第六章聚丙烯腈纖維

第六章聚丙烯腈纖維第1頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)概述最早的聚丙烯腈（polyacrylonitrile,PAN）纖維由純PAN制得，因染色困難且彈性較差，僅作為工業(yè)用纖維。聚丙烯腈纖維通常指含丙烯腈在85％以上的丙烯腈共聚物或均聚纖維，國內(nèi)簡稱腈綸。丙烯腈含量占35%-85%的共聚物制成的纖維稱為改性聚丙烯腈纖維。1950年，美國杜邦公司首先實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，商品名為ORLON，目前產(chǎn)量居合成纖維第三位。第2頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二2009年1-12化纖產(chǎn)量完成情況第3頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二腈綸纖維有許多優(yōu)點，蓬松性、保暖性好、手感柔軟、近似羊毛，而且具有優(yōu)良的耐光性和耐輻射性。但其強度不高，耐磨性和抗起球性較差。腈綸長絲腈綸毛條毛衣帽子第4頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)聚丙烯腈的制備及性質(zhì)聚丙烯腈的制備聚丙烯腈的性質(zhì)主要原料及用途丙烯腈的聚合第5頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二一、腈綸生產(chǎn)的主要原料及用途⒈單體聚丙烯腈纖維大多由三元共聚物制得第一單體丙烯腈，88％～95％第三單體，0.5％～3％第二單體，5％～10％第二單體的作用：降低大分子間的作用力，降低PAN的結(jié)晶性、增加纖維的柔軟性、改善纖維的彈性。第6頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二常用的第二單體有：丙烯酸甲酯（MA）甲基丙烯酸甲酯（MMA）醋酸乙烯酯（VAC）丙烯酰胺（AAM）第7頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第三單體的作用：引入親染料基團，改進纖維的染色性和親水性。常用的第三單體有：對陽離子染料有親和力對酸性染料有親和力衣康酸（甲叉丁二酸，ITA）丙烯磺酸鈉甲基丙烯磺酸鈉對乙烯基苯磺酸鈉乙烯吡啶6、2－甲基－5－乙烯吡啶第8頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二其它原料溶劑

無機溶劑：NaSCN水溶液，ZnCl2水溶液有機溶劑：二甲基甲酰胺（DMF）二甲基乙酰胺（DMAc）二甲基亞砜（DMSO）碳酸乙烯酯（EC）引發(fā)劑

偶氮類：偶氮二異丁腈（AIBN）氧化還原體系：氯酸鈉－亞硫酸鈉NaClO3－Na2SO3

過硫酸鉀－亞硫酸氫鈉K2S2O8－NaHSO3淺色劑－還原劑可以提高纖維的白度，常用二氧化硫脲（TUD）。第9頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二分子量調(diào)節(jié)劑異丙醇（IPA）異丙醇分子中仲碳原子特別活潑，易和生長成的大分子自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。異丙醇自由基的活性強，但由于加入量少，對反應(yīng)速度沒影響。二、丙烯腈的聚合聚合機理：丙烯腈的聚合屬自由基型鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，丙烯腈可以進行本體聚合、乳液聚合和溶液聚合。對于腈綸，多采用溶液聚合方法。第10頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二均相溶液聚合（一步法）：所用的溶劑既能溶解單體、又能溶解反應(yīng)生成的聚合物。反應(yīng)完畢，聚合液可直接用作紡絲。如以濃NaSCN水溶液、DMSO、DMF或DMAc為溶劑的聚合，均為均相溶液聚合。

非均相溶液聚合（二步法）：可用介質(zhì)只能溶解或部分溶解單體，而不能溶解反應(yīng)生成的聚合物，紡絲前需要用溶劑重新溶解聚合物制成紡絲溶液。因非均相的聚合介質(zhì)通常采用水，所以又稱為水相沉淀聚合。

