Menu
我公司是结合网络技术为家电维修行业服务最早,维修技术最专业的家电维修公司。公司总部设立在北京,各个省份均有我们的维修网点,从事20多年家电行业,值得您的信赖!

当前位置主页 > 化学纤维 >

走进粘胶纤维的宇宙

日期:2019-11-08 02:53 来源: 化学纤维

  高湿模量粘胶纤维:新型粘胶纤维,与富强比,降低强度和湿模量,提高勾接强度、深度和耐磨性能

  强度:强度(克/旦)、断裂长度(千米)、强度极限、勾接强度和结节强度(表示纤维的柔软性和弹性)伸度:人造丝18~24%,短纤维16~22%,富强7~14%,强力丝7~15%

  回弹率和弹性模量:愈大,纤维在使用时变形愈小、刚性好、强力大、织物不易褶皱或损坏,但柔软性差

  染色性和染色均匀度:纤维的染色均匀性决定原料和工艺参数的均匀性,特别是纺丝成型条件的均匀性。

走进粘胶纤维的宇宙

走进粘胶纤维的宇宙

  木材(亚寒带生长针叶树 十年以上)、棉籽绒、草类植物(甘蔗渣、芦苇、竹等)

  白色、无味、1.52g/m³、150℃开始分解、不溶于一般溶剂(水、酒精、等)

  乙纤和丙纤:DP150~200以下、可溶于17.5%碱液,加酸乙纤析出,其余为丙纤

  伐木、除掉树枝剥去树皮、锯断、劈开、削成小片、水煮,取出硬块、沙粒等,达成细渣,漂白、氯处理、酸处理、碱处理,去除色素和铁、硅等无机杂质,抄成浆板。

  少量树脂有利于粘胶的过滤,但过多影响黄化的均匀性,使粘胶浑浊,易堵喷丝头

  吸碱性(用吸碱值、膨润度、吸碱速度表示),性能差的浆粕浸渍时容易上浮,碱纤维素不匀。

  反应性能好的浆粕所得的反应生成物的组成均匀,纤维素磺酸酯溶解性好,制得粘胶易过滤。2.1.2 烧碱

  白色结晶体、强空气中吸水潮解为液体、吸收空气中的CO2转化为碳酸钠、烧碱溶液呈强碱性,有强烈的腐蚀性。

  用槽车运输液体碱,用泵打进铁制桶中,一般贮存7·10天,杂质沉淀后再使用。2.1.3 硫酸

  无水状态为无色透明油状液体,15℃时比重为1.8384,沸点为338℃,强酸,强腐蚀性,强氧化性,与水混合释放大量的热。

  比重随着浓度上升而上升,提升到一定,再提升浓度比重反而下降,因此不能以比重测浓度。

  浓硫酸对铸铁和钢几乎没有腐蚀性,但吸收空气中的水后浓度降低,会有腐蚀性,故避免浓硫酸接触空气。

  稀硫酸用铅,因为在铅表面形成硫酸铅保护膜,但是高温下,铅的耐腐蚀性极差。

  15%、78~90%和96%以上的浓硫酸在低于12℃时都易发生冻结现象。高浓度硫酸也要调整到92.5%,才能防止冻结。2.1.4 二硫化碳

  电炉法,前两种均以硫磺和木炭为原料,在800~900℃高温生产二硫化碳蒸汽。

  以硫和天然气为原料的连续生产法,采用高浓度甲烷和硫磺蒸汽在600~1000℃高温下反应生产二硫化碳气体。

  易腐蚀铁等金属,故采用铝和不锈钢材料为好,但实际一般还是采用铁制,但需定期清理。

  比重为3.94~4.1,消光剂,用于生产无光丝,粒度在5μm一下,含量98%以上。

  芒硝(十水),无色晶体,比重为1.464,熔点324℃,初次开工时纺丝浴中添加。

  皓矾,无光斜方晶体,比重为1.957,易溶于水,280℃失结晶水。用于纺丝凝固浴。

  臭碱,其水溶液几乎完全分解成NaOH和NaSH,呈强碱性。在空气中易氧化成硫代硫酸钠。普通产品含硫化钠30%,供粘胶纤维后处理脱硫用的硫酸钠,一般经过脱水,含量达55~60%。

  无色,一般含有氯化铁等杂质而呈黄色,纯度为37~38%的盐酸比重为1.19。

  强酸,浓盐酸在湿空气中发白色烟雾,有剧烈刺激性臭味,与铁等金属在常温下可反应。主要用于粘胶纤维后处理和棉浆粕制造中的酸处理,用于除掉纤维上的钙、铁等杂质,可提高制品的白度。2.1.6 上油剂

