再生纖維素纖維制造及改性

1、再生纖維素纖維制造及改性再生纖維素纖維制造及改性概述概述植物植物目前全球天然纖維素產(chǎn)量達(dá)到1000億噸年，而世界紡織業(yè)的纖維素用量不到2200萬噸年。藻類藻類微生物微生物 1838年年，法國科學(xué)家安斯姆佩恩，法國科學(xué)家安斯姆佩恩（Anselme Payen）發(fā)現(xiàn)大量植物細(xì)胞都）發(fā)現(xiàn)大量植物細(xì)胞都具有相同的一種物質(zhì)，并將其命名為纖維具有相同的一種物質(zhì)，并將其命名為纖維素（素（Cellulose）。）。 1891年年，克羅斯（，克羅斯（Cross）、貝文）、貝文（Bevan）和比德爾（）和比德爾（Beadle）等首先制）等首先制成了纖維素黃酸鈉溶液，因其粘度很大，成了纖維素黃酸鈉溶液，因其粘度很大

2、，命名為命名為“粘膠粘膠”。 1893年年，出現(xiàn)最早制備化學(xué)纖維的方法，出現(xiàn)最早制備化學(xué)纖維的方法（粘膠遇酸后，纖維素又重新析出）。（粘膠遇酸后，纖維素又重新析出）。 1905年年，穆勒（，穆勒（Mueller）等發(fā)明了稀硫酸）等發(fā)明了稀硫酸和硫酸鹽組成的凝固浴，使粘膠纖維的性和硫酸鹽組成的凝固浴，使粘膠纖維的性能得到了較大改善，從而實現(xiàn)了粘膠纖維能得到了較大改善，從而實現(xiàn)了粘膠纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。的工業(yè)化生產(chǎn)。再生纖維素纖維的生產(chǎn)方法有以下幾種：再生纖維素纖維的生產(chǎn)方法有以下幾種： 粘膠法粘膠法：粘膠纖維。：粘膠纖維。溶劑法溶劑法：銅氨纖維；萊賽爾（：銅氨纖維；萊賽爾（Lyocell）纖維等。

3、纖維等。 纖維素氨基甲酸酯法纖維素氨基甲酸酯法（CC法）：纖維法）：纖維素氨基甲酸酯纖維。素氨基甲酸酯纖維。 閃爆法閃爆法：新纖維素纖維。：新纖維素纖維。 熔融增塑紡絲法熔融增塑紡絲法：新纖維素纖維。：新纖維素纖維。目前，纖維素纖維的主要生產(chǎn)方法以粘膠目前，纖維素纖維的主要生產(chǎn)方法以粘膠纖維為主，產(chǎn)量占纖維為主，產(chǎn)量占90%以上。所以，主要以上。所以，主要介紹粘膠纖維。介紹粘膠纖維。 20世紀(jì)世紀(jì)30年代末期，出現(xiàn)了強力粘膠纖維；年代末期，出現(xiàn)了強力粘膠纖維； 50年代初期，高濕模量粘膠纖維實現(xiàn)了工業(yè)化；年代初期，高濕模量粘膠纖維實現(xiàn)了工業(yè)化； 60年代初期，粘膠纖維的發(fā)展達(dá)到高峰，產(chǎn)量年代初

4、期，粘膠纖維的發(fā)展達(dá)到高峰，產(chǎn)量占化學(xué)纖維總產(chǎn)量的占化學(xué)纖維總產(chǎn)量的80%以上；以上； 60年代中期以后，發(fā)展趨于平緩；年代中期以后，發(fā)展趨于平緩； 70年代，發(fā)展處于停滯狀態(tài)（年代，發(fā)展處于停滯狀態(tài)（“三廢三廢”問題）；問題）； 但仍具有不可忽視的地位但仍具有不可忽視的地位吸濕性好、透氣性吸濕性好、透氣性強、染色性好、穿著舒適、易于紡織加工、可強、染色性好、穿著舒適、易于紡織加工、可生物降解。生物降解。莫代爾 2009年，世界粘膠纖維的產(chǎn)量約年，世界粘膠纖維的產(chǎn)量約450萬噸，約占萬噸，約占化學(xué)纖維總產(chǎn)量（約化學(xué)纖維總產(chǎn)量（約7000萬噸）的萬噸）的6%。2009年，年，我國粘膠纖維總產(chǎn)量達(dá)

5、我國粘膠纖維總產(chǎn)量達(dá)140多萬噸，居世界第一。多萬噸，居世界第一。 改性改性兼具粘膠纖維與合成纖維優(yōu)良性能和特兼具粘膠纖維與合成纖維優(yōu)良性能和特殊功能的纖維素纖維；殊功能的纖維素纖維； 開發(fā)環(huán)境友好型非粘膠法纖維素纖維開發(fā)環(huán)境友好型非粘膠法纖維素纖維綠色生產(chǎn)綠色生產(chǎn)工藝工藝。生產(chǎn)纖維素纖維的基本原料生產(chǎn)纖維素纖維的基本原料一、植物纖維的原料來源及其化學(xué)成分一、植物纖維的原料來源及其化學(xué)成分 植物纖維（植物的一種細(xì)胞）是制造植物纖維（植物的一種細(xì)胞）是制造纖維素漿粕的原料，纖維素漿粕是生產(chǎn)再纖維素漿粕的原料，纖維素漿粕是生產(chǎn)再生纖維素纖維的原料。生纖維素纖維的原料。木材纖維木材纖維針葉木是制造纖

6、維素纖維的優(yōu)質(zhì)原料針葉木是制造纖維素纖維的優(yōu)質(zhì)原料闊葉木也可以闊葉木也可以棉纖維棉纖維棉短絨（附著在棉籽殼上的短纖維）是棉短絨（附著在棉籽殼上的短纖維）是制造纖維素纖維的優(yōu)質(zhì)原料。制造纖維素纖維的優(yōu)質(zhì)原料。禾本科植物纖維禾本科植物纖維包括竹、蘆葦、麥稈、甘蔗渣、高粱桿、包括竹、蘆葦、麥稈、甘蔗渣、高粱桿、玉米桿和棉桿等。目前，我國已將甘蔗渣、玉米桿和棉桿等。目前，我國已將甘蔗渣、竹子漿粕用作粘膠纖維的原料。竹子漿粕用作粘膠纖維的原料。二、纖維素的結(jié)構(gòu)與性能二、纖維素的結(jié)構(gòu)與性能纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素的結(jié)構(gòu) 纖維素是一種由大量纖維素是一種由大量葡萄糖殘基葡萄糖殘基彼此按照一彼此按照一定的聯(lián)接原則，即

7、通過第一個、第四個碳原子用定的聯(lián)接原則，即通過第一個、第四個碳原子用鍵連接起來的不溶于水的直鏈狀大分子化合物。鍵連接起來的不溶于水的直鏈狀大分子化合物。分子通式為（分子通式為（C6H10O5）n，n為聚合度。為聚合度。 纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和其它固體高聚物一樣纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和其它固體高聚物一樣，是是十分復(fù)雜的。十分復(fù)雜的。 早期的微胞結(jié)構(gòu)理論早期的微胞結(jié)構(gòu)理論 纖維素分子聚集成微胞纖維素分子聚集成微胞，每個微胞都有嚴(yán)格每個微胞都有嚴(yán)格整齊的界面整齊的界面，象磚塊堆砌起來一象磚塊堆砌起來一樣。樣?，F(xiàn)代觀點現(xiàn)代觀點則認(rèn)為這是不確切的則認(rèn)為這是不確切的。 纓纓狀微胞結(jié)構(gòu)理論狀微胞結(jié)構(gòu)理論 纖維素結(jié)