第11頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒈NaSCN法均相溶液聚合優(yōu)點：聚合后經(jīng)過濾、脫泡等工序后可直接紡絲，省去分離聚合物的沉淀、過濾和烘干等工序，國內(nèi)多采用此法。生產(chǎn)工藝流程硫氰酸鈉一步法丙烯腈聚合流程圖第12頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二脫單體的目的：減少消耗、減少環(huán)境污染；殘存單體在貯存中發(fā)生再聚合，影響原液粘度；殘存單體會使纖維的強力和伸度下降。脫單體過程：完成聚合后的漿料由釜頂出料，通往脫單體塔，未反應(yīng)的單體在脫單體器第13頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

的傘面上沸騰逸去，在這里反應(yīng)用的試劑混合液又被作為回收單體的冷凝液，經(jīng)冷凝器把未反應(yīng)的單體冷凝下來，帶回試劑混合槽。第一次可以除去未反應(yīng)單體的90～95％，殘存單體仍高于工藝要求需進行第二次再脫，單體含量<0.3%。聚合反應(yīng)主要影響因素⑴引發(fā)劑用量↑轉(zhuǎn)化率↑↓ 引發(fā)劑用量增加，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的引發(fā)自由基增多，單體聚合速度加快，轉(zhuǎn)化率增加；同時活性中心增多，不利于提高聚合產(chǎn)物分子量。NaSCN法用AIBN做引發(fā)劑，AIBN為總單體重量的0.2％～0.8％。第14頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⑵聚合溫度

T↑轉(zhuǎn)化率↑↓ 溫度升高，引發(fā)劑分解速度加快，反應(yīng)總速度加快，但自由基濃度增加，聚合物分子量下降。生產(chǎn)上一般為76～78℃。⑶總單體濃度

C↑轉(zhuǎn)化率↑↑⑷聚合時間

t↑轉(zhuǎn)化率↑↓

NaSCN為溶劑的聚合時間為1.5～2小時。⑸TUD

用量↑轉(zhuǎn)化率↓↓

TUD也有鏈轉(zhuǎn)移和阻聚作用，使轉(zhuǎn)化率和分子量下降。⑹IPA

用量↑轉(zhuǎn)化率不變↓第15頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒉非均相聚合（水相沉淀聚合） 丙烯腈的非均相聚合一般多采用以水為介質(zhì)的水相沉淀聚合法。是指以水為介質(zhì)，單體在水中具有一定的溶解度。當(dāng)水溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合時，聚合產(chǎn)物不溶于水而不斷地從水相中沉淀出來。水相沉淀聚合具有下列優(yōu)點：通常采用水溶性氧化—還原引發(fā)體系，引發(fā)劑分解活化能較低。聚合可在30～50℃之間甚至更低的溫度下進行，所得產(chǎn)物色澤較白；反應(yīng)熱容易控制，聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量分布較窄。第16頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

工藝流程ANMA

水溶液→聚合→終止反應(yīng)→真空過濾→烘干和粉碎→聚合物粉末HNO3NaOH無離子水引發(fā)劑 水相沉淀聚合采用的是水溶性氧化－還原引發(fā)劑。 在堿性條件下十分穩(wěn)定，不會引發(fā)聚合反應(yīng)，其水溶液的PH值在8～9之間，不會發(fā)生分解。只有在pH<4.5時才能分解為自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)最佳pH值是1.9～2.2。聚合時一般加入HNO3或H2SO4使體系成為強酸性。 反應(yīng)結(jié)束后，在含單體的聚合物淤漿中，在堿性中止釜中加入NaOH，調(diào)整PH值，使反應(yīng)終止。第17頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二三、聚丙烯腈的性能聚丙烯腈為白色粉末，密度1.14～1.15g/cm3，220～230℃時軟化并發(fā)生分解。由于側(cè)氰基作用，聚丙烯腈大分子主鏈呈螺旋狀空間立體構(gòu)象。聚丙烯腈的耐光性非常優(yōu)良，這主要是由于聚丙烯腈大分子上含有氰基，氰基中碳和氮原子間以三價鍵連接，這種結(jié)構(gòu)可吸收能量較強的光子，并能轉(zhuǎn)化為熱能，從而保護了主鏈，使其不易發(fā)生降解。丙烯腈均聚物有兩個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，非晶區(qū)中低序區(qū)的80～100℃，高序區(qū)的140～150℃；丙烯腈三元共聚物的兩個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較接近，約在75～100℃范圍。第18頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)聚丙烯腈在220～230℃時軟化并發(fā)生分解，不能采取熔體紡絲。為實現(xiàn)PAN增塑熔融紡絲，必須解決的問題是降低增塑后聚合物的熔點，使其熔點低于分解溫度。通常降低聚合物分子量、改變共聚物組成或加入增塑劑。濕法紡絲干法紡絲干濕法紡絲凍膠紡絲（增塑熔融紡絲）聚丙烯腈的紡絲成形方法商品化溶液紡絲用螺桿擠出機第19頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二濕法紡絲工藝流程1-噴絲頭

