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1、聚乙烯醇制维尼纶,湿法,干法,半熔法,维尼纶按其纺丝法分为:,由于聚乙烯醇的熔融温度为220240，没有明显的稳定熔融态，在250以上完全分解变色，故不能直接采用熔融法纺丝。,湿法纺丝是将1516%的聚乙烯醇水溶液，经喷丝头压入以芒硝或烧碱溶液为凝固剂的溶液中，而制成纤维。湿法纺丝工艺比较成熟，生产能力大。其中芒硝法是目前工艺生产上普遍采用的方法。,湿法：,纺丝是将3545%的聚乙烯醇水溶液，经喷丝板压入热空气甬道中，使溶剂水不断蒸发而制得纤维。干法纺丝制得的纤维，具有特殊的优点，工艺流程短，不需要特殊的化工原料，基本无三废，回收简单。,干法：,半熔融法以水或其他溶剂为增塑剂，将50%以上的原
2、料，高温下挤压成形，相当于塑料加工。由于此法工艺简单，聚乙烯醇浓度高，适用于高强力纤维的纺制。,半熔融法：,纺丝,水洗,脱洗,过滤,过滤,水洗,纺丝,过滤,脱洗,过滤,冷却,卷绕,切断,卷曲,缩醛化,热处理,干燥,预热,二浴,收缩2,冷却,卷绕,缩醛化,上油,干燥,打包,水洗,二浴,干燥,热处理,预热,收缩1,上油,干燥,卷绕,水洗,牵切纺,PVA,维尼纶短纤维和长束丝的生产过程如图所示:,原材料规格:,原材料规格,原材料规格:,原材料规格:,工艺生产过程:,整理,纺丝、热处理,聚乙烯醇溶液的制备,牵切纱生产,(一)聚烯醇溶液的制备,1.水洗 为了减少聚乙烯醇平均聚合度、膨润度、着色度的波动，
3、将2批或3批聚乙烯醇搭配混合使用。 将袋装的聚乙烯醇投入长网式水洗机上，用流量为10m3/h的水淋洗，除去其中的醋酸钠、游离碱等。调整洗涤水温度2630，网速100130cm/min，使水洗聚乙烯醇中的醋酸钠含量控制在0.220.04%（对聚乙烯醇）的规定范围内以保证纤维的色相。水洗后的聚乙烯醇经压辊压榨脱水，使含水量为622%，然后用风机吹入贮料仓中。,贮料含内的水洗聚乙烯醇经风机送到计量秤内称量，再用抽真空的方式，吸入预先加有80定量热水的间歇式溶解机中，聚乙烯醇在热水中边搅拌边溶解。溶解机内装有直接蒸汽，可迅速将温度升到90，并通过蒸汽夹套，保证溶解温度为982，为了制得一定浓度的聚乙烯
4、醇溶液，生产中通常采用测定粘度的方法，控制溶液浓度为160.3%。 如制备消光纤维，还需在水洗聚乙烯醇投入溶解之前，加入定量的用水充分分散的消光剂二氧化钛。 后工序纺丝、热处理生产中产生的废丝，可以回收利用。废丝水洗后，投入溶解机内，用蒸汽加压溶解成溶液。溶解温度控制在124左右，溶解6%以上，经过滤后分批加入其它溶解后的溶液中回收使用。,2.溶解,3.过滤、脱泡 溶解后的聚乙烯醇溶液，用齿轮泵送到过滤调压槽，经板框压滤机过滤。滤液溶液中的杂质，送入脱泡桶中静止脱泡6h以上。脱泡后的溶液，用压缩空气压入二道过滤机过滤，经纺丝调压槽调节一定压力送往纺丝机。,通过纺丝、热处理过程，把聚乙烯醇溶液加