8、構(gòu)存在兩個相態(tài)纖維素結(jié)構(gòu)存在兩個相態(tài)：結(jié)晶區(qū)和無定形結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)區(qū)。 高序部分高序部分大分子致密大分子致密、平行排列平行排列、定向良定向良好好。 無定形部分無定形部分致密度較小致密度較小、大分子結(jié)合程度大分子結(jié)合程度較弱較弱、有較大的空隙有較大的空隙、分子鏈分布不完全平行分子鏈分布不完全平行。 爭論：爭論： 無定形部分是由結(jié)無定形部分是由結(jié)晶晶部分伸出來的分部分伸出來的分子鏈所組成子鏈所組成，結(jié)晶部分和無定形部分之間結(jié)晶部分和無定形部分之間由分子鏈貫穿由分子鏈貫穿，而二者之間沒有嚴(yán)格的界而二者之間沒有嚴(yán)格的界面面。纖維素的纓狀微胞結(jié)構(gòu)模型 有人則認(rèn)為有人則認(rèn)為結(jié)晶部分是由折疊鏈構(gòu)成結(jié)晶部分

9、是由折疊鏈構(gòu)成。纓纓狀狀微胞結(jié)構(gòu)是普通粘膠纖維的結(jié)構(gòu)形式。微胞結(jié)構(gòu)是普通粘膠纖維的結(jié)構(gòu)形式。修正的纓狀微胞結(jié)構(gòu)模型 纓纓狀原纖結(jié)構(gòu)理論狀原纖結(jié)構(gòu)理論 纓纓狀微胞結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為狀微胞結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為結(jié)晶區(qū)較短結(jié)晶區(qū)較短，而而纓纓狀原纖結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為結(jié)晶區(qū)較長狀原纖結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為結(jié)晶區(qū)較長，晶區(qū)是晶區(qū)是長鏈分子的小片斷構(gòu)成的長鏈分子的小片斷構(gòu)成的，長鏈分布依次地長鏈分布依次地通過結(jié)晶的原纖和它們中間的非晶區(qū)通過結(jié)晶的原纖和它們中間的非晶區(qū)。天然天然纖維素纖維、波里諾西克纖維和高纖維素纖維、波里諾西克纖維和高濕濕模量纖模量纖維都具有維都具有纓纓狀原纖結(jié)構(gòu)狀原纖結(jié)構(gòu)。纖維素的纓狀原纖結(jié)構(gòu)模型纖維素的纓狀微胞結(jié)構(gòu)

10、模型纖維素的分類纖維素的分類纖維素不是一種均一的物質(zhì)，而是一種纖維素不是一種均一的物質(zhì)，而是一種不同相對分子質(zhì)量的不同相對分子質(zhì)量的混合物混合物。在工業(yè)上分。在工業(yè)上分為：為：-纖維素纖維素-纖維素纖維素-纖維素纖維素半纖維素半纖維素-纖維素（聚合度纖維素（聚合度200以上）：植物纖維素在特定條件下以上）：植物纖維素在特定條件下不溶于不溶于20的的17.5%NaOH溶液的部分，溶解的部分稱為半溶液的部分，溶解的部分稱為半纖維素。纖維素。 -纖維素（聚合度纖維素（聚合度140-200）：以上溶解部分用醋酸中和）：以上溶解部分用醋酸中和又重新沉淀分離出來的那一部分纖維素。又重新沉淀分離出來的那一部

11、分纖維素。-纖維素（聚合度纖維素（聚合度10-140 ）：不能沉淀的部分。）：不能沉淀的部分。纖維素的物理性質(zhì)纖維素的物理性質(zhì) 纖維素是纖維素是白色、無臭、無味白色、無臭、無味的物質(zhì)的物質(zhì) 不溶于水、稀酸、稀堿和一般的有機溶劑不溶于水、稀酸、稀堿和一般的有機溶劑 能溶解在能溶解在濃硫酸和濃氯化鋅濃硫酸和濃氯化鋅溶液中，同時發(fā)溶液中，同時發(fā)生一定程度的分子鏈斷裂，使聚合度降低生一定程度的分子鏈斷裂，使聚合度降低 能很好地溶解在能很好地溶解在銅氨溶液銅氨溶液和和復(fù)合有機溶液體復(fù)合有機溶液體系系中中 對金屬離子具有對金屬離子具有交換吸附交換吸附能力（木質(zhì)素和半能力（木質(zhì)素和半纖維素的作用）纖維素的作

12、用） 具有良好的具有良好的對水和其他溶液的吸附性對水和其他溶液的吸附性，吸附，吸附性的強弱與纖維素結(jié)構(gòu)及毛細(xì)管作用有關(guān)性的強弱與纖維素結(jié)構(gòu)及毛細(xì)管作用有關(guān) 200 以下熱穩(wěn)定性尚好，以下熱穩(wěn)定性尚好， 200 以上聚合以上聚合度下降度下降纖維素的化學(xué)性質(zhì)纖維素的化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)分子中的分子中的部分羥基部分羥基被氧化成羧基或醛基，被氧化成羧基或醛基，同時分子鏈發(fā)生斷裂。同時分子鏈發(fā)生斷裂。與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)適當(dāng)條件下發(fā)生適當(dāng)條件下發(fā)生酸性水解酸性水解（纖維素大分（纖維素大分子的配糖連接對酸不穩(wěn)定），如條件劇烈，子的配糖連接對酸不穩(wěn)定），如條件劇烈，則水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖。則水解的最終產(chǎn)物

13、為葡萄糖。與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)在適當(dāng)條件下發(fā)生在適當(dāng)條件下發(fā)生配糖連接配糖連接堿性降解及堿性降解及端基的端基的“剝皮剝皮”反應(yīng)，導(dǎo)致纖維素的聚合反應(yīng)，導(dǎo)致纖維素的聚合度降低。與濃度降低。與濃NaOH溶液作用，生成堿纖維溶液作用，生成堿纖維素。素。酯化反應(yīng)酯化反應(yīng) 與各種無機酸和有機酸反應(yīng)，生成各種酯化與各種無機酸和有機酸反應(yīng)，生成各種酯化物，如硝化纖維素、醋酸纖維素、纖維素黃酸酯物，如硝化纖維素、醋酸纖維素、纖維素黃酸酯等。等。醚化反應(yīng)醚化反應(yīng) 與鹵代烷、鹵代酸或硫酸酯作用生成纖維素與鹵代烷、鹵代酸或硫酸酯作用生成纖維素醚。醚。三、纖維素漿粕的制造及質(zhì)量要求三、纖維素漿粕的制造及質(zhì)量要求纖維素漿粕

14、的制造纖維素漿粕的制造與造紙工業(yè)的制漿過程區(qū)別不大。與造紙工業(yè)的制漿過程區(qū)別不大。備料備料 對制漿原料進(jìn)行對制漿原料進(jìn)行預(yù)處理預(yù)處理。甘蔗渣要經(jīng)過開松。甘蔗渣要經(jīng)過開松和除髓，棉短絨要進(jìn)行開松、除塵，木材要經(jīng)過和除髓，棉短絨要進(jìn)行開松、除塵，木材要經(jīng)過剝皮、除節(jié)、切片等處理。剝皮、除節(jié)、切片等處理。蒸煮蒸煮植物原料經(jīng)過以上預(yù)處理后與植物原料經(jīng)過以上預(yù)處理后與蒸煮藥劑蒸煮藥劑混合，混合，在規(guī)定的溫度和壓力下進(jìn)行蒸煮成為漿料。在規(guī)定的溫度和壓力下進(jìn)行蒸煮成為漿料。粘膠纖維漿粕生產(chǎn)的方法一般可分為三種粘膠纖維漿粕生產(chǎn)的方法一般可分為三種 ：亞硫酸鹽法亞硫酸鹽法適用于結(jié)構(gòu)緊密原料，如針葉適用于結(jié)構(gòu)緊密

15、原料，如針葉木；木；預(yù)水解亞硫酸鹽法預(yù)水解亞硫酸鹽法適用于樹脂和多縮戊糖適用于樹脂和多縮戊糖含量高的原料，如闊葉樹、甘蔗渣等；含量高的原料，如闊葉樹、甘蔗渣等； 苛性鈉法苛性鈉法適用于棉短絨。適用于棉短絨。 在蒸煮過程中，纖維細(xì)胞發(fā)生在蒸煮過程中，纖維細(xì)胞發(fā)生膨潤膨潤，初，初生壁被破壞，漿粕反應(yīng)性能提高，大部分生壁被破壞，漿粕反應(yīng)性能提高，大部分半纖維素及其他非纖維素混合物得以除去，半纖維素及其他非纖維素混合物得以除去，漿粕的聚合度降低。漿粕的聚合度降低。精選精選 經(jīng)過洗滌、打漿、篩選、除沙和濃縮等經(jīng)過洗滌、打漿、篩選、除沙和濃縮等過程，以過程，以提高其純度和反應(yīng)性能。提高其純度和反應(yīng)性能。漂