  在最后一道工序中进行上油,目的是为了使纤维具有一定的平滑性、柔软性、抗静电等性质,以改善纤维的纺织加工性能。

  按公式,162份纤维素需要76份二硫化碳,实际需要理论量的70%,即52份

  古典法:间歇生产,设备多,周期长,劳动强度高,趋于淘汰,品质均一,强力丝仍采用。

  连续浸压粉法:采用浸压粉三道工序合并,投资低,省劳力,制得的碱纤维素均匀。

  五合机法:将浸渍、粉碎、老成、黄化和前溶解五个工序在一个机台内完成,即易步法制粘胶。此法生产周期短,设备紧凑,占地面积小,但粘胶质量较差,仅用于普通粘胶短纤维的生产。2.2.1 碱纤维素的制造

  碱纤维素的制造是粘胶制备过程中的第一步,碱纤维素的状态对黄化反应能力、粘胶过滤性能和纺成纤维的结构性能,均有重大的影响。

  浸渍时,碱纤维素和碱的反应是放热可逆反应,在生成碱纤维素的同时,也发生碱纤维素的水解,成为水解反应。

  古典法浸渍,先调湿、称重、垂直堆放、用18%烧碱溶液浸泡1~3小时、半纤析出

  压榨为了降低浆粕中碱含量,以减少黄化时二硫化碳和烧碱的副反应,同时将半纤压出。

  浸渍时间:碱纤生成2~5分钟,半纤析出45分钟以上,搅拌可加速析出,7分钟即可。

  浸渍温度:低温有利于纤维素的膨化和碱纤维素的生产。但过低可导致纤维素过度膨化,浆粕易于崩塌,不能压榨。硬度大的浆粕,可使用较高温度,以提高产量。古典法20~25℃,连续浸渍法40~70℃。

  碱液浓度:根据温度和原料来选择,高温则浓度提高。理论15%,实际18~20%。

  半纤浓度:碱液中半纤浓度过高会影响浆粕中半纤析出,且影响后续。人造丝要求<11g/L,短纤维要求15~20g/L,强力丝<8g/L。

  压榨度:压榨后浆粕质量与浸渍前浆粕重量比,理论为1.69,实际为2.8~3.1倍,有1.1~1.4倍的过剩烧碱。从而后续黄化需过量的二硫化碳。

  粉碎度:定积重量,一般间歇式粉碎后的粉碎度为190~220g/L(2~2.5小时),连续式粉碎后为100~120g/L(3~5分钟)。也可用中和表示法。

  浆粕的聚合度为500~800,这样制成的粘胶粘度太高。在一定温度(24~35℃)保持一定时间(18~24小时),可使碱纤维素与空气中的氧作用,发生纤维素的降聚。

  提高温度可缩短时间,45~60℃,3小时以内。2.2.2 纤维素磺酸酯的制造

  气固反应,过程包括二硫化碳从碱纤表面向内部渗透和二硫化碳与碱纤上的羟基反应。

  黄化反应为可逆反应,黄化放热,低温有利于反应。主要取决于烧碱和二硫化碳的浓度。

  黄化和后黄化的概念,无定形区易渗透称之为黄化,后续二硫化碳向微晶渗透为后黄化。

  黄化反应中,对于每个葡萄糖残基,有0.68~0.75分子的二硫化碳进入反应,仅有0.50~0.55分子的二硫化碳与纤维素结合成磺酸酯,其余均消耗于副反应

  黄化程度用酯化度(γ)或黄化率(XR)表示,指纤维素分子的100个葡萄糖残基上结合的二硫化碳分子个数。

  酯化度的分散性:平均酯化度55的黄酸酯,实际38~80之间波动。分散大小对磺酸酯的溶解性和粘胶溶液的物理化学性能影响很大。分散性是由于磺酸酯的团块各层次黄化程度不同,由表及里逐步下降。

  遇酸分解:无机酸和有机酸使磺酸酯分解,无机酸更剧烈,分解为纤维素,并放出二硫化碳

  与盐作用:纤维素磺酸钠与多价金属盐作用生产纤维素黄酸酯的多价金属盐,其中纤维素磺酸锌意义尤为重要。

  低温有利于磺酸酯的生成和较少副产物生产,但时间较长。一般提高1℃,可减少5~10分钟的反应时间。

  以二硫化碳占碱纤维素中纤维素的重量百分比表示,一般为32~38%。低温黄化时,可减少到27%。大批量时,也可减少二硫化碳用量。

  提高二硫化碳量可缩短黄化时间。二硫化碳的加入量也影响粘胶的过滤性能,当二硫化碳加入量从25%升到30%时,阻塞值显著下降,从30%到45%时,Kw值下降缓慢,超过45%时,Kw值稍有增加。

  开始时采用高线毫米汞柱),当二硫化碳加入并气化后,降至100~300毫米汞柱,当蒸汽被缓慢吸收后,真空度提高至稍低于初始值。

  正常磺酸酯的分析:含13~15%,纤维素27~33%,总硫6~8%,其余为水

  不正常情况分析:颜色浅的物料总硫量为7.2%,较深的为8.7%,平均色泽的为7.7%。橡胶状深棕色物料总硫量可达12.7%。

  磺酸酯硫含量:表示结合磺酸酯的二硫化碳的量,约占总硫量的55~75%。总硫量还包括副产物的二硫化碳量。2.2.3 粘胶的熟成

  熟成的定义:溶解后的粘胶,含杂质和气泡多,嫩,不适于纺丝。在过滤和脱泡时间内,磺酸酯发生部分水解和皂化作用,以及其他一系列的变化,称之为熟成。

  熟成的化学反应:皂化和水解同时进行,碱浓度6~7%时,水解作用,超过11%时,皂化突出。使得黄酸基团在纤维素长链上重新分布均匀,磺酸酯溶解性更好。副反应会生产盐类,例如Na2S、NaHS等