5、工成纤维状，使它具有一定粗细，一定强力和耐热水性。纺丝、热处理的工艺流程如图所示。 经纺丝、热处理后,（二）纺丝、热处理,1.56dtex短纤维半成品规格,1.11dtex长束丝半成品规格,1.纺丝 :,纺丝 聚乙烯醇溶液由计量泵定量压入烛型过滤器后，从黄白金制成的喷丝头小孔喷出，进入凝固浴，在浴中凝固脱水而形成纤维。其纤维经刮液导钩绕道导丝盘上。在第一第二导丝盘间，经导丝盘延伸后，在卷绕机上进行集束。根据生产纤维的规格，调节计量泵送出溶液的流量。6000孔喷丝头生产1.56dtex短纤维时的流量，一般为430cm3/(min锭)。每台纺丝机分为两侧，每侧有2836个锭位。 凝固液的组成为硫酸
6、钠416g/L；硫酸锌1.3g/L；硫酸0.24g/L;其相对密度为1.320；温度为451。 导丝盘延伸率一般为130150%，延伸率的计算方式： 延伸率%=(后卷辊速度-前卷辊速度)/前卷辊速度100%.,2.湿热延伸:,湿热延伸 由卷绕机引出来的丝束，经90的芒硝368g/L的水溶液（水浴），引向干燥机，由于卷绕机和干燥机卷辊速度的差异，丝束在此进行湿热延伸，湿热延伸率为6075%，为使丝束得到均匀的干燥、延伸、热处理，丝束在出二浴机前，经过玻璃导管榨液整形。用导杆将丝束调整成一定厚度，一定宽度的扁平状。,3.干燥和预热：,干燥 丝束在进行干热延伸和热处理之前，必须进行干燥，使其含水量达
7、到5%左右。丝束的干燥是在带有芒硝和张力情况下进行的。 预热 干燥后的丝束继续加热，使丝束温度在短时间内提高到225230，以便进行干热延伸和热处理。预热机内与干燥干燥机内的丝束速度相同。,4.干热延伸：,干热延伸 为了提高纤维大分子的取向度和结晶度，从而提高纤维的强度和耐热水性，在预热机与热处理机之间进行干燥延伸，延伸率为5080%，干热延伸速度一般为90120m/min。,5.收缩热处理：,收缩热处理 为了消除因拉伸产生的内应力使纤维非晶区大分子致密化，须要进行收缩热处理。短纤维的收缩热处理是在热处理机和冷却机之间进行的，收缩率为5%左右，长丝束的收缩热处理，是在收缩机内进行的，收缩率为1
8、020%。,6.冷却与切断 ：,冷却 经热处理的丝束，在冷却机上进行急速冷却后，卷绕在丝轴车上。 切断 生产短纤维时，卷绕在丝轴车上的丝束，喂入切断机，切成一定长度，然后用风机送到整理热水卷曲。短纤维切断长度，根据生产纤维的规格来确定，棉型纤维的长度一般为35mm。,7.固浴：,凝固浴 凝固浴和湿热延伸浴（二浴）都为循环使用。从纺丝机出来的被稀释的凝固浴回到循环槽，适当补加芒硝液和稀硫酸，然后从循环槽送出，经加热器加热到一定温度，送到蒸发机浓缩，以保持一定浓度。另外有5%的循环液过滤除去杂质。 湿热延伸机出来的二浴液，回到二浴循环槽。滴加少量的碱或酸调节酸度，加热到一定温度循环使用。二浴液用凝
9、固浴加水调配，其增液部分，送到凝固浴中。,短纤,（三）整理:,纺丝成形后的纤维，经过延伸、热处理后，在强度等机械性能方面，已达到使用要求。但耐热水性差，在沸水中剧烈膨润、收缩，直到溶解。因此还有进行化学处理，以进一步提高耐热水性。在聚乙烯醇大分子中有许多羟基，它是聚乙烯醇纤维具有亲水性二耐热水性差的原因。聚乙烯醇可以与醛类发生缩醛反应，经羟基封闭，而代之以其他疏水性基团，从而使耐热水性提高。能与聚乙烯醇进行缩醛化反应的醛类很多，工业上最常用的是甲醛，因为甲醛最容易制得，成本不高，缩醛化后制得的纤维性能优良。维尼纶短纤维，长丝束整理工业流程如图所示。 维尼纶长丝束在整理过程中，没有热水卷曲和打包