16、白漂白 除去漿料中的有色雜質(zhì)和殘存的木質(zhì)除去漿料中的有色雜質(zhì)和殘存的木質(zhì)素、灰分、鐵質(zhì)，進(jìn)一步提高纖維素的素、灰分、鐵質(zhì)，進(jìn)一步提高纖維素的反反應(yīng)性能應(yīng)性能，并，并最終調(diào)節(jié)纖維素的聚合度最終調(diào)節(jié)纖維素的聚合度。粘膠纖維漿粕的質(zhì)量要求粘膠纖維漿粕的質(zhì)量要求 應(yīng)具有純度高、堿化及黃化時能與化應(yīng)具有純度高、堿化及黃化時能與化學(xué)試劑學(xué)試劑迅速而均勻地反應(yīng)迅速而均勻地反應(yīng)、纖維素酯在堿、纖維素酯在堿溶液中擴散及溶解性能良好等特點，并具溶液中擴散及溶解性能良好等特點，并具有良好的過濾性能，以保證紡絲順利進(jìn)行。有良好的過濾性能，以保證紡絲順利進(jìn)行。 -纖維素含量高、半纖維素含量低，標(biāo)志著纖維素含量高、半纖維

17、素含量低，標(biāo)志著漿粕純度高。漿粕純度高。 漿粕中的雜質(zhì)包括漿粕中的雜質(zhì)包括SiO2、鐵、鎂等，它們使、鐵、鎂等，它們使粘膠的粘度升高，并能與酸生成不溶性鹽，粘膠的粘度升高，并能與酸生成不溶性鹽，從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭。雜質(zhì)從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭。雜質(zhì)中的鐵、銅、錳等能加速堿纖維素的老成降中的鐵、銅、錳等能加速堿纖維素的老成降解。木質(zhì)素可降低漿粕的潤濕能力，延緩老解。木質(zhì)素可降低漿粕的潤濕能力，延緩老成速度，在漂白時生成有色物質(zhì)，使纖維產(chǎn)成速度，在漂白時生成有色物質(zhì)，使纖維產(chǎn)生色斑。生色斑。 聚合度要求：分布均勻，聚合度高于聚合度要求：分布均勻，聚合度高于1200及低于及低于

18、200的部分越少越好。的部分越少越好。 總之，要求漿粕的總之，要求漿粕的反應(yīng)性能好反應(yīng)性能好（綜合指標(biāo)）。（綜合指標(biāo)）。粘膠原液的制備粘膠原液的制備各種粘膠纖維的生產(chǎn)都必須經(jīng)過下列四各種粘膠纖維的生產(chǎn)都必須經(jīng)過下列四個過程：個過程：粘膠的制備粘膠的制備紡前準(zhǔn)備紡前準(zhǔn)備纖維成型纖維成型纖維的后處理纖維的后處理一、堿纖維素的制備一、堿纖維素的制備漿粕的準(zhǔn)備漿粕的準(zhǔn)備 通常采用多批混合的方法。各批漿粕通常采用多批混合的方法。各批漿粕的品質(zhì)差異應(yīng)有一定的允許范圍。的品質(zhì)差異應(yīng)有一定的允許范圍。 漿粕的含水率漿粕的含水率直接影響粘膠生產(chǎn)工藝。直接影響粘膠生產(chǎn)工藝。但含水率的高低并不是重要因素，重要的但含

19、水率的高低并不是重要因素，重要的是是漿粕含水率的均勻性漿粕含水率的均勻性。含水率波動，則。含水率波動，則浸漬時滲透到漿粕內(nèi)的堿液被稀釋的濃度浸漬時滲透到漿粕內(nèi)的堿液被稀釋的濃度不同，漿粕的膨潤不均勻，堿纖維素的生不同，漿粕的膨潤不均勻，堿纖維素的生成也不均勻，從而使以后的老成和黃化反成也不均勻，從而使以后的老成和黃化反應(yīng)不均勻，制得的粘膠過濾性能變差，成應(yīng)不均勻，制得的粘膠過濾性能變差，成品纖維的品質(zhì)下降。品纖維的品質(zhì)下降。 含水率的波動應(yīng)控制在含水率的波動應(yīng)控制在2%范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。纖維素浸漬纖維素浸漬浸漬過程中化學(xué)及物理變化浸漬過程中化學(xué)及物理變化 堿與纖維素的相互作用可分為兩個階段堿與纖

20、維素的相互作用可分為兩個階段（化學(xué)變化），首先生成加成化合物（化學(xué)變化），首先生成加成化合物加成化合物還可進(jìn)一步形成醇化物加成化合物還可進(jìn)一步形成醇化物纖維素大分子上酸性較強的仲羥基生成酸性較弱的伯羥基則生成 物理變化：溶脹和部分低分子溶出，物理變化：溶脹和部分低分子溶出，纖維素的聚合度有所降低。纖維素的聚合度有所降低。影響纖維素溶脹作用的因素影響纖維素溶脹作用的因素 漿粕的膨潤作用漿粕的膨潤作用，包含了纖維間毛細(xì)，包含了纖維間毛細(xì)管水的凝聚作用和纖維素分子上羥基的溶管水的凝聚作用和纖維素分子上羥基的溶劑化作用。主要受溫度和堿液濃度影響。劑化作用。主要受溫度和堿液濃度影響。浸漬過程的工藝參數(shù)浸

21、漬過程的工藝參數(shù)堿液濃度堿液濃度 通常浸漬堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在通常浸漬堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在18%20%（最終會被稀釋到（最終會被稀釋到10%12% ，該濃，該濃度下溶脹最劇烈）。度下溶脹最劇烈）。浸漬時間浸漬時間 漿粕從漿粕從潤濕到堿液逐步向纖維素內(nèi)部潤濕到堿液逐步向纖維素內(nèi)部滲透滲透達(dá)到均勻的程度，需要一定的時間，達(dá)到均勻的程度，需要一定的時間，半纖維素的溶出半纖維素的溶出則需要更長的時間，而生則需要更長的時間，而生成堿纖維素的反應(yīng)時間很短。浸漬時間的成堿纖維素的反應(yīng)時間很短。浸漬時間的長短主要取決于漿粕的結(jié)構(gòu)形式、浸漬方長短主要取決于漿粕的結(jié)構(gòu)形式、浸漬方式及浸漬工藝。一般在式及浸漬工藝。一般

22、在1560min。浸漬溫度浸漬溫度 堿化反應(yīng)是堿化反應(yīng)是放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)，低溫有利于溶，低溫有利于溶脹和使半纖維素充分溶出。升高溫度會使脹和使半纖維素充分溶出。升高溫度會使堿纖維素發(fā)生水解反應(yīng)。對不同的漿粕原堿纖維素發(fā)生水解反應(yīng)。對不同的漿粕原料和設(shè)備，浸漬溫度有較大的差異。料和設(shè)備，浸漬溫度有較大的差異。浸漬浴比浸漬浴比 漿粕的絕對干燥重量和堿液體積之比，漿粕的絕對干燥重量和堿液體積之比，稱為浴比。稱為浴比。堿纖維素的壓榨與粉碎堿纖維素的壓榨與粉碎 漿粕經(jīng)過浸漬以后，必須與過剩的堿漿粕經(jīng)過浸漬以后，必須與過剩的堿液分離，因為過量的水和堿會直接影響黃液分離，因為過量的水和堿會直接影響黃化反應(yīng)的

