化學(xué)纖維幾種常用的紡絲方法 

將紡絲流體，用紡絲泵（或稱計(jì)量泵）連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭或噴絲板的毛細(xì)孔中擠出而成液態(tài)細(xì)流，再在空氣、水或凝固浴中固化成絲條的過程稱為紡絲或纖維成形。

剛紡成的絲條稱為初生纖維。紡絲是化學(xué)纖維生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，改變紡絲的工藝條件，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)，從而相應(yīng)地改變所得纖維的物理機(jī)械性能。

按成纖高聚物的性質(zhì)不同，化學(xué)纖維的紡絲方法主要有熔體紡絲法和熔液紡絲法兩大類，此外，還有特殊的或非常規(guī)的紡絲方法。其中，根據(jù)凝固方式的不同，熔液紡絲法又分為濕法紡絲和干法紡絲兩種。在化學(xué)纖維的生產(chǎn)時(shí)，多數(shù)采用熔體紡絲法生產(chǎn)，其次為濕法紡絲生產(chǎn)，只有少量的采用了干法或其他非常規(guī)紡絲方法生產(chǎn)。

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熔體紡絲法

又稱熔融紡絲，簡(jiǎn)稱熔紡。是將聚合物加熱熔融，通過噴絲板孔擠出，在空氣中冷卻固化形成纖維的化學(xué)纖維紡絲方法。用于熔體紡絲的聚合物，必須能熔融成粘流態(tài)而不發(fā)生顯著分解。聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯纖維都可采用熔體紡絲法生產(chǎn)。

特點(diǎn)：熔體紡絲方法的主要特點(diǎn)是紡絲速度高（1000~7000m/min），無(wú)需溶劑和沉淀劑及其回收、循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程短，是一種經(jīng)濟(jì)、方便和效率高的成形方法。但噴絲頭孔數(shù)相對(duì)較少。

工藝流程：

1. 紡絲熔體制備——連續(xù)聚合值得熔體獲獎(jiǎng)經(jīng)過預(yù)結(jié)晶、干燥后的成纖高聚物切片從聚合物料斗加入，泳客按要求分段加熱的螺桿擠壓機(jī)先后進(jìn)行熔融、混合、計(jì)量并擠出，經(jīng)擠出機(jī)遇紡絲箱體間的彎管送入熔體計(jì)量泵。

2. 熔體通過至于紡絲箱體內(nèi)的計(jì)量泵定量地將熔體有噴絲頭的小孔擠出形成熔體細(xì)流。

3. 熔體細(xì)流進(jìn)入用到后在較低溫度和冷卻吹風(fēng)環(huán)境下冷卻、固化并形成初生纖維。

4. 初生纖維再經(jīng)上油、網(wǎng)絡(luò)后卷繞成筒。

5. 此卷繞絲再經(jīng)后續(xù)的拉伸—熱定型等二次成型加工后便制得具有適用性的成品纖維。

分類

NOTE

熔紡法按照熔體制備工藝過程又分為直接紡絲發(fā)和切片紡絲法。將聚合后的聚合物熔體直接送入計(jì)量泵計(jì)量、擠出進(jìn)行紡絲的工藝成為直接紡絲法；而將聚合物的切粒經(jīng)預(yù)結(jié)晶、干燥等必要的紡前準(zhǔn)備后松日螺桿擠出機(jī)熔融紡絲的技術(shù)稱為切片紡絲法。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上常采用直接紡絲技術(shù)，有利于降低生產(chǎn)成本，但是難于生產(chǎn)差別化纖維品種，只能在線密度、纖維截面形狀上做出些許改變。而切片紡絲法較為靈活，易于更換品種，生產(chǎn)小批量、高附加值的差別化纖維。

02

溶液紡絲法

溶液紡絲是將成纖高聚物溶解在某種溶劑中，制備成具有適宜濃度的紡絲溶液，再將該紡絲溶液從微細(xì)的小孔吐出進(jìn)入凝固浴或是熱氣體中，高聚物析出成固體絲條，經(jīng)拉伸——定型——洗滌——干燥等候處理過程便可得到成品纖維。

顯然，溶液紡絲生產(chǎn)過程比熔體紡絲要復(fù)雜，然而，對(duì)于某些尚未熔融便已發(fā)生分解的高聚物而言，就只能選擇該種紡絲成型技術(shù)，溶液紡絲又有濕法紡絲、干法紡絲、干濕法紡絲之分。

0 1

濕法紡絲

濕法紡絲簡(jiǎn)稱濕紡。將聚合物溶于溶劑中，通過噴絲孔噴出細(xì)流，進(jìn)入凝固浴形成纖維的化學(xué)纖維紡絲方法。適用于濕法紡絲的成纖聚合物，其分解溫度低于熔點(diǎn)或加熱時(shí)易變色，且能溶解在適當(dāng)溶劑中。聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維等合成纖維和粘膠纖維、銅氨纖維等人造纖維品種采用濕法紡絲生產(chǎn)。濕法紡絲得到纖維截面大多呈非圓形，且有較明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，這主要是由凝固液的固化作用而造成的。

