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1、第六章 粘胶长丝的生产1粘胶纤维是最先实现工业化生产的纤维之一， 由于其良好的性能和低廉的成本，首先获得迅速 发展。粘胶长丝生产过程为：粘胶制备，纺丝，后 处理，后加工四大类。粘胶制备是将纤维素溶解的过程，制成纤维 素溶液粘胶过程包括;浸渍、压榨、粉碎、老成、 黄化、溶解、混合、过虑、脱泡和熟成等步骤。2纺丝：粘胶通过喷丝孔喷入酸浴中凝 固，再生出纤维的过程。后处理：洗去丝条上的各类杂质。后加工：丝的整理过程3第一节 碱纤维素的制造一、混粕 1、什么是浆粕： 由木材或棉短绒等天然植物纤维为原料， 精制而成的纸板，主要成分是甲种纤维素。2、混粕的目的： 减少或消除浆粕质量差异造成的影响。使 生产
2、工艺稳定、连续、正常。4二、浸渍 1、定义： 浆粕浸在18左右的烧碱溶液中，生成碱 纤维素，同时使浆粕中的半纤维素（分子量较 小的纤维素）和其他杂质溶出。2、方法：间歇式和连续式三、压榨和粉碎 1、压榨： 1）目的： 压出多余的碱，同时把半纤维素 和杂质分离，以提高碱纤维素的纯度52）碱纤维素组成的控制： 用压榨倍数来控制(一般压榨倍数控制在3左右) 压榨后碱化纤维素的组成： 甲种纤维素30，烧碱含量17 2、粉碎 1）目的： 增加表面积，有利于老成过程中与空气中 的氧接触，使老成、黄化均匀。 2）方法:先撕碎后细磨。63）粉碎程度判断：定积重量来表示。定积重量：指碱纤维素粉碎后，单位体积的重
3、 量。一般以克/升表示。粉碎效果越好，定积重量越小，表面积越大。 浸渍、压榨和粉碎可在浸压粉碎联合机上进行 。 四、老成 1、定义：碱纤维素与空气中的氧发生作用， 使粘度下降，这个过程称为老成。 2、作用：使纤维素与空气中的氧发生作用， 纤维素的聚合度从800到1000降到400左右，粘 度下降到工艺要求，再经黄化制得粘度合格的 粘胶。73、方法：高温（45以上）中温（3040）常温（1825） 间歇式：小规模厂 连续式：大工厂 化学老成：加入氧化剂，缩短老成时间五、黄化 1、定义： 碱纤维素与CS2反应，生成纤维 素磺酸钠的过程。82、原理： 碱纤维素 CS2 纤维素磺酸钠水 副反应：NaO
4、H CS2 Na CS2 NaCO3H2O纤维素磺酸钠为白色固体，由于副反应产 物的存在，颜色会变深，纤维素磺酸钠在稀碱 中呈胶状，生产中利用这一性质制成粘胶。93、工艺： 1）碱纤维素的加入量： 根据黄化机生产能力而定2）黄化溶解液的浓度及加入量在黄化前加入溶解碱液进行预碱化，其作用 是使纤维素进一步膨胀，有利于黄化反应的进 行。溶解碱液浓度根据粘胶组成中的含碱量定， 加碱后，甲种纤维素含量降至2022。 3）二硫化碳加入量： 通常控制在甲种纤维素含量的 3236 104）机台真空度： 抽真空有利于二硫化碳成气化状态，渗透 到碱纤维素中，减少副反应，通常控制在 600mm Hg以上。 5）黄
5、化温度： 湿法黄化 初温：1720终温：24286）二氧化钛加入量 作为消光剂： 半消光：甲种纤维素的2.5% 全消光：甲种纤维素的1.0%11六、制胶 1、纤维素磺酸钠的后溶解 1）后溶解： 定义： 将初溶后的纤维素磺酸钠进一 步溶解在稀碱液或软水中，制成粘胶。 时间：一般控制在24hr在范围内 温度：一般控制在152）混合： 目的：减少粘胶质量的波动 方法：间歇式和连续式2、过滤和脱泡 1）过滤 2）脱泡：静置脱泡 连续脱泡123、粘胶熟成和纺丝供胶 1）熟成的定义：粘胶在一点温度下，放置一 定时间，其凝固力得到提高，达到抽丝要求的 粘度。这个过程称为粘胶的熟成。 2）化学反应：水解反应和
6、皂化反应。 纤维素磺酸钠H2O 纤维素磺酸钠 CS2 NaOH 纤维素磺酸钠NaOH 纤维素 Na2CO3 Na2S203 3）粘胶丝熟成过程中各项性能指标的变化 熟成度的变化： 熟成时间越长，粘胶凝聚程度越高，熟成 度愈高。 粘度变化： 一开始急剧下降，后逐渐回升要求1314第二节 粘胶长丝纺丝一、粘胶长丝成形 1、原理： 粘胶在酸浴中起化学反应，凝固脱水产生连续 丝条，这一过程为成形过程。其化学反应如下：纤维素磺酸钠H2SO4纤维素CS2 NaHSO4NaOHH2SO4 NaSO4H2O15二、纺丝工艺控制 1、酸浴的控制： 1）硫酸含量要适中，过高会使纤维成形过 快，影响丝的强度和伸度，