23、正常進(jìn)行，還會發(fā)生多種副反應(yīng)，化反應(yīng)的正常進(jìn)行，還會發(fā)生多種副反應(yīng)，消耗大量的二硫化碳。所以，要進(jìn)行壓榨，消耗大量的二硫化碳。所以，要進(jìn)行壓榨，使使-纖維素含量控制在纖維素含量控制在28%30%，NaOH含量控制在含量控制在16%17%。 粉碎粉碎成細(xì)小的松屑粒狀（增加反應(yīng)成細(xì)小的松屑粒狀（增加反應(yīng)的表面積）。的表面積）。堿纖維素的老成堿纖維素的老成老成老成是借空氣中的氧化作用，使堿纖維是借空氣中的氧化作用，使堿纖維素分子鏈斷裂，聚合度下降，以達(dá)到適當(dāng)素分子鏈斷裂，聚合度下降，以達(dá)到適當(dāng)調(diào)整粘膠粘度的目的。（低溫長時間老成調(diào)整粘膠粘度的目的。（低溫長時間老成效果較好）效果較好）二、纖維素黃酸酯

24、的制備二、纖維素黃酸酯的制備堿纖維素的黃化反應(yīng)堿纖維素的黃化反應(yīng)使難溶解的纖維素變成可溶性的纖維素使難溶解的纖維素變成可溶性的纖維素黃酸酯。黃酸酯?；蚧螯S化反應(yīng)首先發(fā)生在纖維素大分子的無定黃化反應(yīng)首先發(fā)生在纖維素大分子的無定形區(qū)及結(jié)晶區(qū)表面，并逐步向結(jié)晶區(qū)內(nèi)部形區(qū)及結(jié)晶區(qū)表面，并逐步向結(jié)晶區(qū)內(nèi)部滲入。滲入。 與此同時，堿纖維素的超分子結(jié)構(gòu)受與此同時，堿纖維素的超分子結(jié)構(gòu)受到破壞，從而提高其溶解性。到破壞，從而提高其溶解性。 黃化時的副反應(yīng)黃化時的副反應(yīng) 堿纖維素中存在的大量游離堿與二硫堿纖維素中存在的大量游離堿與二硫化碳發(fā)生一系列的副反應(yīng)：化碳發(fā)生一系列的副反應(yīng)：副反應(yīng)產(chǎn)物三硫代碳酸鈉（副反應(yīng)

25、產(chǎn)物三硫代碳酸鈉（Na2CS3）是一種油狀橘紅色）是一種油狀橘紅色物質(zhì)，它使黃酸酯著色。黃化反應(yīng)中主、副反應(yīng)同時進(jìn)行物質(zhì)，它使黃酸酯著色。黃化反應(yīng)中主、副反應(yīng)同時進(jìn)行，可以根據(jù)體系色澤的變化來判斷黃化反應(yīng)的終點。，可以根據(jù)體系色澤的變化來判斷黃化反應(yīng)的終點。黃化反應(yīng)的機理黃化反應(yīng)的機理主要是主要是氣固相反應(yīng)氣固相反應(yīng)，包括二硫化碳蒸，包括二硫化碳蒸汽按擴散機理從堿纖維素表面向內(nèi)部滲透汽按擴散機理從堿纖維素表面向內(nèi)部滲透的過程以及二硫化碳在滲透部分與堿纖維的過程以及二硫化碳在滲透部分與堿纖維素上的素上的羥基羥基進(jìn)行反應(yīng)的過程。進(jìn)行反應(yīng)的過程。是是放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)，低溫有利，高溫易生成，低溫有利，

26、高溫易生成更多的副產(chǎn)物。更多的副產(chǎn)物。是是可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)。二硫化碳對纖維素的滲。二硫化碳對纖維素的滲透，在無定形區(qū)易于進(jìn)行，而結(jié)晶區(qū)的二透，在無定形區(qū)易于進(jìn)行，而結(jié)晶區(qū)的二硫化碳主要在微晶表面進(jìn)行局部化學(xué)反應(yīng)。硫化碳主要在微晶表面進(jìn)行局部化學(xué)反應(yīng)。在溶解過程中，甚至在以后的粘膠溶液中，在溶解過程中，甚至在以后的粘膠溶液中，二硫化碳繼續(xù)向微晶內(nèi)部滲透，稱之為二硫化碳繼續(xù)向微晶內(nèi)部滲透，稱之為“后黃化后黃化”。因此，二硫化碳的。因此，二硫化碳的擴散和吸擴散和吸附附對反應(yīng)起著重要作用。對反應(yīng)起著重要作用。三、纖維素黃酸酯的溶解和混合三、纖維素黃酸酯的溶解和混合纖維素黃酸酯的溶解纖維素黃酸酯的溶解

27、纖維素黃酸酯與纖維素黃酸酯與溶劑溶劑接觸，首先黃酸接觸，首先黃酸基團會發(fā)生強烈的溶劑化重要，纖維素開基團會發(fā)生強烈的溶劑化重要，纖維素開始溶脹，大分子之間的距離增大，當(dāng)有足始溶脹，大分子之間的距離增大，當(dāng)有足夠量的溶劑存在時，纖維素黃酸酯就大量夠量的溶劑存在時，纖維素黃酸酯就大量吸收溶劑分子而無限溶脹，纖維素的晶格吸收溶劑分子而無限溶脹，纖維素的晶格徹底破壞，大分子不斷分散，直至形成均徹底破壞，大分子不斷分散，直至形成均相的粘膠溶液。相的粘膠溶液。 溶解過程中，甚至溶解結(jié)束后若干小溶解過程中，甚至溶解結(jié)束后若干小時內(nèi)，黃酸基團沿著纖維素大分子鏈繼續(xù)時內(nèi)，黃酸基團沿著纖維素大分子鏈繼續(xù)再分配，使

28、黃化比較充分的黃酸基團部分再分配，使黃化比較充分的黃酸基團部分結(jié)合在黃化不充分的部分上，這種作用稱結(jié)合在黃化不充分的部分上，這種作用稱之為之為脫黃化和再黃化脫黃化和再黃化。堿纖維素黃酸酯的混合堿纖維素黃酸酯的混合 溶解結(jié)束后，為盡量減小各批粘膠間的溶解結(jié)束后，為盡量減小各批粘膠間的質(zhì)量差異，需將溶解終了的數(shù)批粘膠進(jìn)行質(zhì)量差異，需將溶解終了的數(shù)批粘膠進(jìn)行混合，使粘膠均勻，易于紡絲?；旌?，使粘膠均勻，易于紡絲。四、粘膠的紡前準(zhǔn)備四、粘膠的紡前準(zhǔn)備粘膠的熟成粘膠的熟成 纖維素黃酸酯在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，纖維素黃酸酯在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，即使在常溫下放置也會逐步分解，酯化度即使在常溫下放置也會逐步分解

29、，酯化度下降。粘膠在放置過程中會發(fā)生一系列的下降。粘膠在放置過程中會發(fā)生一系列的化學(xué)和物理化學(xué)變化，稱之為化學(xué)和物理化學(xué)變化，稱之為粘膠的熟成粘膠的熟成。粘膠在熟成過程中的化學(xué)變化粘膠在熟成過程中的化學(xué)變化水解反應(yīng)水解反應(yīng)皂化反應(yīng)皂化反應(yīng) 在熟成過程中，水解反應(yīng)和皂化反應(yīng)同時在熟成過程中，水解反應(yīng)和皂化反應(yīng)同時存在，存在，主要發(fā)生水解反應(yīng)主要發(fā)生水解反應(yīng)。一些熱力學(xué)上潛能。一些熱力學(xué)上潛能較高的副產(chǎn)物不斷向潛能較低的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化。較高的副產(chǎn)物不斷向潛能較低的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化。熟成過程中粘膠粘度的變化熟成過程中粘膠粘度的變化先急劇下降（粘膠中游離的二硫化碳進(jìn)入纖維素的結(jié)晶部分，引起后黃化，使部分結(jié)晶區(qū)繼續(xù)分