2-凝固浴

3-導(dǎo)絲盤

4-卷繞裝置

第20頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第21頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二一、聚丙烯腈的濕法紡絲成形（以NaSCN一步法生產(chǎn)為例）原液制備紡絲成形后處理溶劑回收第23頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒈原液制備脫單體 聚合漿液中殘存的單體會緩慢地聚合，使?jié){液粘度上升；單體會在原液從噴絲孔流出時氣化逸出，既惡化勞動條件，又嚴(yán)重影響纖維的品質(zhì)。要求單體殘留量<0.3％?；旌献饔茫篴使原液性質(zhì)均一，穩(wěn)定

b貯存一定量原液，連接聚合、紡絲脫泡 原因：引發(fā)劑AIBN分解時產(chǎn)生N2↑，機械攪拌及原液輸送中混入氣體，脫泡塔與脫單體塔類似，沒有夾套，由汽噴射泵組成真空系統(tǒng)。第24頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二調(diào)溫過濾

紡絲原液（NaSCN：12~14%；DMF：20％～25％；DMSO：16～20％）溫度調(diào)至32～35℃，使用板框式過濾機過濾，要保證紡前壓力6×105Pa。原液準(zhǔn)備流程圖第25頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒉紡絲成形紡絲機及主要附件工藝流程濕法紡絲成形機理影響成形速度的因素⑴紡絲機及主要附件濕法紡絲工藝流程1-噴絲頭

2-凝固浴

3-導(dǎo)絲盤

4-卷繞裝置

第26頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二紡絲機 斜底水平式紡絲機和立管式紡絲機。鵝頸管第27頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二計量泵 計量泵的作用是在單位時間內(nèi)均勻地以等量紡絲原液供應(yīng)噴絲頭，使紡成的纖維有均勻而一定的纖度。 計量泵組成：齒數(shù)相同且互相嚙合的齒輪、泵板、一付聯(lián)軸器及泵軸等。第28頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二噴絲組件 圓形噴絲頭和瓦楞形噴絲頭、分配板、過濾網(wǎng)等。燭形過濾器 燭形過濾器用作噴絲頭之前最后一道過濾。⑵紡絲成形濕法紡絲成形機理

凝固介質(zhì)：PAN可以采用不同溶劑制備紡絲原液。濕法紡絲時，一般都用溶劑的水溶液作為凝固浴。第29頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二雙擴散 紡絲液由噴絲頭噴出進入凝固浴后，原液細(xì)流的表面首先與凝固浴接觸，很快凝固成一層膜，凝固浴中的凝固劑（水）不斷通過這一皮層擴散到細(xì)流內(nèi)部，而細(xì)流中的溶劑也通過皮層不斷擴散到凝固浴中。雙擴散的不斷進行，使皮層不斷增厚。原液細(xì)流析出 當(dāng)細(xì)流中間部分溶劑濃度降低到某一臨界濃度以下時，原為均相的溶液發(fā)生相分離，PAN從溶液中沉淀出來，并伴有 一定程度的體積收縮。第30頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二影響成形速度的主要因素成形速度對纖維質(zhì)量的影響 成形太慢：凝固困難，不易升頭，容易并絲，芯層凝固不充分，拉伸容易造成毛絲； 成形太快：容易生成缺乏彈性又脆硬的皮層，纖維孔洞多，強伸度差。 成形適當(dāng)：初生纖維結(jié)構(gòu)緊密，纖維網(wǎng)絡(luò)骨架較細(xì)，強伸度高。凝固浴濃度 凝固浴中NaSCN的濃度Cb↑雙擴散速率↓成形速度↓第31頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

