聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)工藝種類有:
(一)濕法紡絲
聚丙烯腈濕法紡絲工藝,,采用與制備原液相同的溶劑——水溶液作凝固浴,,紡絲原液由噴絲頭上小孔噴出成細(xì)流狀進(jìn)入
凝固浴,,表層首先與凝固浴接觸,,凝固成皮層,,隨著凝固浴中水透過皮層向細(xì)流內(nèi)部擴(kuò)散和細(xì)流內(nèi)部溶劑通過皮層向凝
固浴擴(kuò)散,,使細(xì)流中溶劑濃度不斷降低,,當(dāng)達(dá)到臨界淹度時,,均相的聚丙烯腈共聚物溶液發(fā)生相分離,,聚合物從溶液中
沉淀折出,凝固成具皮芯結(jié)構(gòu)的初生纖維(凍膠體),。此法是目前睛綸生產(chǎn)的主要方法,。
(二)干法紡絲
聚丙烯腈干法紡絲工藝,采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑(DMF,,丙酮等)制備原液,,紡絲時預(yù)先加熱原液,并將原液從噴絲板
小孔噴入具有夾套加熱的紡絲甬道中,,與通入甬道的熱氮氣并流前進(jìn),,原液細(xì)流中溶劑被熱的氮氣加熱而蒸發(fā),并被流
動的熱氣流帶走,,在冷凝器中冷凝回收,,原液細(xì)流中聚合物因脫溶劑而凝固成初生纖維。
(三)干濕法紡絲
干濕法紡絲工藝,,紡絲原液從噴絲板小孔擠出,,先經(jīng)10~30mm空氣層,然后進(jìn)入凝固浴,,經(jīng)脫溶劑而制得初生纖維,。由于出噴絲孔后原液細(xì)流脹大區(qū)在空氣層中,,處于未凝固狀態(tài),無溶劑減少,,故液流體積無變化,,細(xì)流脹大截面比濕法或干法大幾倍,可經(jīng)受較大噴頭的正拉伸,,噴頭正拉伸使高梁物大分子獲得初步取向,,為進(jìn)行高速紡絲和經(jīng)受高倍拉伸制高強(qiáng)度纖維創(chuàng)造了條件。目前,,該法的最高紡速達(dá)1000~2000m/min,,所產(chǎn)纖維強(qiáng)度超過7cN/dtex。產(chǎn)品主要用作碳纖原絲,。
(四)凍膠法紡絲
凍膠法紡絲工藝用于制備高強(qiáng)高模聚丙烯腈纖維,,將大于50萬的超高相對分子質(zhì)量聚丙烯腈溶液在高溫下擠出噴絲板,
原液細(xì)流先被冷卻固化成含有溶劑的聚合物凍膠絲,,再經(jīng)脫溶劑與高倍拉伸制得高強(qiáng)高模纖維,。如將相對分子質(zhì)量100萬
的聚丙烯睛,以DMF為溶劑,,配成濃度6%~8%的溶液(45℃時黏度100Pa·s),,加熱到90~100℃,經(jīng)10mm空氣層后
進(jìn)入0~5℃,、75%DMF凝固浴,,由于迅速冷卻形成了穩(wěn)定的凍膠絲:制得的凍膠絲中含有與紡絲原液中相近濃度的溶
劑,經(jīng)萃取浴脫除溶劑,,干燥去除萃取劑,,再經(jīng)多級高倍拉伸(總拉伸15~20倍),可制得強(qiáng)度12eN/dtex,、模量
222cN/dtex的高強(qiáng)高模聚丙烯腈長絲,。產(chǎn)品可望用作優(yōu)質(zhì)碳纖原絲,傳動帶,、復(fù)合材料中增強(qiáng)纖維等,。
(五)熔融紡絲
聚丙烯腈熔融紡絲工藝從腈綸產(chǎn)業(yè)化開始就受到合纖界的廣泛關(guān)注,已進(jìn)行的研究可歸納為兩大類,,即外增塑法熔融紡絲
和增塑法熔融紡絲,。由于熔融紡絲可以少用、不用溶劑,,減少了污染,,縮短了工序,節(jié)省了能源,為腈綸持續(xù)發(fā)展增加了
競爭力,。
1.外增塑法熔融紡絲
早在1952年,,Coxe就已發(fā)現(xiàn):在高壓下,聚丙烯睛與水的混合物可以熔融擠出,。在一段時間內(nèi),,以水及溶劑增塑降低
聚丙烯腈熔點的研究工作相當(dāng)活躍,美國ACC(現(xiàn)Sterling)和日本旭化成,、Exlan,、東麗以及德國BASF都先后發(fā)表了
在用水及添加其他溶劑條件下,降低純聚型或共聚型聚丙烯腈熔點并進(jìn)行熔融紡絲的zhuanli,。ACC曾報道:采用丙烯腈
共聚物83.2份,,加水16.8份,在單螺桿擠壓機(jī)中加熱制得熔體,,在167℃通過直徑為85pum的小孔進(jìn)行紡絲,,絲條在
充滿88.4kPa水蒸氣的固化區(qū)固化成絲條,在熱水噴淋下經(jīng)第一拉伸區(qū)2.4倍拉伸,、第二拉伸區(qū)21.2倍拉伸可制得線
密度1.1dtex,、強(qiáng)度7.0cN/dtex、斷裂伸長率27%,、鉤結(jié)強(qiáng)度5cN/dtex的聚丙烯腈長絲,。
2.內(nèi)增塑法熔融紡絲
日本三菱人造絲、東麗和美國BP公司,、標(biāo)準(zhǔn)油公司等發(fā)布了多項有關(guān)用改變聚丙烯睛大分子組分,、結(jié)構(gòu)等方法,降低
共聚丙烯腈熔點,,使其可用通常熔紡設(shè)備進(jìn)行熔融紡絲的報道。
相關(guān)產(chǎn)品
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