30、散溶解于堿液中，分散粒子逐漸變?。┙?jīng)最低點后緩慢上升（隨熟成繼續(xù)進(jìn)行，酯化度下降，使脫溶劑化和結(jié)構(gòu)化程度增加）急劇上升（隨著副產(chǎn)物的不斷增加，酯化度進(jìn)一步下降，纖維素大分子因氫鍵作用而不斷凝聚，直至形成凝膠） 熟成過程中黃酸基團的再分配及熟成度的熟成過程中黃酸基團的再分配及熟成度的變化變化 由于仲羥基上黃酸基和伯羥基上黃酸由于仲羥基上黃酸基和伯羥基上黃酸基的離解速度不同，隨著熟成的進(jìn)行，總基的離解速度不同，隨著熟成的進(jìn)行，總的酯化度呈緩慢下降的趨勢，仲羥基位置的酯化度呈緩慢下降的趨勢，仲羥基位置上的酯化度急劇下降，伯羥基位置上的酯上的酯化度急劇下降，伯羥基位置上的酯化度稍有上升，結(jié)果使黃酸基團

31、在纖維素化度稍有上升，結(jié)果使黃酸基團在纖維素分子鏈上分布均勻，從而使粘膠均勻穩(wěn)定。分子鏈上分布均勻，從而使粘膠均勻穩(wěn)定。 粘膠的熟成度粘膠的熟成度是指粘膠對凝固作用的是指粘膠對凝固作用的穩(wěn)定程度，穩(wěn)定程度，是粘膠的重要指標(biāo)之一是粘膠的重要指標(biāo)之一，直接，直接影響紡絲成型過程的快慢及成品纖維的性影響紡絲成型過程的快慢及成品纖維的性能。能。粘膠的過濾粘膠的過濾需過濾物質(zhì)：需過濾物質(zhì)：大量微粒大量微粒（未反應(yīng)的纖維及其片斷、未溶（未反應(yīng)的纖維及其片斷、未溶解的纖維和溶解不完全的粘膠粒子以及半纖維素解的纖維和溶解不完全的粘膠粒子以及半纖維素與與Fe、Ca、Cu的螯合體等）的螯合體等）原料、設(shè)備和管道中

32、帶入的原料、設(shè)備和管道中帶入的各類雜質(zhì)各類雜質(zhì)。通常，粘膠在紡絲前要經(jīng)過三道過濾。過濾通常，粘膠在紡絲前要經(jīng)過三道過濾。過濾介質(zhì)一般為絨布和細(xì)布。介質(zhì)一般為絨布和細(xì)布。粘膠的脫泡粘膠的脫泡氣泡的存在將加速粘膠的氣泡的存在將加速粘膠的氧化過程氧化過程。成型時。成型時氣泡會使纖維斷頭和產(chǎn)生疵點，微小的氣泡容易氣泡會使纖維斷頭和產(chǎn)生疵點，微小的氣泡容易形成氣泡絲，降低纖維的強度。一般控制氣泡在形成氣泡絲，降低纖維的強度。一般控制氣泡在粘膠中的體積分?jǐn)?shù)在粘膠中的體積分?jǐn)?shù)在0.001%以下以下。五、粘膠的質(zhì)量指標(biāo)及分析方法五、粘膠的質(zhì)量指標(biāo)及分析方法過濾性能過濾性能 漿粕制造、浸漬、壓榨、粉碎、黃化和溶

33、漿粕制造、浸漬、壓榨、粉碎、黃化和溶解各工序中存在的質(zhì)量問題，將集中體現(xiàn)在粘解各工序中存在的質(zhì)量問題，將集中體現(xiàn)在粘膠過濾性能的好壞上。因此，膠過濾性能的好壞上。因此，過濾性能是衡量過濾性能是衡量漿粕質(zhì)量和粘膠制造工藝的一個重要指標(biāo)漿粕質(zhì)量和粘膠制造工藝的一個重要指標(biāo)，并，并直接影響原材料的消耗和紡絲能否順利進(jìn)行。直接影響原材料的消耗和紡絲能否順利進(jìn)行。 在生產(chǎn)中，常采用阻塞值（在生產(chǎn)中，常采用阻塞值（Kw）表征粘）表征粘膠的過濾性能。膠的過濾性能。P1恒壓下恒壓下20min后通過規(guī)定過濾介質(zhì)的粘膠量后通過規(guī)定過濾介質(zhì)的粘膠量P2同一實驗中繼續(xù)測定同一實驗中繼續(xù)測定40min后通過規(guī)定過濾后通

34、過規(guī)定過濾介質(zhì)的粘膠量介質(zhì)的粘膠量粘膠的組成粘膠的組成 粘膠中纖維素含量會影響成品纖維的粘膠中纖維素含量會影響成品纖維的粗細(xì)粗細(xì) 游離堿的含量對粘膠的性能影響很大游離堿的含量對粘膠的性能影響很大 粘膠的化學(xué)組成分析比較復(fù)雜粘膠的化學(xué)組成分析比較復(fù)雜，實際，實際生產(chǎn)中一般通過黃化及溶解工序中加入的生產(chǎn)中一般通過黃化及溶解工序中加入的堿量、二硫化碳量和水量來控制。堿量、二硫化碳量和水量來控制。粘膠的粘度粘膠的粘度可間接表示纖維的聚合度，粘膠的粘度可間接表示纖維的聚合度，粘膠的粘度直接影響纖維的強度。直接影響纖維的強度。生產(chǎn)中采用生產(chǎn)中采用落球法落球法測定。（低于測定。（低于20s或或大于大于50s

35、，可紡性較差），可紡性較差）粘膠的熟成度粘膠的熟成度熟成度越低，成型速度越慢，所形成的熟成度越低，成型速度越慢，所形成的纖維結(jié)構(gòu)緊密，染色越淺；熟成度越高，纖維結(jié)構(gòu)緊密，染色越淺；熟成度越高，成型速度越快，纖維結(jié)構(gòu)不均勻，則染色成型速度越快，纖維結(jié)構(gòu)不均勻，則染色深且不均，纖維強伸度也明顯降低。深且不均，纖維強伸度也明顯降低。普通粘膠短纖維普通粘膠短纖維一、凝固浴的組成和作用一、凝固浴的組成和作用凝固浴的組成凝固浴的組成 是由硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅按一定比例組成是由硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅按一定比例組成的溶液。單獨的硫酸也能用于粘膠纖維成型，但的溶液。單獨的硫酸也能用于粘膠纖維成型，但所得纖維的質(zhì)量

36、很差，主要是因為纖維素黃酸酯所得纖維的質(zhì)量很差，主要是因為纖維素黃酸酯的分解速度過快，大分子還來不及經(jīng)受足夠的拉的分解速度過快，大分子還來不及經(jīng)受足夠的拉伸定向，纖維素已經(jīng)再生出來，使得纖維的結(jié)構(gòu)伸定向，纖維素已經(jīng)再生出來，使得纖維的結(jié)構(gòu)疏松，內(nèi)外層結(jié)構(gòu)不勻，強度低，纖維無實用價疏松，內(nèi)外層結(jié)構(gòu)不勻，強度低，纖維無實用價值。值。凝固浴的作用凝固浴的作用硫酸的作用硫酸的作用 一是使纖維素黃酸鈉分解，再生出纖維一是使纖維素黃酸鈉分解，再生出纖維素和素和CS2；二是中和粘膠中的；二是中和粘膠中的NaOH，使粘，使粘膠凝固；三是使黃化時產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解。膠凝固；三是使黃化時產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解。硫酸鈉的作

37、用硫酸鈉的作用 抑制硫酸的解離，從而延緩纖維素黃酸抑制硫酸的解離，從而延緩纖維素黃酸鈉的再生速度。硫酸鈉是一種強電解質(zhì)，鈉的再生速度。硫酸鈉是一種強電解質(zhì)，能促使粘膠脫水而凝固，這些作用能改善能促使粘膠脫水而凝固，這些作用能改善纖維的物理機械性能。纖維的物理機械性能。硫酸鋅的作用硫酸鋅的作用 改進(jìn)纖維的成型效果，使纖維具有較改進(jìn)纖維的成型效果，使纖維具有較高的韌性和較優(yōu)良的耐疲勞性能。高的韌性和較優(yōu)良的耐疲勞性能。 兩個特殊作用：一是能與纖維素黃酸兩個特殊作用：一是能與纖維素黃酸鈉作用生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物鈉作用生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素黃酸纖維素黃酸鋅鋅，其分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多，其分解速度