7、过低造成成形不良，一般控制在123135 g/L2）ZnSO4的作用： 一般控制在1510 g/L，延缓再生凝胶作用 ，延缓再生时间，有利于牵伸。 3）Na2SO4的作用： 含量控制再260g/L 左右，使粘胶脱水，更 均匀凝固，并缓冲H2SO4的强烈作用。 4）酸浴循环量： 一般控制再3545升/锭分 2、浸长： 浸长的变化会使成形条件发生变化，影响 产品品质量，一般控制在2.43.5m 1617第三节 粘胶长丝后处理和干燥一、后处理的溶液 1、脱硫液及其作用： 1）作用：纺丝成形后的丝饼表面含许多含硫 杂质，如残留在丝条上，会造成纤维发硬，外观 发黄，还会污染环境，必须对其进行脱硫处理。
8、2）脱硫方法 NaOH脱硫NaOHSNa2SNa2S2O3H2018 Na2SO3，NaOH脱硫 Na2SO3S Na2S2O3 Na2S脱硫 Na2SS Na2S2 2、漂白浴 过氧化氢或次氯酸钠漂白 3、酸洗浴 洗去残余的氢氧化铁和其他重金属，用盐 酸，浓度24 g/L中和浴。 酸洗后的丝饼显酸性，采用弱酸性液进行 中和洗涤，一般用碳酸钠或氨水。194、水洗浴为了把游离在丝条上的纺丝浴、杂质和残留的后 处理浴液洗掉，要对经过脱硫、酸洗和中和后 的丝饼进行水洗。后处理用水要求硬度小，含铁量少，酸碱中性。 5、油浴：丝条水洗后，还要上油，使丝条柔软，提高抱合 力和抗静电性能，减少摩擦力。油浴基
9、本组成：矿物油，表面活性剂及柔软剂。20二、粘胶纤维的后处理生产工艺流程可分为淋洗和压洗两种1、工艺流程 水洗脱硫水洗酸洗水洗中和水洗 上油脱水烘干后加工2、脱水：干燥前脱水，可减轻干燥负担， 脱水后丝饼含水150200 3、干燥：干燥后使丝饼含水率达到68 21第四节 粘胶长丝的后加工工艺流程： 丝饼调湿成筒成绞分级包装入库 一、丝饼调湿 丝饼干燥后，所含水分不均匀，必须进行 调湿。 调湿方法： 把丝饼放在调湿间，温度2028，相对 湿度6570 ，平衡在2436小时。 二、成筒成绞 三、分级包装22溶剂法再生纤维素纤维 溶剂法再生纤维素纤维在1989年国际人造 丝及合成纤维标准局将它取名为
10、绿塞（ Lyocell）纤维。目前世界上已经有多家公司 在生产这种纤维，分别使用的商品名称如 Lenzing Lyocell，Tencel和Newcell等等。 绿塞纤维的生产工艺主要由纤维素溶解， 纺丝成型和后处理三部分组成。23纤维素溶解 将纤维素浆粕溶解在NMMO（一种N-甲基 吗琳N-氧化物的有机溶剂）中。 将搅拌均匀的混合物放入密闭的容器，在 90140的油浴中加热30min左右，加入分 子量稳定剂，聚合度控制在600左右，最后 形成浓度为20%50%的纺丝原液。 混合过滤24纺丝成形 绿塞纤维的纺丝是干湿法纺丝。 纺丝原液过滤后从喷丝孔挤出，已成丝束 状的纺丝液先在由空气或甲醇（气
11、相）形 成的气隙中通过，经牵伸析出部分水和溶 剂，然后再进入凝固浴析出NMMO而凝固 成型。 绿塞纤维的牵伸在干态进行，它的分子取 向度和结晶度要高于普通的粘胶纤维。25后处理加工 绿塞纤维的后处理加工比较简单，主要是 洗涤，干燥和上油。 如果是短纤维，还需要进行卷曲和切断 长丝通常要作网络加捻等加工。26绿塞纤维的工艺优势 工艺简单不需要象传统粘胶纤维那样，要经过碱化，老成 ，黄化等工序，工艺流程短。从投入浆粕到纤维 打包，只需3h。而粘胶纤维完成这一过程需要24h 。 无环境问题采用无排放的闭环生产系统，纤维素溶解后直接 纺丝，溶剂可以方便地回收并再循环利用。采用的NMMO溶剂是一种毒性极
12、低的有机溶剂， 它的致毒水平甚至低于酒精。27绿塞纤维的性能和应用 有很高的相对强度 绿塞纤维的相对强度高达40cN/tex，大致相 当于涤纶纤维的强度，湿强也30cN/tex，高 于棉的湿强2630cN/tex，不会出现象粘胶 纤维那样湿强度低的问题。 绿塞纤维之所以强度好，是由于它比较高 的取向度和结晶度，另外它的分子量也比 较高。28 有良好的吸湿性 虽然绿塞纤维的取向度和结晶度比较高， 但它的回潮率仍然能够保持在11%以上，作 为衣料，有良好的舒适性。 有与粘胶相近的染色性能29 有突出的原纤化特征 什么是原纤化？ 主要表现在纤维可以沿纵向将更细的微细纤 维逐层剖离出来。其结构包括了基原纤（ 1030nm），微原纤（4080nm），巨原纤 （100150nm）。 从实用角度来看，易于原纤化的纤维可以给 织物风格带来绒毛效应和改善手感。30