10、程序，其余过程与短纤维相同。经干燥后的长丝束，卷绕在丝轴上，供生产牵切纱使用。,1.热水卷曲:,热水卷曲 为了使短纤维便于纺织加工，必须进行卷曲，以提高纤维的抱合性能。在切断后送到整理热水卷曲时，用90左右的热水充分浸泡5min，使纤维自由收缩产生卷曲。为了防止纤维过度溶胀，需在水中加入一定量的芒硝。,2.前水洗:,前水洗 过去进行短纤维无芒硝缩醛化反应时，需先用4050的水，将纤维上带的芒硝洗去。现采用热水卷曲和含有芒硝的溶液进行缩醛化反应，而前水洗仅做均匀布棉和压榨脱水使用。 长丝束一直是采用含有芒硝进行缩醛化反应的。其中水洗浴中含有一定浓度的芒硝，借以调整缩醛化液中的芒硝含量，另外在前水
11、洗时，调整长丝束的张力，防止丝束运输中缠卷辊。,3.前回收、后回收:,纤维缩醛化后，从缩醛化浴中出来，带有大量的缩醛化液，而纤维进入缩醛化浴时，又带入大量的水，是缩醛化浴稀释，为了降低硫酸、甲醛的消耗。在缩醛化浴前后，设置了前回收、后回收。回收液的浓度约为缩醛化液浓度的50%，温度大体同缩醛化浴的温度。带水的纤维进入前回收，使回收液稀释，而出缩醛化的纤维，又把酸和醛带入回收液中，使回收的浓度基本保持平衡。,4.缩醛化:,缩醛化 用甲醛和聚乙烯醇进行缩醛化反应时，聚乙烯醇大分子中的一部分羟基，被疏水性的亚甲基所取代，从而提高耐热水性。缩醛化的程度用被取代的羟基占全部羟基的百分数表示，称为醛化度。
12、缩醛化浴由浓度为2530g/L甲醛、200300g/L硫酸、200g/L芒硝水溶液组成。其中甲醛为反应剂，硫酸为催化剂，芒硝为阻溶胀剂。缩醛化浴温度一般控制在70左右，提高甲醛、硫酸浓度，或提高缩醛化浴温度，都可加快反应速度。但反应强烈，会使聚乙烯醇纤维中的低分子物溶出而产生树脂化丝，造成生产不正常，产品质量下降。加入阻溶胀剂，聚乙烯醇和甲醛发生的基本反应为,聚乙烯醇和甲醛发生的基本反应为:,5.温水和洗上油 :,用70左右的热水，将纤维上带有的缩醛化液洗掉，以免纤维变黄。 为增加纤维的柔软性，减小纤维电阻，使便于纺织加工，在生产过程中，将纤维用油浴喷淋和浸泡。油浴是浓度为5g/L左右的高级脂
13、肪醇磷酸酯或硫酸酯的水溶液，温度6070。,6.干燥、打包：,水洗、压榨脱水后，短纤维经开纤机开松，用风机送入干燥机中，在通风式干燥机中，烘出纤维上带有的水，使纤维含水率达到5%左右。再将干燥后的纤维用风机送入打包机中，打成每包200mg的短纤维成品。,(四)牵切纱生产:,将维尼纶长丝束，经牵切、粗纺、络筒、打包制成维尼纶牵切纱。工艺流程如图所示。 牵切纱生产过程与棉纺织加工过程大体相同，只是没有清花、梳棉、并条而已。维尼纶牵切纱强力高，29.5tex的牵切纱品质指标可以高达7500（分）以上。只是在粗纱、细纱生产过程中易断头，影响成品质量和生产率。,1.粗纱 、细纱、络筒：,将牵切条在粗纱机上牵伸、捻回，制成具有一定强度的粗纱。 将粗纱在细纱机上牵伸、捻回，制成细纱。 将细纱在络筒机上倒卷，清除纱上的粗节、接头不良疵点。然后打成30kg左右的包出厂。,2.牵切:,经梳头机把长丝束的一端梳成笔尖形，以便于梳头搭接，防止牵切条搭头处偏重。然后在牵切机上强制拉撕成长度不完全相同的100mm左右纤维。同时用机械卷曲方法，使纤维具有一定的卷曲度，制成粗细比较均匀的牵切条。,
