粘胶长丝的生产

第六章粘胶长丝的生产1

粘胶纤维是最先实现工业化生产的纤维之一，由于其良好的性能和低廉的成本，首先获得迅速发展。 粘胶长丝生产过程为：粘胶制备，纺丝，后处理，后加工四大类。 粘胶制备是将纤维素溶解的过程，制成纤维素溶液粘胶过程包括;浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、混合、过虑、脱泡和熟成等步骤。

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纺丝：粘胶通过喷丝孔喷入酸浴中凝 固，再生出纤维的过程。 后处理：洗去丝条上的各类杂质。 后加工：丝的整理过程3第一节碱纤维素的制造一、混粕

1、什么是浆粕： 由木材或棉短绒等天然植物纤维为原料，精制而成的纸板，主要成分是甲种纤维素。

2、混粕的目的： 减少或消除浆粕质量差异造成的影响。使生产工艺稳定、连续、正常。4二、浸渍

1、定义： 浆粕浸在18％左右的烧碱溶液中，生成碱纤维素，同时使浆粕中的半纤维素（分子量较小的纤维素）和其他杂质溶出。

2、方法：间歇式和连续式

三、压榨和粉碎

1、压榨：

1）目的： 压出多余的碱，同时把半纤维素 和杂质分离，以提高碱纤维素的纯度5 2）碱纤维素组成的控制： 用压榨倍数来控制

(一般压榨倍数控制在3左右)

压榨后碱化纤维素的组成： 甲种纤维素30％，烧碱含量17％2、粉碎

1）目的： 增加表面积，有利于老成过程中与空气中的氧接触，使老成、黄化均匀。

2）方法:先撕碎后细磨。6 3）粉碎程度判断：定积重量来表示。定积重量：指碱纤维素粉碎后，单位体积的重量。一般以克/升表示。粉碎效果越好，定积重量越小，表面积越大。 浸渍、压榨和粉碎可在浸压粉碎联合机上进行。四、老成

1、定义：碱纤维素与空气中的氧发生作用，使粘度下降，这个过程称为老成。

2、作用：使纤维素与空气中的氧发生作用，纤维素的聚合度从800到1000降到400左右，粘度下降到工艺要求，再经黄化制得粘度合格的粘胶。7 3、方法：高温（45℃以上） 中温（30～40℃） 常温（18～25℃） 间歇式：小规模厂 连续式：大工厂 化学老成：加入氧化剂，缩短老成时间五、黄化

1、定义： 碱纤维素与CS2反应，生成纤维 素磺酸钠的过程。82、原理： 碱纤维素＋CS2

→纤维素磺酸钠＋水 副反应：

NaOH＋CS2→NaCS2

＋NaCO3＋H2O

纤维素磺酸钠为白色固体，由于副反应产物的存在，颜色会变深，纤维素磺酸钠在稀碱中呈胶状，生产中利用这一性质制成粘胶。93、工艺：

1）碱纤维素的加入量： 根据黄化机生产能力而定

2）黄化溶解液的浓度及加入量 在黄化前加入溶解碱液进行预碱化，其作用是使纤维素进一步膨胀，有利于黄化反应的进行。 溶解碱液浓度根据粘胶组成中的含碱量定，加碱后，甲种纤维素含量 降至20％～22％。

