纖維后加工部分

1、三、后加工 聚乙烯醇纖維后加工一般包括：拉伸、熱定型、縮醛化、水洗、上油、干燥等工序。生產(chǎn)短纖維還包括絲束的切斷或牽切；生產(chǎn)長(zhǎng)絲則還需要加捻和絡(luò)筒等。與其他化學(xué)纖維的生產(chǎn)過(guò)程相比，通常聚乙烯醇式纖維生產(chǎn)中還需進(jìn)行縮醛化處理，以進(jìn)一步提高其耐熱水性。但對(duì)某些專(zhuān)用纖維則可省去縮醛化工序，如簾子線、水溶性纖維等。1.拉伸 拉伸過(guò)程中，纖維大分子在外力作用下沿纖維軸向擇優(yōu)排列，取向度和結(jié)晶度都有明顯提高。在實(shí)際生產(chǎn)中，聚乙烯醇纖維的拉伸一般是在不同介質(zhì)中分段進(jìn)行的。其所能承受的最大拉伸倍數(shù)約1012倍維綸濕法紡絲及熱處理過(guò)程中的拉伸是分多級(jí)維綸濕法紡絲及熱處理過(guò)程中的拉伸是分多級(jí)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。噴出速

2、度噴出速度離洛速度離洛速度第一導(dǎo)絲盤(pán)速度第一導(dǎo)絲盤(pán)速度第二導(dǎo)絲盤(pán)速度第二導(dǎo)絲盤(pán)速度干燥機(jī)速度干燥機(jī)速度拉伸機(jī)速度拉伸機(jī)速度噴絲頭噴絲頭拉伸拉伸導(dǎo)桿拉伸導(dǎo)桿拉伸導(dǎo)絲盤(pán)拉伸導(dǎo)絲盤(pán)拉伸濕熱拉伸濕熱拉伸干熱拉伸干熱拉伸拉伸率拉伸率/-10-30151556648溫度溫度/45室溫室溫室溫室溫90210230介質(zhì)介質(zhì)凝固浴凝固浴空氣空氣空氣空氣二浴二浴空氣空氣2.熱處理 聚乙烯醇纖維的熱處理與一般化學(xué)纖維相比除具有提高纖維尺寸穩(wěn)定性、進(jìn)一步改善物理機(jī)械性能的目的外，還有一個(gè)重要作用提高纖維的耐熱水性，使纖維能夠承受后續(xù)的縮醛化處理。 聚乙烯醇纖維在熱處理過(guò)程中，在除去剩余水分和大分子間形成氫鍵的同時(shí)，纖

3、維的結(jié)晶度可達(dá)60左右。隨著結(jié)晶度的提高，纖維中大分子的自由羥基減少，耐熱水性即水中軟化點(diǎn)得到提高。 聚乙烯醇纖維的熱處理有濕熱處理和干熱處理兩種形式。實(shí)際生產(chǎn)中以熱空氣作為介質(zhì)的干熱處理為多。長(zhǎng)絲束狀聚乙烯醇纖維的干熱處理溫度以225240為好，相應(yīng)的熱處理時(shí)間為lmin左右。短纖維的干熱處理時(shí)間較長(zhǎng)，約為67min，溫度以215225為宜。熱處理中給予適當(dāng)?shù)臒崾湛s，也有利于提高纖維的結(jié)晶度和水中的軟化點(diǎn)，一般控制收縮510。水中軟化點(diǎn)水中軟化點(diǎn)/ 304055758390纖維結(jié)晶度/ %19.129.633.853.257.660.6 聚乙烯醇半成品纖維水中軟化點(diǎn)與結(jié)晶度的關(guān)系表聚乙烯醇半