38、比纖維素黃酸鈉慢得多，有利于拉伸，從而提高纖維強度；二是纖有利于拉伸，從而提高纖維強度；二是纖維素黃酸鋅具有維素黃酸鋅具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能形成結(jié)晶中交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能形成結(jié)晶中心心，生成均勻而細(xì)小的結(jié)晶，避免大塊晶，生成均勻而細(xì)小的結(jié)晶，避免大塊晶體的形成，從而使纖維結(jié)構(gòu)均勻，強度、體的形成，從而使纖維結(jié)構(gòu)均勻，強度、延伸度和延伸度和鉤接強度鉤接強度都得到適當(dāng)提高。都得到適當(dāng)提高。二、紡絲成型工藝二、紡絲成型工藝粘膠短纖維的成型特點粘膠短纖維的成型特點噴絲頭的選用噴絲頭的選用 采用直徑較大或組合式噴絲頭，單頭孔數(shù)采用直徑較大或組合式噴絲頭，單頭孔數(shù)上上千乃至數(shù)萬千乃至數(shù)萬、合并后的絲束總線密度在、合并后

39、的絲束總線密度在百萬分特百萬分特以上以上，紡絲機的單臺生產(chǎn)能力較大。，紡絲機的單臺生產(chǎn)能力較大。成型條件成型條件 噴絲孔有合理的排列和分布，酸浴的分配和噴絲孔有合理的排列和分布，酸浴的分配和流向均勻合理。比長絲成型條件緩和，凝固浴中流向均勻合理。比長絲成型條件緩和，凝固浴中硫酸含量略低，而硫酸鈉含量稍高。因此在塑性硫酸含量略低，而硫酸鈉含量稍高。因此在塑性條件下絲條能經(jīng)受較大的拉伸。條件下絲條能經(jīng)受較大的拉伸。雙浴成型雙浴成型經(jīng)凝固成型后，絲束還要在專門的塑化經(jīng)凝固成型后，絲束還要在專門的塑化槽中進(jìn)行拉伸，纖維素在此完全再生，即槽中進(jìn)行拉伸，纖維素在此完全再生，即雙浴成型雙浴成型。從一浴中紡出

40、的絲束，合并成。從一浴中紡出的絲束，合并成絲束后，在絲束后，在95100的二浴中進(jìn)行的二浴中進(jìn)行60%100%的拉伸，并充分分解成水化纖維素。的拉伸，并充分分解成水化纖維素。成型過程中的化學(xué)及物理化學(xué)變化成型過程中的化學(xué)及物理化學(xué)變化粘膠纖維紡絲是將粘膠溶液通過多孔噴粘膠纖維紡絲是將粘膠溶液通過多孔噴絲頭擠出進(jìn)入凝固浴中，使纖維素黃酸酯絲頭擠出進(jìn)入凝固浴中，使纖維素黃酸酯凝固成為絲條，然后再分解成水化纖維素。凝固成為絲條，然后再分解成水化纖維素。凝固和分解兩個過程往往同時發(fā)生，只是凝固和分解兩個過程往往同時發(fā)生，只是前后程度有所不同。前后程度有所不同。成型過程中的化學(xué)變化成型過程中的化學(xué)變化纖

41、維素黃酸酯遇酸的分解反應(yīng)纖維素黃酸酯遇酸的分解反應(yīng)粘膠中堿與酸的中和反應(yīng)粘膠中堿與酸的中和反應(yīng)纖維素黃酸鈉與硫酸鋅的過渡反應(yīng)纖維素黃酸鈉與硫酸鋅的過渡反應(yīng)粘膠中雜質(zhì)與酸的各種反應(yīng)粘膠中雜質(zhì)與酸的各種反應(yīng)成型過程中的物理化學(xué)變化成型過程中的物理化學(xué)變化當(dāng)粘膠經(jīng)過噴絲孔道時，在切向力作用當(dāng)粘膠經(jīng)過噴絲孔道時，在切向力作用下成為各向異性的粘膠細(xì)流。粘膠細(xì)流和下成為各向異性的粘膠細(xì)流。粘膠細(xì)流和凝固浴各組分的凝固浴各組分的雙擴散雙擴散結(jié)果，使纖維素黃結(jié)果，使纖維素黃酸酯被分解而析出再生纖維素。細(xì)流被離酸酯被分解而析出再生纖維素。細(xì)流被離析成雙相，及以析成雙相，及以纖維素網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主的凝膠相和以低分子纖

42、維素網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主的凝膠相和以低分子物質(zhì)為主的液相。物質(zhì)為主的液相。 在初生的粘膠纖維中，原來在纖維中在初生的粘膠纖維中，原來在纖維中形成的結(jié)晶粒子首先析出。結(jié)晶粒子進(jìn)一形成的結(jié)晶粒子首先析出。結(jié)晶粒子進(jìn)一步結(jié)合其他大分子或締合體而不斷增大，步結(jié)合其他大分子或締合體而不斷增大，并逐步形成較大的結(jié)晶區(qū)域。由于纖維素并逐步形成較大的結(jié)晶區(qū)域。由于纖維素大分子活動性較小，故結(jié)晶過程比較緩慢。大分子活動性較小，故結(jié)晶過程比較緩慢。另外，溶劑的擴散速度常低于反應(yīng)速度，另外，溶劑的擴散速度常低于反應(yīng)速度，所以在纖維的表面首先形成皮膜，溶劑通所以在纖維的表面首先形成皮膜，溶劑通過皮膜向內(nèi)部滲透，形成截面結(jié)構(gòu)不

43、均勻過皮膜向內(nèi)部滲透，形成截面結(jié)構(gòu)不均勻的皮芯層結(jié)構(gòu)。的皮芯層結(jié)構(gòu)。拉伸在粘膠短纖維成型中的意義拉伸在粘膠短纖維成型中的意義 短纖維拉伸一般由噴絲頭拉伸、導(dǎo)盤短纖維拉伸一般由噴絲頭拉伸、導(dǎo)盤拉伸和塑化拉伸三個階段組成。拉伸和塑化拉伸三個階段組成。噴絲頭拉伸噴絲頭拉伸 粘膠從噴絲頭噴出時，粘膠細(xì)流尚處粘膠從噴絲頭噴出時，粘膠細(xì)流尚處于粘膠態(tài)，不宜施加過大的噴絲頭拉伸，于粘膠態(tài)，不宜施加過大的噴絲頭拉伸，否則容易造成斷頭和毛絲。纖維品種不同，否則容易造成斷頭和毛絲。纖維品種不同，酯化度不同，噴絲頭拉伸率有較大差異酯化度不同，噴絲頭拉伸率有較大差異（正拉伸、負(fù)拉伸）。（正拉伸、負(fù)拉伸）。導(dǎo)盤拉伸導(dǎo)盤

44、拉伸 也稱空氣浴拉伸，在導(dǎo)盤與第一集束也稱空氣浴拉伸，在導(dǎo)盤與第一集束輥之間進(jìn)行。此時絲束上附著有一部分凝輥之間進(jìn)行。此時絲束上附著有一部分凝固浴液，纖維素黃酸酯繼續(xù)凝固并分解，固浴液，纖維素黃酸酯繼續(xù)凝固并分解，大分子活動能力降低。經(jīng)拉伸的纖維素大大分子活動能力降低。經(jīng)拉伸的纖維素大分子可以沿軸向達(dá)到一定程度的排列。但分子可以沿軸向達(dá)到一定程度的排列。但這一階段的拉伸率較小。這一階段的拉伸率較小。塑化拉伸塑化拉伸 在第一集束輥與第二集束輥之間進(jìn)行。在第一集束輥與第二集束輥之間進(jìn)行。纖維絲束在高溫酸性塑化浴中一方面得到纖維絲束在高溫酸性塑化浴中一方面得到完全再生，另一方面使絲條處于可塑狀態(tài)，完