特點(diǎn)：濕法紡絲的速度較低，而噴絲板的孔數(shù)較熔體紡絲多，工藝流程復(fù)雜，投次大、生產(chǎn)成本較高。一般在短纖維生產(chǎn)時(shí)，可采用多孔噴絲頭或級(jí)裝噴絲孔來(lái)提高生產(chǎn)能力，從而彌補(bǔ)紡絲速度低的缺陷。

工藝流程：

1. 制備紡絲原液。

2. 將原液從噴絲孔壓出形成細(xì)流。

3. 原液細(xì)流凝固成初生纖維。

4. 初生纖維卷裝或直接進(jìn)行后處理。

0 2

干法紡絲

干法紡絲是溶液紡絲中的一種，若成纖高聚物可以找到一種沸點(diǎn)較低、溶解性能又好的溶劑制成紡絲液，此時(shí)可以將紡絲溶液從微細(xì)的小孔吐出，進(jìn)入加熱的氣體中，紡絲液中的溶劑揮發(fā)，高聚物絲條逐漸凝固，經(jīng)拉伸定型洗滌干燥等后處理過程便可得到成品纖維。腈綸、氨綸、氯綸以及維綸等均采用干法紡絲工藝。

特點(diǎn)：干法紡絲具有連續(xù)生產(chǎn)、紡絲速度高、產(chǎn)量大、污染少等優(yōu)點(diǎn)；纖維質(zhì)量及耐化學(xué)性和染色性能比濕紡纖維好。但干法纖維耐氯性較差，技術(shù)難度較大，需要溶劑回收，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。

干紡&濕紡

紡絲液的濃度比濕法高，一般可達(dá)18%~45%，相應(yīng)的粘度也高，能承受比濕紡更大的噴絲頭拉伸（2~7倍），易制得比濕紡更細(xì)的纖維。

紡絲線上絲條所受到的力學(xué)阻力遠(yuǎn)比濕紡小，紡速比濕紡高，但由于受到溶劑揮發(fā)速度的限制，干紡速度比熔紡低。

噴絲頭孔數(shù)遠(yuǎn)比濕紡少，這是因?yàn)楦煞ü袒?，固化前絲條容易粘連。一般干紡短纖維的噴絲孔數(shù)在1200孔左右，而濕紡短纖維的孔數(shù)高達(dá)數(shù)萬(wàn)孔，因此干法單個(gè)紡絲位的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)低于濕紡，干紡一般適合生產(chǎn)長(zhǎng)絲。

工藝流程：

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干濕法紡絲

干濕法紡絲是溶液紡絲中的一種，又稱干噴濕紡法，它將濕法紡絲與干法紡絲的特點(diǎn)相結(jié)合，特別適合于液晶高聚物的成型加工，因此也常稱為液晶紡絲。

即將成纖高聚物溶解在某種溶劑中制備成具有適宜濃度的紡絲溶液，再將該紡絲溶液從微細(xì)的小孔吐出，首先經(jīng)過一段很短的空氣夾層，在此處由于絲條所受阻力較小，處于液晶態(tài)的高分子有利于在高倍拉伸條件下高度取向，而后絲條再進(jìn)入低溫的凝固浴完成固化成型，并使液晶大分子處于高度有序的凍結(jié)液晶態(tài)，制得的成品纖維，具有高強(qiáng)度、高模量的力學(xué)性能。

目前，干濕法紡絲已在聚丙烯腈纖維、聚乳酸纖維、殼聚糖纖維、二丁酰甲殼素、聚氯乙烯纖維、芳香族聚酰胺纖維、聚苯并咪唑纖維等纖維的制備中得到應(yīng)用。

特點(diǎn)：干濕法紡絲可以紡高粘度的紡絲原液，從而減小溶劑的回收以及單耗，同時(shí)其成形速度較高，所得纖維結(jié)構(gòu)均勻，橫截面金屬圓形，強(qiáng)度和彈性均有所提高，染色性和色澤較好。干濕法紡絲一個(gè)主要的缺點(diǎn)是紡絲原液細(xì)流斷裂后，原液極易沿噴絲頭漫流，這意味著多孔紡絲過程中如果一根單絲斷裂，就很可能因?yàn)樵郝?，而造成其它絲的斷裂，從而破話紡絲過程的連續(xù)性。

工藝流程：

干濕法紡絲是，紡絲溶液從噴絲頭壓出后，先經(jīng)過一段氣體（一般是空氣）層（氣隙），然后進(jìn)入凝固浴，因此也有人把這種方法稱為氣隙紡絲。從凝固浴中導(dǎo)出的初生纖維的后處理過程，與普通濕法紡絲相同。