《新型纺织材料》课件——Ｌyocell纤维.pptxVIP

新型纺织材料Loycell纤维目yocell纤维的历史与发展趋势制造工艺Lyocell纤维的结构与性能应用01Lyocell纤维的历史与发展趋势Lyocell纤维是采用N—甲基吗啉—N—氧化物(简称NMMO)的水溶液溶解纤维素后进行纺丝再生出来的一种再生纤维素纤维。由AkzoNobel公司发明并取得专利后，1989年由布鲁塞尔国际人造丝及合成纤维标准局(BISFA)命名的，1992年美国联邦贸易委员会也确认其纤维分类名为Lyocell。Lyocell是一种符合环保要求的再生纤维素纤维，其原料采用木浆，木浆来自成材非常迅速的山毛榉、桉树或针叶类树等，从植株起5~7年后便可长成25m高的成材。生产过程中使用的溶剂NMMO可回收，回收率达99％以上。山毛榉桉树Lyocell纤维易于生物降解，在缺氧性污水少处理，仅8天时间该纤维即完全分解；当它被埋在土中3~5个月后，能分解成水和二氧化碳；如果将其废弃物焚烧，也不会产生有害气体。从木浆到纺制成短纤维或长丝的生产过程比粘胶纤维生产过程缩短三分之—到二分之一。Lyocell纤维有长丝和短纤维。Lyocell02制造工艺普通型Lyocell纤维的制造木浆粕制备流程图木材锯断去树皮切成薄片中间存放木浆消化储液槽萃取浆粕过滤漂白强化煮酸燃烧废液蒸发收集废液干燥纤维素薄片浆粕储存或运输脱水粉碎纤维素碎粒状浆粕Lyocell纤维制造厂Lyocell纤维的纺丝流程图1—原液罐2—计量泵3—喷丝头组件4—空气夹层5—凝固浴6—导丝辊7—水洗浴8—卷绕辊工艺特点Lyocell纤维的工艺主要由纤维素溶解、纺丝成形和后处理三部分组成。纤维素溶解纤维素溶解是Lyocell纤维制造技术中最重要也是最有特色的技术环节。将纤维素（浆粕）溶解在含水（3H2O）的N-甲基吗琳N-氧化物（NMMO）有机溶剂中，然后将搅拌均匀的混合液放入密封的容器，在90~140℃的油浴内加热30min左右，再在混合液中加入稳定剂，以减少纤维素分子的降解，聚合度控制在600以上，最后形成的是浓度高达20%~50%的浓溶液（纤维素中间体）。1工艺特点N-甲基吗琳N-氧化物是由二甘醇与氨反应生成的通过再甲基化而制成的，其分子结构式如图所示。它的分子中有活性氧原子，可吸湿而使水合度增加，改变对纤维素的溶解性。实验证明，直接水合上三份结晶水（NMMO·3H2O）时的溶解效果最好。工艺特点纺丝成形纤维素浓度在20%以上的NMMO溶液作纺丝原液，为了避免NMMO在高温下因释出氧而使纺丝液氧化降解，在纺丝液中加稳定剂。纺丝液温度调到90℃，滤去杂质后从喷丝孔挤出，已成为丝束状的纺丝液，先在由空气或甲醇（气相）形成的气隙中通过，接受牵伸并析出部分水分和溶剂，然后再进入凝固浴析出NMMO而凝固成形。Lyocell纤维的纺丝方法是属于干湿法的，而普通粘胶纤维则是全湿法的，由于它的牵伸主要是在干态（空气中）条件下进行的，所以分子的取向度比普通粘胶高，结晶度也高于普通粘胶纤维。2工艺特点纺丝成形在整个纺丝工艺中，喷丝板的构造（如喷丝孔的长径比）、空气层（气隙）的长度和温湿度、拉伸比、空气层的气体组分（是否含甲醇）等因素，都会对纤维的性能有很大的影响。纺丝时采用的凝固浴是稀NMMO溶液，经干法抽伸的丝束进入凝固浴后，纤维素即沉淀而使纤维最终成形，相应析出的NMMO则被回收循环使用。凝固的温度和浓度对纤维的物理性能也有重要影响。2工艺特点分子取向度和结晶度较高这一特点，导致Lyocell纤维中巨原纤的结晶化程度高并更趋向于沿纤维轴向排列。这样，从结晶区中延伸出来缚结非晶区分子的机率相应要减小。所以当它在受到外界因素，如连续摩擦和振动的应力作用后，这一部分巨原纤便很容易从纤维的表面分离出来，这就是通常所说的“原纤化现象”。如果在湿润的条件下接受这种刺激，那就更容易出现这种现象，因为水分子会使非晶区澎润而进一步拉开了它和结晶区之间的连接。工艺特点与许多溶液纺丝的化学纤维一样，Lyocell纤维也是一种具有皮芯结构的纤维，这与纤维的成形过程有关，但皮层比例较小。纤维皮层薄并较易破损，皮层下面为致密的芯层。在整个纺丝工艺中，喷丝板的构造（如喷丝孔的长径比）、空气层（气隙）的长度和温湿度、拉伸比、空气层的气体组分（是否含甲醇）等因素，都会对纤维的性能有很大的影响。工艺特点后处理加工后处理加工的内容主要是洗涤、干燥、上油，如果是短纤维还要卷曲、切断；如果是长丝纱，一般还需加网络、加捻等集束加工。不需像普及粘胶纤维要安排后拉伸工序。清洗时析出的NMMO也可以回收精制后再使用。3Lyocell纤维生产工艺优点1生产工艺流程短，生产工艺设备简单，投资少；2溶剂可以充分回收，溶剂、水、浆粕等各种原料损耗少；不污染环