45、全再生，另一方面使絲條處于可塑狀態(tài)，大分子鏈有較大的活動余地，加以強烈的大分子鏈有較大的活動余地，加以強烈的拉伸，就能使大分子和締合體沿拉伸方向拉伸，就能使大分子和締合體沿拉伸方向取向。在拉伸的同時，纖維素基本全部再取向。在拉伸的同時，纖維素基本全部再生，使拉伸效果得到鞏固。生，使拉伸效果得到鞏固。塑化拉伸是拉塑化拉伸是拉伸中最有效的部分伸中最有效的部分。三、粘膠短纖維的后處理三、粘膠短纖維的后處理后處理方式及工藝流程后處理方式及工藝流程 很多工廠采用切斷后再進(jìn)行后處理的很多工廠采用切斷后再進(jìn)行后處理的方法，流程：水洗方法，流程：水洗脫硫脫硫水洗水洗漂白漂白水洗水洗酸洗酸洗水洗水洗上油上油烘干

46、烘干打包。打包。后處理各工序的作用后處理各工序的作用水洗水洗洗去纖維上的硫酸、硫酸鹽及部分硫磺。洗去纖維上的硫酸、硫酸鹽及部分硫磺。水溫要適當(dāng)。要使用軟水，盡量回收利用。水溫要適當(dāng)。要使用軟水，盡量回收利用。脫硫脫硫附著在纖維上的硫磺會使纖維帶有淡黃附著在纖維上的硫磺會使纖維帶有淡黃色，并使纖維手感粗糙，在以后的紡織加色，并使纖維手感粗糙，在以后的紡織加工中產(chǎn)生灰塵，惡化車間環(huán)境。工中產(chǎn)生灰塵，惡化車間環(huán)境。表面硫磺在熱水中容易被洗掉，而內(nèi)部表面硫磺在熱水中容易被洗掉，而內(nèi)部的膠質(zhì)硫磺難以洗去，需要用的膠質(zhì)硫磺難以洗去，需要用脫硫劑脫硫劑。漂白漂白一般采用次氯酸鈉和過氧化氫作為漂白一般采用次氯

47、酸鈉和過氧化氫作為漂白劑，它們能氧化色素使纖維變白。劑，它們能氧化色素使纖維變白。酸洗酸洗為了除去纖維在處理過程中生成的不溶為了除去纖維在處理過程中生成的不溶性氫氧化鐵及其他重金屬。常用鹽酸或硫性氫氧化鐵及其他重金屬。常用鹽酸或硫酸。酸。上油上油目的在于改善粘膠纖維的紡織加工性能，目的在于改善粘膠纖維的紡織加工性能，調(diào)節(jié)纖維的表面摩擦力，使纖維既具有柔調(diào)節(jié)纖維的表面摩擦力，使纖維既具有柔軟、平滑的手感，又具有適當(dāng)?shù)谋Ш狭Α＼洝⑵交氖指?，又具有適當(dāng)?shù)谋Ш狭?。上油率控制在上油率控制?.15%0.3%為宜。為宜。切斷切斷為使粘膠短纖維能像毛、棉纖維一樣進(jìn)行紡織為使粘膠短纖維能像毛、棉纖維一樣進(jìn)行

48、紡織加工，或與其他纖維進(jìn)行混紡，就要將它切斷成加工，或與其他纖維進(jìn)行混紡，就要將它切斷成與毛、棉纖維相近的長度。與毛、棉纖維相近的長度。棉型：棉型：38mm，毛型：，毛型：76114mm，中長型：，中長型：5176mm。烘干烘干纖維在烘干前要先進(jìn)行脫水，使含水率由纖維在烘干前要先進(jìn)行脫水，使含水率由300%400%降至降至130%150%。一般短纖維用。一般短纖維用壓輥脫水機脫水。烘干通常采用熱風(fēng)烘干，速度壓輥脫水機脫水。烘干通常采用熱風(fēng)烘干，速度取決于熱空氣的溫度、濕度、循環(huán)速度以及纖維取決于熱空氣的溫度、濕度、循環(huán)速度以及纖維厚度、開松程度。烘干后纖維含水率一般為厚度、開松程度。烘干后纖維

49、含水率一般為6%8%，產(chǎn)品回潮率控制在，產(chǎn)品回潮率控制在8%13%。打包打包短纖維經(jīng)烘干和干開棉后，借助氣流或短纖維經(jīng)烘干和干開棉后，借助氣流或輸送帶被送入打包機，打成一定規(guī)格的包，輸送帶被送入打包機，打成一定規(guī)格的包，以便運輸和儲存。成包質(zhì)量一般為以便運輸和儲存。成包質(zhì)量一般為100200kg。包上應(yīng)注明生產(chǎn)廠家、纖維規(guī)格等。包上應(yīng)注明生產(chǎn)廠家、纖維規(guī)格等級、重量、批號和包號等。級、重量、批號和包號等。普通粘膠長絲普通粘膠長絲一、粘膠的制備特點一、粘膠的制備特點 長絲用纖維素漿粕的長絲用纖維素漿粕的-纖維素含量、纖維素含量、粘度均高于粘膠短纖維漿粕，對樹脂、灰粘度均高于粘膠短纖維漿粕，對樹脂

50、、灰分、白度、含鐵等指標(biāo)的要求也高于粘膠分、白度、含鐵等指標(biāo)的要求也高于粘膠短纖維漿粕。長絲用纖維素漿粕的質(zhì)量應(yīng)短纖維漿粕。長絲用纖維素漿粕的質(zhì)量應(yīng)具有如下特點。具有如下特點。 -纖維素含量高，波動范圍小纖維素含量高，波動范圍小 我國規(guī)定長絲漿粕的我國規(guī)定長絲漿粕的-纖維素含量纖維素含量不不低于低于89%。半纖維素含量低半纖維素含量低 如果半纖維素含量高，會使浸漬、老成、黃如果半纖維素含量高，會使浸漬、老成、黃化及堿液回收等工藝發(fā)生困難，影響粘膠質(zhì)量，化及堿液回收等工藝發(fā)生困難，影響粘膠質(zhì)量，最終影響長絲的物理機械性能。最終影響長絲的物理機械性能。聚合度及其分布要適中聚合度及其分布要適中雜質(zhì)含

51、量低雜質(zhì)含量低 漿粕中的樹脂、蠟質(zhì)含量高，尤其是漿粕中的樹脂、蠟質(zhì)含量高，尤其是Ca、Mg、Fe、Si等灰分含量高，會增加粘膠過濾和紡等灰分含量高，會增加粘膠過濾和紡絲的困難并降低長絲的白度。絲的困難并降低長絲的白度。二、粘膠長絲的成型工藝二、粘膠長絲的成型工藝成型速度成型速度 成型速度首先決定于所采用的紡絲機類型。成型速度首先決定于所采用的紡絲機類型。 筒管式紡絲機：筒管式紡絲機：6590m/min。 某些特殊構(gòu)造的筒管式紡絲機：某些特殊構(gòu)造的筒管式紡絲機：125130m/min。 離心式紡絲機：離心式紡絲機： 60100m/min。 連續(xù)式紡絲機：連續(xù)式紡絲機： 5080m/min。凝固條

52、件凝固條件 酸浴的溫度一般為酸浴的溫度一般為4055。溫度過。溫度過高，黃酸酯分解過快，易產(chǎn)生毛絲，發(fā)生高，黃酸酯分解過快，易產(chǎn)生毛絲，發(fā)生繞輥等現(xiàn)象；溫度過低，則絲條凝固慢，繞輥等現(xiàn)象；溫度過低，則絲條凝固慢，成品中的膠塊多。成品中的膠塊多。 凝固浴的組成應(yīng)根據(jù)噴絲頭的規(guī)格、拉凝固浴的組成應(yīng)根據(jù)噴絲頭的規(guī)格、拉伸方式、及其分配、紡絲速度、粘膠組成伸方式、及其分配、紡絲速度、粘膠組成等確定。等確定。普通粘膠長絲成型時凝固浴的組成及濃度普通粘膠長絲成型時凝固浴的組成及濃度一般為：一般為：H2SO4為為120140g/L， Na2SO4為為260280g/L， ZnSO4為為1520g/L。浸沒長