3）二硫化碳加入量： 通常控制在甲种纤维素含量的 32～36﹪104）机台真真空度：：抽真空有有利于二二硫化碳碳成气化化状态，，渗透到到碱纤维维素中，，减少副副反应，，通常控控制在600mmHg以上。5）黄化温温度：湿法黄化化初初温：17～20℃终温：24～28℃6）二氧化化钛加入入量作为消光光剂：①半消消光：甲甲种纤维维素的2.5%②②全消光：：甲种纤纤维素的的1.0%11六、制胶胶1、纤维素素磺酸钠钠的后溶溶解1）后溶解解：①定义义：将将初溶后后的纤维维素磺酸酸钠进一一步溶解解在稀碱碱液或软软水中，，制成粘粘胶。②时间间：一般般控制在在2～4hr在范围内内③温度度：一般般控制在在15℃2）混合：：①目目的：减减少粘胶胶质量的的波动②方法法：间歇歇式和连连续式2、过滤和和脱泡1）过滤2）脱泡：：静置脱脱泡＆＆连续续脱泡123、粘胶熟熟成和纺纺丝供胶胶1）熟成的的定义：：粘胶在在一点温温度下，，放置一一定时间间，其凝凝固力得得到提高高，达到到抽丝要要求的粘粘度。这这个过程程称为粘粘胶的熟熟成。2）化学反反应：水水解反应应和皂化化反应。。纤维素磺磺酸钠＋＋H2O→纤维素磺磺酸钠＋＋CS2＋NaOH纤维素磺磺酸钠＋＋NaOH→纤维素＋＋Na2CO3＋Na2S2033）粘胶丝丝熟成过过程中各各项性能能指标的的变化①熟成成度的变变化：熟成时间间越长，，粘胶凝凝聚程度度越高，，熟成度度愈高。。②粘度度变化：：一开始急急剧下降降，后逐逐渐回升升要求1314第二节粘粘胶胶长丝纺纺丝一、粘胶胶长丝成成形1、原理：：粘胶在酸酸浴中起起化学反反应，凝凝固脱水水产生连连续丝条条，这一一过程为为成形过过程。其化学反反应如下下：纤维素磺磺酸钠＋＋H2SO4→纤维素＋＋CS2＋NaHSO4NaOH＋H2SO4→NaSO4＋H2O15二、纺丝丝工艺控控制1、酸浴的的控制：：1）硫酸含含量要适适中，过过高会使使纤维成成形过快快，影响响丝的强强度和伸伸度，过过低造成成成形不不良，一一般控制制在123～135g/L2）ZnSO4的作用：一般控制在15～10g/L，延缓再生凝凝胶作用，延延缓再生时间间，有利于牵牵伸。3）Na2SO4的作用：含量控制再260g/L左右，使粘胶胶脱水，更均均匀凝固，并并缓冲H2SO4的强烈作用。。4）酸浴循环量量：一般控制再35～45升/锭分2、浸长：浸长的变化会会使成形条件件发生变化，，影响产品品品质量，一般般控制在2.4～3.5m1617第三节粘粘胶长丝后处处理和干燥一、后处理的的溶液1、脱硫液及其其作用：1）作用：纺丝丝成形后的丝丝饼表面含许许多含硫杂质质，如残留在在丝条上，会会造成纤维发发硬，外观发发黄，还会污污染环境，必必须对其进行行脱硫处理。。2）脱硫方法①NaOH脱硫NaOH＋S→Na2S＋Na2S2O3＋H2018②Na2SO3，NaOH脱硫Na2SO3＋S→Na2S2O3③Na2S脱硫Na2S＋S→Na2S22、漂白浴过氧化氢或次次氯酸钠漂白白3、酸洗浴洗去残余的氢氢氧化铁和其其他重金属，，用盐酸，浓浓度2～4g/L中和浴。酸洗后的丝饼饼显酸性，采采用弱酸性液液进行中和洗洗涤，一般用用碳酸钠或氨氨水。194、水洗浴为了把游离在在丝条上的纺纺丝浴、杂质质和残留的后后处理浴液洗洗掉，要对经经过脱硫、酸酸洗和中和后后的丝饼进行行水洗。后处理用水要要求硬度小，，含铁量少，，酸碱中性。。