聚丙烯腈纤维的生产及质量控制.ppt

（三）纺丝原液凝固纺丝原液被压出喷丝孔进入纺丝甬道后，与甬道中热空气接触，使原液细流温度上升，当细流表面温度达到溶剂沸点时，细流内部溶剂不断扩散至表面而蒸发，由于溶剂蒸发，使原液细流中高聚物浓度增加，而溶剂含量不断降低，当达到凝固临界浓度时，原液细流固化为丝条。（四）干法成形工艺控制聚合物分子量为加速原液凝固，减少纺丝中溶剂蒸发量，故干法成形的原液采用较高的浓度（25%~30%），相应地适当降低聚合物分子量（3.5万～4万），否则原液黏度太高，影响过滤和脱泡，降低原液可纺性。纺丝原液浓度纺丝原液浓度↑→→纺丝时溶剂蒸发量及溶剂单耗↓→甬道中热空气循环量↓→纺丝速度↑→纤维品质好，横截面圆整度好→延伸度↓喷丝头孔数和孔径——纺丝条件相同：喷丝头孔数或孔径↑→未拉伸纤维的总线密度↑→丝束中DMF的残存量↑→单纤维间互相粘连↑→断裂强度↓、延伸度↓——吐液量和纺丝速度不变：孔径↓、孔数↑→丝束的总纤度不变而降低单丝的线密度，有利于DMF的蒸发，使纤维的截面结构均匀，形状更接近于圆形，纤维的机械性能也较好。但是，孔径过小时，喷丝孔容易堵塞或产生毛丝。纺丝甬道长度在成形时间和成形温度不变下，提高通道长度，则纺速可以增加；在纺速不变下，甬道越长，成形时间也越长，则可适当降低成形温度或增加甬道中溶剂蒸气浓度，纤维品质指标好。工业上纺丝甬道长度以4～8m为宜，内径150～300mm。纺丝温度随着纺丝温度的下降，纤维的断裂强度和热水收缩率有所上升；延伸度和喷丝头最大拉伸倍数开始时随温度的下降延伸度和拉伸倍数有所增加，至最大值后则随温度的下降而下降；未拉伸纤维中DMF的残存量则明显地随纺丝温度的下降而上升。工业：N2为甬道循环介质时其进口温度为400℃，出口温度为l30℃。热空气为循环介质，其温度一般为230～260℃。纺丝甬道中溶剂蒸气浓度甬道中溶剂浓度越低，丝条中溶剂蒸发速度越快，成形均匀性越差，纤维横截面圆整度越差。工业：甬道中混合气体中溶剂的浓度为35～45g/m3纺丝速度纺丝速度↑→喷丝头拉伸比↑→纤维取向度↑、纤维的线密度降低↓、断裂强度↑工业：纺丝速度100～400m/min喷丝头拉伸干纺腈纶只有在塑性状态下经拉伸后，才成为纤维，在拉伸中，喷丝头拉伸倍数通常比湿纺时高，但比熔纺时小。纤维截面形状干法腈纶的截面近似圆形或哑铃形聚丙烯腈的干喷湿纺法纺丝成型（一）工艺流程1—计量泵2—烛形滤器3—喷丝头4—凝固浴5—导丝钩6—导丝盘7—拉伸浴8—干燥辊筒9—蒸汽拉伸槽10—松弛干燥辊筒腈纶干喷湿纺法成型工艺流程图（二）工艺控制纺丝原液黏度原液黏度↑↑→流动困难→纺丝不能顺利进行原液黏度↓↓→喷出的原液流容易拉断，或发生相互粘连工业：原液黏度50～100Pa·s干纺距离喷丝头表面到凝固浴液面之间的距离即干纺距离，它随原液黏度的增加而增加。纤维的干燥和拉伸——第一次拉伸：80～100℃热水或蒸汽，拉伸倍数大于1.5倍——第二次拉伸；拉伸倍数为5～10倍，拉伸温度为120～150℃——干燥：排出冻胶状初生纤维中的水分，使纤维结构致密化第六节聚丙烯腈纤维后加工一、湿法成型聚丙烯腈纤维的后加工（一）后加工工艺流程湿纺腈纶后加工主要包括拉伸，水洗，干燥致密化，卷曲，热定型，上油，干燥，打包湿法纺丝工艺流程示意图1—凝固浴2—预热浴3—水洗槽4—压辊5—拉伸机6—拉伸浴槽7—第一上油浴8—干燥机9—张力架10—卷曲加热器11—卷曲机12—装丝箱13—汽蒸锅14—第二上油浴15—干燥机16—切断机17—吹风机18—打包机第五章聚丙烯腈纤维生产及质量控制腈纶：聚丙烯腈纤维、PAN纤维或PAC纤维丙烯腈和第二、第三单体的共聚物（comonomer）纺制的合成纤维；常规聚丙烯腈纤维中AN含量在85%以上；改性聚丙烯腈纤维（modacrylicfiber）中AN含量为35%～85%；腈纶短纤维腈纶毛条腈纶丝束第一节概述聚合（原液制备）方法纺丝方法溶剂主要生产厂商水相沉淀聚合（二步法）干纺DMFDuPont（美），Bayer（德）