以無機物水溶液為凝固浴時，因凝固能力較差，浴中溶劑含量應(yīng)低些，如NaSCN法，NaSCN含量為10％左右。純凝固劑－水以有機溶劑的水溶液為凝固浴時，其凝固能力較強，故浴中溶劑含量應(yīng)較高，以抑制高聚物的凝固速度，獲得結(jié)構(gòu)較致密的初生纖維。如DMF法凝固浴中溶劑含量為50％～60％，DMAc為50％左右。溶劑的水溶液第32頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

凝固浴溫度

T↑擴散系數(shù)增大，凝固過程加速，纖維結(jié)構(gòu)疏松；隨凝固浴溫度降低，凝聚速度下降，凝固過程均勻，初生纖維結(jié)構(gòu)緊密，成品的強度上升。

NaSCN法：20℃，DMF：25℃，DMSO：35℃，超過臨界值后，由于凝固過于劇烈，纖維截面由圓形變?yōu)槟I形。腈綸纖維截面第33頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⑶后處理剛從凝固浴出來的絲條雖已凝固，但還不夠充分，實際上還是一種含有一定量溶劑的凍膠，必須經(jīng)過一系列后加工（或稱后處理），才能成為有實用價值的纖維。后處理工序包括：拉伸、水洗、干燥致密化、卷曲、熱定型、上油、切斷和打包等。按工藝路線分為：先水洗后拉伸或先拉伸后水洗兩種類型。后加工路線較多，歸納起來，可分為5種。第34頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二濕法紡絲及后處理工藝流程圖第35頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二先拉伸后水洗、先水洗后拉伸。如初生纖維不經(jīng)預(yù)熱處理直接蒸汽或沸水拉伸，纖維物理機械性能較差；在高倍拉伸前，應(yīng)對凍膠體的初生纖維進行預(yù)熱浴處理以降低其溶脹度，加強纖維結(jié)構(gòu)單元之間的作用力，為進一步的高倍拉伸創(chuàng)造條件。第36頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二拉伸噴絲頭拉伸率－58%～－65％。剛凝固的纖維是高度溶脹的凍膠體，一般采取噴絲頭負(fù)拉伸。噴絲頭拉伸率

V0，VL分別為紡絲原液擠出速度和初生纖維在第一導(dǎo)輥上的卷取速度。 熔體紡絲噴絲頭拉伸率PET（POY）130～140；PP：60。第37頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

先預(yù)拉伸，后高倍拉伸。預(yù)拉伸2倍左右，總拉伸8～11倍。 拉伸條件：預(yù)拉伸在3％～4％的NaSCN水溶液中，溫度45℃；高倍拉伸在95～100℃熱水或蒸汽介質(zhì)中。 拉伸后纖維的形態(tài)：初生纖維的微孔被拉長變細(xì)。水洗 水洗目的是洗去纖維上殘存的溶劑，否則會影響纖維質(zhì)量，如纖維上NaSCN>0.1％會使染料沉淀，染色后纖維會有斑點。 水洗設(shè)備：長槽式和噴淋式等。 水洗溫度一般控制在50℃左右。第38頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二洗滌后含有溶劑的洗滌水溢流而出，導(dǎo)入回收車間回收溶劑。上油

上油目的：纖維具有平滑性、柔軟性，改善手感和抗靜電性能，以利于后加工。經(jīng)浸漬法或油輪法上油，一般分為柔軟浴和抗靜電浴兩次上油。干燥致密化

經(jīng)拉伸后的纖維超分子結(jié)構(gòu)基本形成，但由于成形時間短，纖維中還存在內(nèi)應(yīng)力和缺陷，經(jīng)干燥致密化和熱定型消除內(nèi)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)缺陷。

