聚丙烯腈紡絲工藝介紹

(一)濕法紡絲

聚丙（bǐng）烯腈濕法紡絲工藝 采用與製備原液相同的溶劑一一水溶液作凝固浴，紡絲原液（yè）由噴絲頭上小孔噴（pēn）出成（chéng）細流狀進人凝固浴,表層首先與凝固（gù）浴接觸,凝固成（chéng）皮層,隨著凝固浴中（zhōng）水透過皮層向細流內部擴散（sàn）和細流內部溶劑通過皮層向凝固浴擴散,使細流中溶劑（jì）濃度不斷降低，當達（dá）到臨界濃（nóng）度時,均相的聚丙烯腈（jīng）共（gòng）聚（jù）物溶液發生相分離（lí）,聚合物從（cóng）溶液中（zhōng）沉澱析出，凝固成具皮芯結構的初生纖維(凍膠體)。此法是目前腈綸生產的主要方法，約占總產能的（de）82%。

(二)幹法紡（fǎng）絲

聚丙烯腈幹法紡絲工藝 采用易揮發的有機溶劑(DMF、丙酮（tóng）等)製（zhì）備原液，紡絲時預先加熱原液,並將原液從噴絲板小孔噴入具有夾套加熱的紡絲（sī）甬道中,與通人甬（yǒng）道的熱氮氣並流前進,原液細流中溶劑被熱的氮氣加熱而蒸發,並被流動的熱氣流帶走,在冷凝器中冷凝回（huí）收，原液細流中聚合物因脫溶劑而凝（níng）固成初生纖維。

(三)幹濕（shī）法紡絲

幹濕法紡絲工藝 紡絲原液從噴絲板（bǎn）小孔擠出,先經10～30mm空氣層,然後進入（rù）凝固浴，經脫溶劑而製得初生纖維。由於出噴絲孔後原（yuán）液細流脹大區在空氣層中,處於未凝固（gù）狀態,無溶劑減少（shǎo）故液流體積無（wú）變化,細流脹大截麵比濕法或幹法大幾倍,可經受較大噴頭的正拉伸,噴頭正拉伸使高聚物大（dà）分子獲得初步取向（xiàng）,為（wéi）進行高（gāo）速紡絲和經受（shòu）高倍拉伸（shēn）製高強度纖維創造了條件。目前,該法的最高紡速（sù）達1000~2000m/min,所產纖維強度超過7cN/dtex。產品主要（yào）用作碳纖原絲。

(四)凍膠法紡絲（sī）

凍（dòng）膠法紡絲工藝 用於製備高（gāo）強高模聚丙烯腈纖維,將大於50萬的超高相對分子質量聚丙烯腈溶（róng）液在高溫下擠出噴絲板,原液細流先被冷卻固化成含有溶（róng）劑的（de）聚合物凍膠（jiāo）絲,再經脫溶劑與高倍拉伸製得高強（qiáng）高模纖維。如將相對分子（zǐ）質量 100萬的聚丙烯腈，以DMF為（wéi）溶（róng）劑配成濃度6%~8%的溶液(45℃時黏度 100Pa·s)加熱到90~100℃,經10mm空氣層後進入0~5℃、75%DMF凝固浴,由於迅速冷（lěng）卻形成了穩定的凍膠絲;製得的凍膠絲中含有與紡絲原液中相近濃度的溶劑,經萃取浴脫除溶劑（jì）,幹燥去除萃（cuì）取劑,再經多級高倍拉伸（shēn）(總拉伸15~20倍（bèi）),可製得強度12cN/dtex、模量 222cN/dtex的高強高模聚（jù）丙烯（xī）腈長絲。產品可望用作優質碳纖原絲,傳動帶、複合材（cái）料中增強纖維等。

(五)熔融紡絲

聚丙烯腈熔融紡絲工藝從腈綸產業（yè）化開始就受到合纖界的廣泛關注,已進行的（de）研究可歸納為兩大類,即外增塑法熔融紡絲和增塑（sù）法熔融紡絲。由（yóu）於熔（róng）融紡絲可以少（shǎo）用、不用溶劑,減少了汙染,縮短了工序,節省了能源,為腈綸持續發展增加了競（jìng）爭力（lì）。

1.外增塑法熔融紡絲

采用丙烯腈共聚物 83.2份,加水 16.8份,在單杆擠壓機中加（jiā）熱（rè）製得熔體,在167℃通（tōng）過直徑為85m的小孔進行（háng）紡（fǎng）絲,絲條在充滿88.4kPa水蒸氣的（de）固化區固化（huà）成（chéng）絲條,在熱水噴淋下（xià）經第一拉伸區（qū）2.4倍拉第二拉伸區（qū）21.2倍拉可製得線密度1.1dtex、強度7.0cN/dtex、斷裂（liè）伸長率（lǜ）27%、鉤結強度5cN/dtex的（de）聚丙烯（xī）腈長絲（sī）。

2.內增（zēng）塑法熔融紡絲

內增塑的措施有:

(1) 降低共聚物中氰基含量,采用（yòng）加入8%~17%其他乙烯基單體共聚（jù）,降低一CN的（de）作用力,使玻璃（lí）化（huà）溫度在77~110℃。

(2) 閉合強極性 一CN,削弱 一CN間作用力。

(3) 改變聚丙（bǐng）烯腈超分子結構,將結晶度控製在 20%~30%。

(4) 加入穩（wěn）定劑(RX)抑製環化。

(5) 降低相對分子質量。

(6) 改變共聚物序列,調整共（gòng）聚物中單體的（de）分布。