状影响小，纤维的截面主要在凝固浴中形成。 干湿法制备PAN纤维中，凝固浴温度和浓度是决定纤维截面形状的最主要因素。 空气层高度对纤维的截面形状有一定影响，但较凝固条件影响小。 控制喷丝头拉伸比对于保持纤维截面为圆形并同时获得纤度小、强度高的PAN纤维有重要意义。 干湿纺是一种相对较新的化学纤维制备工艺，有利于提高纤维强度，已获得多处应用。例如采用干湿纺制备了用于反渗透的醋酸纤维素中空纤维膜，还有报道了采用干湿纺丝方法制取了用聚硫酸醚和聚酰亚胺共混而成的偏心中空纤维。有关壳聚糖的干湿法纺丝仅有少量专利报道。 现在对溶解于醋酸水溶液中的壳聚糖原液进行了干湿法纺丝，讨论了纺丝过程中的空气层距离、喷头拉伸比、凝固浴浓度、拉伸浴温度以及拉伸比等工艺条件对壳聚糖纤维强度的影响。 壳聚糖干湿法纺丝实例 壳聚糖干湿法纺丝工艺流程图 壳聚糖干湿法纺丝 首先将壳聚糖粉末以3.8％的重量比例投放于溶解釜(1)内用4％(体积分数)的乙酸溶液进行溶解。经3小时的搅拌，壳聚糖经历了溶胀、溶解过程，成为清澈透明、淡黄色的纺丝原液。在压力下，原液通过板框过滤器(2)，将原料含有的灰份去除后进入缓冲桶(3)。脱泡于真空下在原液桶(4)内进行。纺丝时，原液在氮气压力作用下经过计量泵(5)、烛形过滤器(6)后从喷丝板(7)喷出，对于湿法纺丝，原液细流直接进入由NaOH和Na2S04水溶液组成的凝固浴(9)生成固态初生纤维：而对于干湿法纺丝，原液细流在进入凝固浴(9)之前先要经过一段空气层，这段空气层对纤维的结构与性能起着非常重要的作用。初生纤维再经过拉伸(11)、水洗(