黏膠纖維生產(chǎn)技術(shù)-黏膠纖維的紡絲成型

粘膠纖維的紡絲成型01黏膠纖維紡絲工藝流程02黏膠纖維的成型原理03黏膠纖維紡絲工藝控制目錄CONTENTS04黏膠纖維的紡絲設(shè)備二硫化碳回收05黏膠纖維紡絲工藝流程1粘膠短纖黏膠短纖維紡絲工藝流程黏膠短纖維：黏膠→計(jì)量泵→濾器→噴絲頭→酸浴→導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)→集束機(jī)→塑化浴拉伸粘膠長(zhǎng)絲黏膠長(zhǎng)絲：黏膠過濾器噴絲頭計(jì)量泵去酸輥離心罐凝固輥漏斗——半連續(xù)紡絲機(jī)流程如下：——離心紡絲機(jī)流程如下：黏膠過濾器噴絲頭計(jì)量泵紡絲盤(上、下)離心罐導(dǎo)絲鉤漏斗黏膠纖維的成型原理2紡絲成型過程中的化學(xué)反應(yīng)黃酸酯的分解與纖維素的再生C4H9O4OCS2Na+H2SO4→C6H10O5+NaHSO4+CS2↑中和反應(yīng)：黏膠中的NaOH被凝固浴中的H2SO4中和2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O主反應(yīng)1紡絲成型過程中的化學(xué)反應(yīng)Na2CS3+H2SO4→Na2SO4+CS2↑+H2S↑Na2S+H2SO4→Na2SO4+H2S↑Na2Sx+H2SO4→Na2SO4+H2S↑+(x-1)S↓Na2SO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+SO2↑Na2CO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+CO2↑副反應(yīng)2凝固浴使纖維素黃酸鈉分解，再生出纖維素；中和黏膠中的堿，使黏膠凝固；使黃化產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解；硫酸抑制硫酸的離解，減緩纖維素的再生速度；促進(jìn)黏膠鹽析脫水而凝固；硫酸鈉與纖維素黃酸鈉生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素黃酸鋅，纖維素黃酸鋅在凝固浴中的分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多，有利于拉伸，纖維強(qiáng)度較高。硫酸鋅紡絲成型過程的物理化學(xué)變化皮芯層結(jié)構(gòu)（1—膜層2—皮層3—芯層）黏膠溶液→酸浴→化學(xué)變化發(fā)生形態(tài)變化→液態(tài)變成固態(tài)→水分脫出。絲條凝固

:黏膠溶液→噴絲孔噴出→酸浴→化學(xué)反應(yīng)速度＞滲透速度→絲條首先形成外表皮，再向纖維內(nèi)層滲透→皮芯層結(jié)構(gòu)。絲條表皮和內(nèi)層的差異

:黏膠纖維紡絲工藝控制3黏膠的組成及性質(zhì)甲纖↑→纖維素凝膠緊密↑→纖維強(qiáng)度↑→黏度↑、熟成快→工藝控制困難。堿↑→黏膠穩(wěn)定、黏度低→成型慢→凝固浴硫酸濃度↑短纖維：甲纖7.8%～8.5%，堿5.5～6.5，堿比：NaOH/甲纖：0.7～0.75。長(zhǎng)絲：甲纖8.1%～8.3%，堿5.6～6.0，堿比：NaOH/甲纖:0.7～0.75。組成黏膠的組成及性質(zhì)黏度：30～50s黏度↑→最大拉伸倍數(shù)↑→黏度=50s↑→最大拉伸倍數(shù)達(dá)到最大值↑（紡絲穩(wěn)定性最好）→黏度↑→最大拉伸倍數(shù)↓熟成度：氯化銨值9～12熟成度↑↑（氯化銨值↓）→黏膠成型過快→纖維結(jié)構(gòu)不均勻→機(jī)械性能↓、斷裂強(qiáng)度↓、延伸度↓、染色均勻性↓熟成度↓↓（氯化銨值↑）→紡絲穩(wěn)定性↓，甚至無法紡絲粒子：粒子→→堵塞噴絲孔→單絲斷裂或紡絲斷頭→堵塞燭形濾器、噴絲組件濾層→供膠量↓→帶入初生纖維→纖維結(jié)構(gòu)缺陷→結(jié)晶粒子（CaCO3、FeS）→帶入初生纖維→銳邊切割→凝膠絲斷裂氣泡：氣泡絲紡絲速度范圍：——長(zhǎng)絲：離心式60～75m/min、連續(xù)式50～60m/min、筒管式65～90m/min——短纖：棉型60～90m/min、毛型55～80m/min、富纖20～30m/min影響：紡絲速度↑→→生產(chǎn)能力↑→大量凝固浴被絲條帶出浴外→絲條在凝固浴內(nèi)阻力↑→毛絲↑、斷頭↑→纖維素黃酸酯來不及凝固和分解再生措施：——提高凝固浴中H2SO4的濃度和凝固浴溫度——增加絲條在凝固浴的浸沒長(zhǎng)度——黏膠或凝固浴中加入助劑凝固?。ㄋ嵩。?、凝固浴各組分濃度H2SO4：H2SO4↓↓→黏膠細(xì)流凝固距離↑↑→成形不良→膠塊、毛絲，單絲斷裂H2SO4↑↑→黏膠細(xì)流凝固↑↑→纖維脆硬H2SO4落差不得大于5～7g/L（短纖維），2～3g/L（長(zhǎng)絲）Na2SO4、ZnSO4：Na2SO4↑、ZnSO4↑→浴中H+↓→黏膠鹽析↑、交聯(lián)↑→纖維素再生時(shí)間↑→纖維皮層厚度↑、柔韌性↑→拉伸性能↑Na2SO4↑