纖維致密化機理：第39頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

拉伸水洗后的纖維，其微孔被拉長拉細(xì)，內(nèi)部充滿水，在適當(dāng)溫度下進行干燥，大分子鏈段能較自由地運動，水分逐漸蒸發(fā)產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，使得微孔半徑相應(yīng)收縮，最后微孔融合。干燥溫度：應(yīng)高于初級溶脹纖維的Tg。干燥設(shè)備：簾板式干燥機和圓網(wǎng)式干燥機。干燥致密化后纖維的物理機械性能和染色性能有很大提高。卷曲

目的是增加纖維的抱合力，改善柔軟性、彈性和保暖性。第40頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二卷曲前將纖維加熱到Tg以上，按加熱方式可分為干卷曲（蒸汽加熱）和濕卷曲（熱水加熱）。熱定型

干燥致密化后，纖維的服用性能還較差，需要通過熱定型來進一步改善纖維的超分子結(jié)構(gòu)。熱定型的目的是提高纖維尺寸穩(wěn)定性（熱定型后PAN沸水收縮率下降為4％以下），進一步改善纖維的機械性能、染色性能。熱定型中，纖維中大分子鏈段因熱運動而產(chǎn)生解取向。熱定型溫度越高，大分子解取向也隨之加劇，纖維的鉤強、沸水收縮率降低。但溫度過高，纖維發(fā)黃，對纖維物理機械性能產(chǎn)生不良影響。第41頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二切斷

為了使產(chǎn)品能很好地與棉或羊毛等混紡，須將其切斷成相應(yīng)長度。⑷溶劑回收溶劑回收的意義：節(jié)約消耗，降低成本。 以NaSCN法生產(chǎn)腈綸為例生產(chǎn)1噸纖維聚合時用7噸51％的NaSCN水溶液紡絲時用28噸12％的NaSCN水溶液第42頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二溶劑回收流程NaSCN稀溶液→稀溶液蒸發(fā)→除SO42-→除鐵離子→供聚合時用溶劑堵塞噴絲孔引起斷頭、毛絲；蒸發(fā)中易產(chǎn)生鍋垢影響傳熱。由于NaSCN的腐蝕作用引進鐵，二價、三價鐵都有阻聚作用，使反應(yīng)速度降低,降低三價鐵與SCN根生成深紅色絡(luò)合物，使纖維白度降低。第43頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二二、聚丙烯腈的干法紡絲聚丙烯腈的干法紡絲發(fā)展比較迅速，其產(chǎn)量約占腈綸總產(chǎn)量的25％～30％，國內(nèi)有齊魯石化淄博腈綸廠、秦皇島腈綸廠及撫順石化腈綸廠等采用干法紡絲技術(shù)。PAN纖維的濕法紡絲和干法紡絲

相同點：干法紡絲和濕法紡絲均屬于溶液紡絲，均需要將聚合物溶解在溶劑中配置紡絲溶液。

凝固機理不同：

濕法在凝固浴中雙擴散成形干法依靠溶劑揮發(fā)成形第44頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒈原液準(zhǔn)備原液配置原液濃度：為加快紡絲原液的凝固，避免初生纖維相互粘結(jié)，干法紡絲的原液采用較高濃度。溶劑：濕法紡絲可是用多種溶劑，如NaSCN，DMF，DMSO，DMAc等；目前，干法紡絲只用DMF為溶劑。因為DMF溶解能力最強，且其沸點較低，易揮發(fā)。 各種溶劑對聚丙烯腈溶解能力：

DMF>DMAc>DMSO>EC>NaSCN>ZnCl2

成形方法PAN含量干法紡絲（DMF為溶劑）25～30％濕法紡絲（DMF為溶劑）20～25％第45頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二PAN分子量：