5、油浴：丝条水洗后，，还要上油，，使丝条柔软软，提高抱合合力和抗静电电性能，减少少摩擦力。油浴基本组成成：矿物油，，表面活性剂剂及柔软剂。。20二、粘胶纤维维的后处理生生产工艺流程可分分为淋洗和压压洗两种1、工艺流程水洗→脱硫→水洗→酸洗→水洗→中和→水洗→上油→脱水→烘干→后加工2、脱水：干燥燥前脱水，可可减轻干燥负负担，脱水后后丝饼含水150～200﹪3、干燥：干燥燥后使丝饼含含水率达到6～8﹪21第四节粘粘胶长丝的后后加工工艺流程：丝饼调湿―>成筒成绞―>分级―>包装―>入库一、丝饼调湿湿丝饼干燥后，，所含水分不不均匀，必须须进行调湿。。调湿方法：把丝饼放在调调湿间，温度度20～28℃，相对湿度65～70﹪，平衡在24～36小时。二、成筒成绞绞三、分级包装装22溶剂法再生纤纤维素纤维溶剂法再生纤纤维素纤维在在1989年国际人造丝丝及合成纤维维标准局将它它取名为绿塞塞（Lyocell）纤维。目前前世界上已经经有多家公司司在生产这种种纤维，分别别使用的商品品名称如LenzingLyocell，Tencel和Newcell等等。绿塞纤维的生生产工艺主要要由纤维素溶溶解，纺丝成成型和后处理理三部分组成成。23纤维素溶解将纤维素浆粕粕溶解在NMMO（一种N-甲基吗琳N-氧化物的有机机溶剂）中。。将搅拌均匀的的混合物放入入密闭的容器器，在90~140℃的油浴中加热热30min左右，加入分分子量稳定剂剂，聚合度控控制在600左右，最后形形成浓度为20%~50%的纺丝原液。。混合过滤24纺丝成形绿塞纤维的纺纺丝是干湿法法纺丝。纺丝原液过滤滤后从喷丝孔孔挤出，已成成丝束状的纺纺丝液先在由由空气或甲醇醇（气相）形形成的气隙中中通过，经牵牵伸析出部分分水和溶剂，，然后再进入入凝固浴析出出NMMO而凝固成型。。绿塞纤维的牵牵伸在干态进进行，它的分分子取向度和和结晶度要高高于普通的粘粘胶纤维。25后处理加工绿塞纤维的后后处理加工比比较简单，主主要是洗涤，，干燥和上油油。如果是短纤维维，还需要进进行卷曲和切切断长丝通常要作作网络加捻等等加工。26绿塞纤维的工工艺优势工艺艺简简单单不需需要要象象传传统统粘粘胶胶纤纤维维那那样样，，要要经经过过碱碱化化，，老老成成，，黄黄化化等等工工序序，，工工艺艺流流程程短短。。从从投投入入浆浆粕粕到到纤纤维维打打包包，，只只需需3h。而而粘粘胶胶纤纤维维完完成成这这一一过过程程需需要要24h。无环环境境问问题题采用用无无排排放放的的闭闭环环生生产产系系统统，，纤纤维维素素溶溶解解后后直直接接纺纺丝丝，，溶溶剂剂可可以以方方便便地地回回收收并并再再循循环环利利用用。。采用用的的NMMO溶剂剂是是一一种种毒毒性性极极低低的的有有机机溶溶剂剂，，它它的的致致毒毒水水平平甚甚至至低低于于酒酒精精。。27绿塞塞纤纤维维的的性性能能和和应应用用有很很高高的的相相对对强强度度绿塞塞纤纤维维的的相相对对强强度度高高达达40cN/tex，大大致致相相当当于于涤涤纶纶纤纤维维的的强强度度，，湿湿强强也也30cN/tex，高高于于棉棉的的湿湿强强26~30cN/tex，不不会会出出现现象象粘粘胶胶纤纤维维那那样样湿湿强强度度低低的的问问题题。。绿塞塞纤纤维维之之所所以以强强度度好好，，是是由由于于它它比比较较高高的的取取向向度度和和结结晶晶度度，，另另外外它它的的分分子子量量也也比比较较高高。。28有良良好好的的吸吸湿湿性性虽然然绿塞塞纤纤维维的的取取向向度度和和结结晶晶度