、

ZnSO4↑↑→黃酸酯分解速度↓↓→絲條帶膠塊→可紡性惡化凝固?。ㄋ嵩。?、凝固浴溫度凝固浴溫↑→黃酸酯分解速度↑→凝固速度↑凝固浴溫↑↑→纖維成型↑↑→纖維品質(zhì)↓→紡絲操作困難凝固浴溫↓↓→黏膠細(xì)流凝固↓↓→不能正常紡絲。備注：Na2SO4在凝固浴中的溶解度隨著溫度降低而減少，常規(guī)的凝固浴溫低于25～35℃，則容易析出。

Na2SO4結(jié)晶（芒硝），造成紡絲的困難。凝固?。ㄋ嵩。?、浸浴長(zhǎng)度、絲上浴長(zhǎng)度、空氣浴長(zhǎng)度——黏膠長(zhǎng)絲：離心式紡絲機(jī)200～300mm，半連續(xù)式紡絲機(jī)360mm，強(qiáng)力絲500～700mm?！つz短纖維：普通500～600mm，富強(qiáng)250～500mm（降低紡絲速度來達(dá)到凝固良好）。

浸浴長(zhǎng)度↑→→絲條成形均勻↑→纖維強(qiáng)度和柔軟性↑。

→浸浴長(zhǎng)度受設(shè)備限制，不能無限增加。浸浴長(zhǎng)度:凝固浴（酸?。┙z上浴長(zhǎng)度:長(zhǎng)絲的絲上浴長(zhǎng)度450mm。絲條攜帶大量酸浴運(yùn)行，因此是浸浴長(zhǎng)度的補(bǔ)充。絲條纖度變小時(shí)，絲上浴的浴柱也會(huì)變細(xì)。保證絲條充分凝固分解?？諝庠￠L(zhǎng)度:3、浸浴長(zhǎng)度、絲上浴長(zhǎng)度、空氣浴長(zhǎng)度凝固?。ㄋ嵩。?、凝固浴的循環(huán)速度凝固浴中硫酸濃度落差小于2～3g/L，循環(huán)量大于40L/h，或900～950L/kg絲。黏膠長(zhǎng)絲循環(huán)量200～400L/kg纖維。黏膠短纖維拉伸討論：噴絲頭拉伸率↑↑→→毛絲或斷頭（細(xì)流處于黏流態(tài)）→纖維強(qiáng)度↓→塑化拉伸↓高濕模量或強(qiáng)力黏膠（酯化度高），采用噴絲頭負(fù)拉伸定義：第一紡絲導(dǎo)盤的線速度與黏膠從噴絲頭噴出速率之間的比率表達(dá)式：噴絲頭拉伸1拉伸噴絲頭拉伸拉伸拉伸輥定義：塑化浴中進(jìn)行；塑化浴溫度95～98℃，硫酸濃度10～30克/升作用：高溫酸浴塑化浴→→再次再生（再生完全）

→絲條塑化狀態(tài)→拉伸↑（纖維大分子鏈沿纖維軸整齊排列）討論：塑化拉伸率↑→取向↑、伸長(zhǎng)↓→要獲得品質(zhì)好的纖維，不能片面提塑化拉伸率，而不顧纖維伸度。提高纖維伸度方法：黏膠或凝固浴中加變性劑；