53、度浸沒長度絲條在酸浴中的浸沒長度一般為絲條在酸浴中的浸沒長度一般為2038cm，浸沒時間為，浸沒時間為0.10.2s。絲條越粗，酸浴擴散至纖維內(nèi)層的速度絲條越粗，酸浴擴散至纖維內(nèi)層的速度就越慢。一般可采用增加絲條浸沒長度的就越慢。一般可采用增加絲條浸沒長度的方法來保證纖維素黃酸酯分解完全。浸沒方法來保證纖維素黃酸酯分解完全。浸沒長度越長，成型越均勻，纖維的強度越高，長度越長，成型越均勻，纖維的強度越高，柔軟性及韌性越好。柔軟性及韌性越好。凝固浴循環(huán)速度凝固浴循環(huán)速度為保證在整個紡絲機上的凝固浴濃度和溫為保證在整個紡絲機上的凝固浴濃度和溫度均勻，凝固浴的循環(huán)量應(yīng)每錠不少于度均勻，凝固浴的循環(huán)量應(yīng)

54、每錠不少于40L/h或每千克絲或每千克絲900950L，控制凝固浴中的硫酸，控制凝固浴中的硫酸濃度落差不大于濃度落差不大于23g/L。三、粘膠長絲的后處理及加工三、粘膠長絲的后處理及加工粘膠長絲的后處理工藝過程和短纖維的基粘膠長絲的后處理工藝過程和短纖維的基本相同，只是設(shè)備和后處理方式有所不同。但本相同，只是設(shè)備和后處理方式有所不同。但粘膠長絲后處理完成后還需進(jìn)行粘膠長絲后處理完成后還需進(jìn)行加捻加捻、絡(luò)筒、分級和包裝等工序，也絡(luò)筒、分級和包裝等工序，也稱之為后加工。一般長絲在成稱之為后加工。一般長絲在成型過程中已加捻，所以加捻工型過程中已加捻，所以加捻工序可省去。序可省去。絡(luò)筒絡(luò)筒絡(luò)筒是把后處

55、理好的絲餅打成筒子或成絡(luò)筒是把后處理好的絲餅打成筒子或成絲絞，以便絲綢廠使用。絲絞，以便絲綢廠使用。分級和包裝分級和包裝粘膠長絲在出廠前需進(jìn)行檢驗分級，確粘膠長絲在出廠前需進(jìn)行檢驗分級，確定等級，以便用戶使用。絲筒經(jīng)分級后進(jìn)定等級，以便用戶使用。絲筒經(jīng)分級后進(jìn)行必要的包裝。行必要的包裝。再生纖維素纖維的改性再生纖維素纖維的改性1、高吸水粘膠纖維、高吸水粘膠纖維 高吸水性粘膠短纖維主要用于醫(yī)療衛(wèi)高吸水性粘膠短纖維主要用于醫(yī)療衛(wèi)生方面生方面,如用作藥棉、抹布、繃帶、嬰兒尿如用作藥棉、抹布、繃帶、嬰兒尿布、止血紗布等。它可以通過化學(xué)改性和布、止血紗布等。它可以通過化學(xué)改性和物理改性方法得到。物理改性

56、方法得到。 化學(xué)改性：化學(xué)改性：粘膠纖維大分子鏈本身具有大粘膠纖維大分子鏈本身具有大量的羥基，對水分子有很大的吸引力，只量的羥基，對水分子有很大的吸引力，只是受大分子鏈的緊密度和堆積狀態(tài)所限制。是受大分子鏈的緊密度和堆積狀態(tài)所限制。當(dāng)對纖維素進(jìn)行當(dāng)對纖維素進(jìn)行醚化處理醚化處理。在纖維素分子鏈。在纖維素分子鏈上上引入醚鍵引入醚鍵，它盡管與羥基的相互吸引力小，它盡管與羥基的相互吸引力小，但是醚基使大分于鏈之間相互作用力減小，但是醚基使大分于鏈之間相互作用力減小，使大分子鏈碓砌密度下降，從而改善了纖維使大分子鏈碓砌密度下降，從而改善了纖維的吸水性。通過在分子鏈上接枝一些的吸水性。通過在分子鏈上接枝一

57、些吸水性吸水性長鏈聚合物長鏈聚合物也是一種有效的方法，由于接枝也是一種有效的方法，由于接枝上的長鏈體積大，使纖維素大分子鏈之間作上的長鏈體積大，使纖維素大分子鏈之間作用力大大減小，結(jié)構(gòu)更加疏松，水分子容易用力大大減小，結(jié)構(gòu)更加疏松，水分子容易進(jìn)入一般的接枝進(jìn)入一般的接枝單體聚合物有：丙烯酸、丙烯酰胺等吸水性單體聚合物有：丙烯酸、丙烯酰胺等吸水性物質(zhì)。另外，物質(zhì)。另外，其共混紡絲法也是一種重要的其共混紡絲法也是一種重要的方法，將纖維素與一種性質(zhì)完全不同的聚合方法，將纖維素與一種性質(zhì)完全不同的聚合物混合進(jìn)行紡絲，它不容易產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)構(gòu)物混合進(jìn)行紡絲，它不容易產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)構(gòu)疏松，水分子容易滲透進(jìn)去。

58、如果引入親水疏松，水分子容易滲透進(jìn)去。如果引入親水性聚合物也可以和水分子產(chǎn)生作用。不但吸性聚合物也可以和水分子產(chǎn)生作用。不但吸水量大，而且保水性好。如工業(yè)化了的高吸水量大，而且保水性好。如工業(yè)化了的高吸水性聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、水性聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇等混合紡絲得到的改性聚乙烯醇、聚乙二醇等混合紡絲得到的改性粘膠纖維、保水量約為粘膠纖維、保水量約為170%。物理改性：通過物理改性：通過改變成形條件改變成形條件和和不同的物理不同的物理方法方法生產(chǎn)高吸水性粘膠纖維，主要是使纖維生產(chǎn)高吸水性粘膠纖維，主要是使纖維含有很大的含有很大的內(nèi)表面內(nèi)表面和和外表面外

59、表面。如：中空纖維、。如：中空纖維、扁平纖維和充氣纖維。它們的吸水性很好，扁平纖維和充氣纖維。它們的吸水性很好，保水量達(dá)到保水量達(dá)到 120300%。主要是通過特殊。主要是通過特殊的噴絲頭或在粘膠中添加碳酸鈉、碳酸氫鈉的噴絲頭或在粘膠中添加碳酸鈉、碳酸氫鈉而得到。絲條進(jìn)入凝固浴后，碳酸納或碳酸而得到。絲條進(jìn)入凝固浴后，碳酸納或碳酸氫鈉與酸發(fā)生反應(yīng)，二氧化碳?xì)怏w在剛形成氫鈉與酸發(fā)生反應(yīng)，二氧化碳?xì)怏w在剛形成的纖維內(nèi)產(chǎn)生，從而其氣體吹人纖維產(chǎn)生空的纖維內(nèi)產(chǎn)生，從而其氣體吹人纖維產(chǎn)生空心結(jié)構(gòu)，使其具有更大的表面，它們的吸水心結(jié)構(gòu)，使其具有更大的表面，它們的吸水性和保水性好。性和保水性好。2、阻燃粘膠

60、纖維、阻燃粘膠纖維 阻燃粘膠纖維廣泛用于交通工具和賓館的裝飾阻燃粘膠纖維廣泛用于交通工具和賓館的裝飾材料、特殊用途工作服以及兒童和老人的被褥等。材料、特殊用途工作服以及兒童和老人的被褥等。制造阻燃纖維素纖維的方法即施加阻燃劑的方法大制造阻燃纖維素纖維的方法即施加阻燃劑的方法大致有以下三種。致有以下三種。（1）后處理法：在紡絲成形的初生纖維中施加阻）后處理法：在紡絲成形的初生纖維中施加阻燃劑，燃劑，賦于纖維表面具有阻燃性能。此法操作簡單，賦于纖維表面具有阻燃性能。此法操作簡單，成本低，但洗滌時阻燃劑容易脫落，缺乏耐久性；成本低，但洗滌時阻燃劑容易脫落，缺乏耐久性；（2）化學(xué)反應(yīng)法：將阻燃劑與纖維