濕法紡絲PAN分子量為5～8萬，干法紡絲PAN的分子量3.5～4萬。混合、脫泡、調(diào)溫和過濾（板框式過濾）⒉紡絲成形紡絲機及主要附件工藝流程干法紡絲成形機理影響成形速度的因素第46頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二紡絲機及主要附件

紡絲機：根據(jù)紡絲甬道的不同可分為古典式干法紡絲機和密閉循環(huán)式干法紡絲機。古典干法紡絲中熱風(fēng)的送風(fēng)方式可分為順風(fēng)式、逆風(fēng)式、分流式、雙進式。原液細(xì)流中的溶劑（DMF）在甬道中受熱而蒸發(fā)，并被流動的熱空氣帶走，帶走的溶劑在溶劑回收車間進行冷凝回收。

干法紡絲的示意圖甬道長5～8米熱風(fēng)的送風(fēng)方式可分：順風(fēng)式、逆風(fēng)式、分流式、雙進式。順流式逆流式分流式雙進式第47頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

密閉循環(huán)式干法紡絲機除具有干法紡絲機的功能外，還兼有溶劑回收系統(tǒng)，可使溶劑蒸汽在密閉體系中回收。計量泵：由齒數(shù)相同且互相嚙合的齒輪、泵板、一幅聯(lián)軸器及泵軸等組成。噴絲組件：干法紡絲粘度大，故紡絲壓力較濕法高，噴絲頭必須用硬度較大的金屬（鎳或不銹鋼）制造。紡長絲，孔數(shù)為30～50個，短纖為200～300孔。燭形過濾器：燭形過濾器用作噴絲頭前最后一道過濾。第48頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二干法成形機理：凝固介質(zhì) 熱空氣溶劑蒸發(fā) 紡絲原液從噴絲孔擠出后進入紡絲甬道，溶液細(xì)流與甬道中熱空氣的熱交換，使原液細(xì)流溫度上升，當(dāng)細(xì)流表面溫度達到溶劑沸點時，便開始蒸發(fā)，細(xì)流內(nèi)部的溶劑不斷擴散至表面而蒸發(fā)。原液細(xì)流固化 由于溶劑蒸發(fā)，使原液細(xì)流中高聚物濃度增加，而溶劑含量則不斷降低，當(dāng)達到凝固臨界濃度時，原液細(xì)流便固化為絲條。第49頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二影響成形速度的因素：甬道中溶劑蒸汽的濃度 甬道中溶劑濃度越低，絲條中溶劑蒸發(fā)速度越快，成形的均勻性就越差，纖維橫截面形狀偏離圓形就遠，所得纖維的機械性能也差。實際生產(chǎn)時，甬道中DMF的濃度控制在35～45g/m3。DMF爆炸的上、下極限分別為200～250，50～55g/m3。甬道中熱空氣溫度和紡絲溫度 適當(dāng)降低甬道內(nèi)熱空氣的溫度，有利于成形均勻；但若溫度過低，而絲條中溶劑含量較高，將會造成絲條相互粘結(jié)。溫度過高，溶劑第50頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

揮發(fā)過快而造成氣泡絲。一般情況下，甬道中熱空氣的溫度以230～260℃為宜。淄博腈綸廠，甬道分四段進行溫度控制分別為270℃、250℃、190℃、165℃。第51頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二干法紡絲濕法紡絲聚丙烯腈分子量3.5～4萬5～8萬紡絲原液濃度25～30％DMF：20％～25％，DMSO:16～20％，NaSCN:12~14%溶劑只用DMF為溶劑有多種溶劑供選擇噴絲頭孔數(shù)200～30010萬孔以上絲條凝固機理在甬道中溶劑揮發(fā)在凝固浴中雙擴散成形紡絲速度（m/min）100～3005～10成形成形和緩，纖維結(jié)構(gòu)均勻成形較劇烈，易形成孔洞纖維性能物理機械及染色新能較好一般不如干法纖維溶劑回收簡單較復(fù)雜勞動條件設(shè)備密閉性高，溶劑揮發(fā)少，勞動條件好。溶劑揮發(fā)較多，勞動條件較差。聚丙烯腈纖維干法和濕法紡絲比較第52頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二三種紡絲成形方法的基本特征

