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干法纺丝(静电纺丝机)
2015-06-01 15:35:06 作者:SystemMaster

干法纺丝

dry spinning   化学纤维主要纺丝方法之一,简称干纺。干法纺丝和湿法纺丝都是采用成纤高聚物的浓溶液来形成纤维。与湿纺不同的是,干纺时从喷丝头毛细孔中压出的纺丝液细流不是进入凝固浴,而是进入纺丝甬道中。通过甬道中热空气流的作用,使原液细流中的溶剂快速挥发,挥发出来的溶剂蒸汽被热空气流带走。原液在逐渐脱去溶剂的同时发生固化,并在卷绕张力的作用下伸长变细而形成初生纤维。   干法纺丝与熔体纺丝有某些相似之处,二者都是在纺丝甬道中使高聚物流体(溶液或熔体)的粘度达到某一临界值而实现凝固。不同的是,熔纺时凝固过程是借纺丝行程中细流温度下降而实现的,而干纺则通过原液细流中溶剂挥发,高聚物浓度不断增大而凝固。

编辑本段溶剂的脱除

在干纺的纺丝行程中,原液细流中溶剂的脱除通过下列三步实现:①原液一出喷丝孔立即快速挥发──闪蒸;②溶剂从原液细流内部向外扩散;③从细流表面向周围气体介质作对流传质。在靠近喷丝头的一段纺程上,传质的机理包括闪蒸、对流和扩散的综合作用,随后纯扩散就逐渐变成控制传质过程速率的因素。   干纺时,纺丝原液与周围气体介质之间只有传热和传质过程,不发生任何化学变化。干纺的纺丝速度主要取决于溶剂挥发的速度,通常在聚合物的溶解度和纺丝液粘度许可的条件下原液浓度应尽可能高,并选择沸点较低和蒸发潜热较小的溶剂,借以减少纺丝原液转化为纤维所需挥发的溶剂量,降低热能消耗并提高纺丝速度。目前生产中干纺的纺丝速度一般为 200~500米/分,增加甬道长度或纺制细纤维时,纺速可提高至 700~1500米/分。干纺时,纺丝原液的浓度和粘度都比相应的湿法纺丝原液为高。通常干纺溶剂的沸点不超过80℃,但沸点高达153℃的二甲基甲酰胺(DMF)也可用作聚丙烯腈纤维和某些高弹性纤维干纺的溶剂。

干纺的特点

与熔纺相比,干纺适合于加工分解温度低于熔点或加热时易变色、但能溶解在适当溶剂中的成纤高聚物。对于既能用干纺又能用湿纺成形的纤维(例如聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维),干纺一般更适于纺制长丝。干纺时也需有配制纺丝溶液和溶剂回收工序,辅助设备比熔纺多。干纺的投资通常比湿纺贵,但干纺的纺丝速度较高且所得纤维的结构较致密,物理机械性能和染色性也较好。

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