4、成品纖維水中軟化點(diǎn)與結(jié)晶度的關(guān)系表 紡絲、拉伸和熱處理后的聚乙烯醇纖維已具有良好的力學(xué)性能。但纖維的耐熱水性仍較差，在接近沸點(diǎn)的水中，其收縮率過(guò)大。為了改進(jìn)纖維的耐熱水性，需要進(jìn)行縮醛化處理。3.縮醛化縮醛化反縮醛化反應(yīng)應(yīng) 是指聚乙烯醇大分子上的羥基與醛作用，是指聚乙烯醇大分子上的羥基與醛作用，使羥基封閉的反應(yīng)，工業(yè)上最常用的為甲醛。使羥基封閉的反應(yīng)，工業(yè)上最常用的為甲醛。 在聚乙烯醇大分子上每個(gè)鏈節(jié)都含有一個(gè)在聚乙烯醇大分子上每個(gè)鏈節(jié)都含有一個(gè)羥基，經(jīng)過(guò)紡絲，拉伸、熱處理后，羥基，經(jīng)過(guò)紡絲，拉伸、熱處理后，纖維的結(jié)纖維的結(jié)晶度可達(dá)晶度可達(dá)60。就是說(shuō)一部分大分子上的羥基就是說(shuō)一部分大分子上的

5、羥基被納入了晶格，成為被束縛的羥基，反應(yīng)在纖被納入了晶格，成為被束縛的羥基，反應(yīng)在纖維上其耐熱水性有所提高。維上其耐熱水性有所提高。但是在非晶區(qū)部分還有一些但是在非晶區(qū)部分還有一些自由羥基自由羥基。為。為了進(jìn)一步提高纖維的耐熱水性，要把這一部分了進(jìn)一步提高纖維的耐熱水性，要把這一部分羥基封閉掉，縮醛化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是使用甲醛羥基封閉掉，縮醛化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是使用甲醛與這一部分羥基反應(yīng)，構(gòu)成分子內(nèi)縮合，從而與這一部分羥基反應(yīng)，構(gòu)成分子內(nèi)縮合，從而使纖維的耐熱水性和玻璃化溫度有所提高。使纖維的耐熱水性和玻璃化溫度有所提高?？s縮醛化基本反應(yīng)為：醛化基本反應(yīng)為：CH2CHOHCH2CHOHCH2+HCOH

6、H+CH2CHOCH2OCH CHCH2+H2O（2）縮醛化過(guò)程的主要參數(shù)）縮醛化過(guò)程的主要參數(shù) 聚乙烯醇纖維生產(chǎn)中常用的醛化浴組成：聚乙烯醇纖維生產(chǎn)中常用的醛化浴組成：短纖維短纖維長(zhǎng)絲束長(zhǎng)絲束縮醛化劑縮醛化劑HCHO /（g/L）252322催化劑催化劑H2SO4 / (g/L）22533154阻溶脹劑（由纖阻溶脹劑（由纖維帶入）維帶入）Na2SO4 /（ g/L ） 70320010縮醛度縮醛度 縮醛度：進(jìn)行縮醛化反應(yīng)的羥基數(shù)縮醛度：進(jìn)行縮醛化反應(yīng)的羥基數(shù)與大分子原來(lái)所含全部羥基數(shù)之比，用與大分子原來(lái)所含全部羥基數(shù)之比，用以描述縮醛化進(jìn)行的程度。以描述縮醛化進(jìn)行的程度。 常用的測(cè)定方法有分

7、解滴定法、增常用的測(cè)定方法有分解滴定法、增重法等。重法等。 短纖維縮醛度為短纖維縮醛度為3335（熱處理（熱處理后：纖維結(jié)晶度已達(dá)后：纖維結(jié)晶度已達(dá)60）。）。 縮醛化溫度縮醛化溫度 T，縮醛化反應(yīng)速度，縮醛化反應(yīng)速度，甲醛揮發(fā)量，甲醛揮發(fā)量并惡化勞動(dòng)條件，一般控制在并惡化勞動(dòng)條件，一般控制在70。縮醛化時(shí)間縮醛化時(shí)間 噴淋式為噴淋式為2030min，浸沒(méi)式為，浸沒(méi)式為1012min。溫水洗溫水洗 目的是把附在纖維上的甲醛和H2SO4洗掉，水洗方式是噴淋式多次洗滌、多次榨液，溫水洗液含NaOH為1g/L，溫度7080。 前兩次水洗主要是洗掉纖維上的甲醛和H2SO4，后兩次洗滌目的主要是中和。水洗后可除去甲醛99，