紡絲方法熔紡法干法濕法紡絲液狀態(tài)熔體溶液溶液紡絲液濃度/%10018~35據(jù)所選溶劑12~25紡絲液粘度/Pa·s100~10002×10~4×1022~2×102噴絲頭（板）孔數(shù)1~3000010~400024~160000噴絲孔直徑/mm

0.2~0.80.03~0.20.07~0.1凝固介質(zhì)冷卻空氣，不回收熱空氣，回收，再生凝固浴，回收，再生凝固機理冷卻溶劑揮發(fā)脫溶劑（或伴有化學(xué)反應(yīng)）卷取速度/(m/min)1000~7000100~150018~380第53頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二⒊后處理 干法成形的腈綸，因成形條件較緩和，纖維結(jié)構(gòu)較致密，所以絲束的后處理工藝較濕法簡單。水洗 熱的無離子水與絲束逆向流動，洗滌后含有溶劑的洗滌水溢流而出，導(dǎo)入回收車間回收溶劑。絲束經(jīng)洗滌后基本不含溶劑。拉伸 一般在水洗－拉伸機中完成，絲束在水洗－拉伸機中既洗去纖維中的溶劑，又進行拉伸，一般拉伸倍數(shù)為4.5左右。適宜的拉伸第54頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二

溫度與絲條中的溶劑含量有關(guān)，絲條中的溶劑相當(dāng)于增塑劑。因此，溶劑含量越高，拉伸溫度越低。如未拉伸纖維中溶劑含量3％（8％），拉伸溫度在140℃（120℃）；上油 減少在纖維卷曲和絲束輸送中摩擦磨損，并增加纖維在卷曲和整理時的抱合力。卷曲 一般經(jīng)蒸汽箱后進入卷曲機。熱定型 提高尺寸穩(wěn)定性，消除內(nèi)應(yīng)力，提高物理機械性能和染色性能。第55頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二切斷 按長度，可切斷為棉型或毛型等。干燥 短纖維干燥是絲束經(jīng)上油，切斷后進入干燥機；絲束狀干燥則是絲束直接進入干燥機，干燥后的絲束再牽切加工，或經(jīng)上油、切斷后打包。第56頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)聚丙烯腈纖維的特殊加工一、直接制條（牽切紡）⑴直接成條 為了縮短紡絲工藝、提高勞動生產(chǎn)率，可將長絲束經(jīng)適當(dāng)?shù)募庸?，使其既切斷又不亂而且直接成條的方法。目前切斷法和拉斷法是生產(chǎn)中最常用的兩種直接成條方法。①切斷法 將片狀絲束經(jīng)專用切絲輥切斷成一定 長度的纖維片。其切斷點排成對角線， 然后通過拉伸使切斷點由平面排布變?yōu)?相互交錯的狀態(tài)，從而制成條子。第57頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二②拉斷法 聚丙烯腈纖維具有熱塑性，在高溫下可以進行高倍拉伸。⑵膨體紗 利用聚丙烯腈纖維的熱可塑性，可制成膨體紗，例如將經(jīng)濕熱處理而回縮過的纖維條子與未經(jīng)濕熱處理的條子按一定比例混紡成細(xì)紗，并進行一次濕熱處理。這時細(xì)紗中未回縮過的纖維就發(fā)生回縮，成為細(xì)紗的中心；而已回縮過的纖維就不再回縮，被推向細(xì)紗外部，并形成小圓圈狀的卷曲，浮在細(xì)紗表面，這樣就成為膨體紗。第58頁，共63頁，2023年，2月20日，星期二第七節(jié)改性和新型聚丙烯腈纖維一、抗靜電聚丙烯腈纖維 制取抗靜電腈綸，常采用如下措施：①把親水性化合物通過共聚引入聚合體，制成高吸濕纖維；②把聚丙烯腈大分子中的氰基部分水解成羧基；