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干法紡絲(靜電紡絲機)

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 干法紡絲
  dry spinning   化學纖維主要紡絲方法之一,簡稱干紡。干法紡絲和濕法紡絲都是采用成纖高聚物的濃溶液來形成纖維。與濕紡不同的是,干紡時從噴絲頭毛細孔中壓出的紡絲液細流不是進入凝固浴,而是進入紡絲甬道中。通過甬道中熱空氣流的作用,使原液細流中的溶劑快速揮發,揮發出來的溶劑蒸汽被熱空氣流帶走。原液在逐漸脫去溶劑的同時發生固化,并在卷繞張力的作用下伸長變細而形成初生纖維。   干法紡絲與熔體紡絲有某些相似之處,二者都是在紡絲甬道中使高聚物流體(溶液或熔體)的粘度達到某一臨界值而實現凝固。不同的是,熔紡時凝固過程是借紡絲行程中細流溫度下降而實現的,而干紡則通過原液細流中溶劑揮發,高聚物濃度不斷增大而凝固。
編輯本段溶劑的脫除
  在干紡的紡絲行程中,原液細流中溶劑的脫除通過下列三步實現:①原液一出噴絲孔立即快速揮發──閃蒸;②溶劑從原液細流內部向外擴散;③從細流表面向周圍氣體介質作對流傳質。在靠近噴絲頭的一段紡程上,傳質的機理包括閃蒸、對流和擴散的綜合作用,隨后純擴散就逐漸變成控制傳質過程速率的因素。   干紡時,紡絲原液與周圍氣體介質之間只有傳熱和傳質過程,不發生任何化學變化。干紡的紡絲速度主要取決于溶劑揮發的速度,通常在聚合物的溶解度和紡絲液粘度許可的條件下原液濃度應盡可能高,并選擇沸點較低和蒸發潛熱較小的溶劑,借以減少紡絲原液轉化為纖維所需揮發的溶劑量,降低熱能消耗并提高紡絲速度。目前生產中干紡的紡絲速度一般為 200~500米/分,增加甬道長度或紡制細纖維時,紡速可提高至 700~1500米/分。干紡時,紡絲原液的濃度和粘度都比相應的濕法紡絲原液為高。通常干紡溶劑的沸點不超過80℃,但沸點高達153℃的二甲基甲酰胺(DMF)也可用作聚丙烯腈纖維和某些高彈性纖維干紡的溶劑。
編輯本段干紡的特點
  與熔紡相比,干紡適合于加工分解溫度低于熔點或加熱時易變色、但能溶解在適當溶劑中的成纖高聚物。對于既能用干紡又能用濕紡成形的纖維(例如聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇纖維),干紡一般更適于紡制長絲。干紡時也需有配制紡絲溶液和溶劑回收工序,輔助設備比熔紡多。干紡的投資通常比濕紡貴,但干紡的紡絲速度較高且所得纖維的結構較致密,物理機械性能和染色性也較好。

 

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