多浴法紡絲；

纖維經(jīng)拉伸后，再適當(dāng)回縮；

增加凝固浴中硫酸鋅含量。塑化拉伸2拉伸拉伸圓網(wǎng)烘干機(jī)回縮原因：絲條經(jīng)拉伸后→大分子取向↑→大分子間作用力↑→大分子處于僵直狀態(tài)→纖維的斷裂強(qiáng)度高，但伸度很小，勾強(qiáng)較小，脆性較大，纖維使用性能差?；乜s方法：加熱→消除纖維內(nèi)應(yīng)力。纖維的回縮3黏膠纖維的紡絲設(shè)備4黏膠短纖維紡絲機(jī)黏膠紡絲計(jì)量泵燭形濾器紡絲黏膠管凝固浴集束機(jī)噴絲頭導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)紡絲機(jī)1雙面紡絲機(jī)側(cè)面示意圖1—黏膠管2—紡絲泵橋架3—紡絲計(jì)量泵4—連接管5—燭形濾器6—鵝頸管7—噴絲頭8—導(dǎo)絲盤9—絲導(dǎo)10—凝固浴單面紡絲機(jī)側(cè)面示意圖1—黏膠管2—紡絲計(jì)量泵3—連接膠管4—燭形濾器5—鵝頸管6—噴絲頭7—凝固浴槽8—導(dǎo)絲棒9—導(dǎo)絲盤10—導(dǎo)絲器11—機(jī)架12—泵軸齒輪計(jì)量泵工作原理1—黏膠吸入孔2—黏膠壓出孔

燭形濾器和鵝頸管示意

紡絲機(jī)的部分主要機(jī)件鵝頸管燭型過濾器燭型過濾器芯子噴絲板噴絲頭噴絲頭組裝示意圖噴絲孔排布示意圖2.集束機(jī)：塑化浴槽+拉伸機(jī)塑化浴槽塑化浴槽：——纖維在熱酸性浴中進(jìn)行拉伸以提高纖維的強(qiáng)度；——使黃酸酯進(jìn)一步分解，纖維素完全再生；——將絲束中蒸出的CS2進(jìn)行回收；——洗除絲束上部分凝固浴。溫度95～98℃，硫酸濃度10～25g/L拉伸輥拉伸輥兩組直徑相同的圓輥（每組有3～5個(gè)輥）。拉伸機(jī):分度盤式切斷機(jī)

A—導(dǎo)入輪B—絲束通道C—喂入嘴D—分度圓盤E—刀架F—噴水嘴1—絲束2—短纖維出口分度盤式切斷機(jī)工作圖

A—分度圓盤B—刀座C—絲束3.切斷機(jī)：分度盤式+壓輪式+滾刀式切斷切斷機(jī)黏膠長(zhǎng)絲的紡絲設(shè)備離心式紡絲機(jī)1—黏膠管路2—紡絲泵3—連接管4—濾器座5—燭形濾器6—曲管7—噴絲頭8—刮酸棒9—導(dǎo)絲鉤10、12—導(dǎo)絲棒11、13—紡絲盤14—紡絲漏斗15—漏斗支架16—離心罐17—電錠18—離心罐外套19—下排風(fēng)道20—酸浴槽21—水槽22—照明燈23—接酸槽1、離心式紡絲機(jī)離心式紡絲機(jī)+半連續(xù)式紡絲機(jī)+連續(xù)式紡絲機(jī)黏膠→紡絲機(jī)進(jìn)膠管→紡絲機(jī)的橫管→紡絲計(jì)量泵→濾器→曲管→噴絲頭→酸浴槽凝固分解成絲條→紡絲盤(絲條牽伸)→漏斗→受絲機(jī)構(gòu)(離心罐)→離心力和漏斗升降→絲條疊繞成絲餅→落絲(酸性絲餅)半連續(xù)式紡絲機(jī)1—黏膠管路2—紡絲泵3—連接管4—燭形濾器

5—曲管6—噴絲頭7—酸浴槽8—刮酸棒9—玻璃牽伸盤10—上凝固輥11—下凝固輥12—滴凹槽13—下去酸輥14—上去酸輥15—托水盤16—墻板17—去酸水管18—去酸水船19—水船吊架20—紡絲漏斗21—漏斗支架22—離心罐23—離心罐內(nèi)套24—電錠25—防護(hù)墻26—機(jī)座黏膠長(zhǎng)絲的紡絲設(shè)備2、半連續(xù)式離心紡絲機(jī)：中性絲餅（紡絲及絲條水洗過程在一臺(tái)機(jī)器上）黏膠長(zhǎng)絲的紡絲設(shè)備黏膠紡絲機(jī)進(jìn)膠管紡絲機(jī)的橫管紡絲計(jì)量泵濾器曲管噴絲頭酸浴槽凝固分解成絲條刮酸棒受絲機(jī)構(gòu)(離心罐)離心力和漏斗升降絲條疊繞成絲餅落絲(中性絲餅)上、下凝固輥去酸輥漏斗紡絲盤連續(xù)式