  熟成的物理化学变化:12~24℃存放一段时间,会发生粘度和熟成度的变化。

  粘度:开始下降,然后上升,最后回升至初始值。粘胶内纤维素含量和纤维素分子的聚合度越高,粘度越高,熟成越快;碱含量高,二硫化碳多,则粘度低。熟成可降解粘度。

  熟成度:熟成时,磺酸酯的酯化度不断下降,亲水的黄酸基团不断减少,增加了纤维素分子之间氢键作用力,粘胶呈现凝胶状态,最后完全凝固。

  熟成时间:由所需达到的粘胶熟成度和过滤脱泡时间而定。过滤脱泡约为35~40小时。

  粘胶组成:氢氧化钠和纤维素磺酸酯的组分对熟成影响很大,一般粘胶在碱浓度为8%时最稳定。

  过滤杂质:溶解后的粘胶中含有各种杂质粒子,必须除去。粒子主要是未充分黄化的纤维素胶粒、无机不溶性盐(硅酸钙、碳酸钠、碳酸钙)、浆粕中的少量树脂颗粒。

  滤布分类:使用亲水性强的纤维素纤维织物是依据吸附和阻塞机理,而合成纤维织物作滤材主要是机械阻塞过滤。和纤使用周期长,但纤维素纤维滤材除杂效率高,除杂效果好。

  过滤操作:生产上粘胶以恒速进行过滤。随着过滤,不溶性粒子造成滤材阻塞,压力增大,当压力达到预设值,更换滤材。要得到较高的过滤量和高纯度的粘胶,需选择合适的滤材,采用较高的过滤终压和较低的过滤速度。脱泡

  脱泡作用:小气泡会留在丝中,造成折光指数差异,引起染色色斑;大气泡会造成单丝断裂,形成毛丝或丝块。

  连续脱泡:脱泡器以高真空度将粘胶中所含的空气或气体连续脱泡。2.2.6 粘胶生产的质量控制

  影响粘胶组成的因素主要是碱纤维素的组成和计量、化验的准确性,其中最重要的是稳定碱纤维素的组成。

  在稳定浆粥浓度、浸渍温度和压力平衡通压力的情况下,可以稳定碱纤维素的组成。

  影响粘胶的主要因素是浆粕的聚合度和含杂以及碱纤维素老成后的铜氨粘度及粘胶组成。

  在粘胶组成偏差时,可在后溶解装置碱、水补正管,不加碱、水,延长溶解时间。对个别粘度低的可添加高粘度的粘胶混合使用。

  稳定料量,控制熟成时间,做到均衡生产和按作业计划开停车。当熟成度波动时,应该把粘胶的温度,一般改变后溶解和混合温度,以调节熟成速度。当温度升高1℃,氯化铵值下降2毫升。但温度不宜变化过于频繁,最好0.5℃以内。粘胶的导热系数小,避免室温与粘胶温度差异大。

  控制浸渍中半纤维素的含量。半纤含量高时,氯化铵值会下降。在黄化、溶解及混合过程中,要严格控制粘胶组分的稳定和均匀性。

  烧碱有固碱和液碱两种,固碱含盐量少,适合粘胶纤维生产。长丝需要含盐量更少的水银法烧碱。

  固碱溶解后,配成400~450克每升浓度的浓碱液,此时盐类的溶解度较小。在沉淀桶中衬垫5~7天可去除大部分杂质。浸渍用碱液

  是否需要透析出去黑液中的半纤从而回收碱液,需根据原料和生产设备而定。棉浆为原料,其中的半纤少,不需透析;五合机制粘胶无法压榨,不产生黑液,不需要透析。

  透析是透过无数微孔起到的栅栏作用,让分子体积小的烧碱透过,截留分子体积大的半纤维素。三、粘胶人造丝纺制及后加工处理

  粘胶纺丝溶液通过喷丝头上的细孔形成细液流进入酸浴,是纤维素磺酸酯凝固成为丝条,然后分解在生成为水化纤维素。

  纤维素磺酸酯分解反应:纤维素生成,CS2释放。其他副反应:中和反应及其他杂质的反应。生成NaSO4、H2S等。

  副产物如硫和硫酸钠,一部分被丝条带走,另一部分留在酸浴中;大部分H2S和小部分CS2逸出,大部分CS2和小部分H2S仍附在丝条上。

  粘胶溶液的胶体可以认为是带有黄酸基团和具有亲水性非离子羟基的阴离子胶体电解质。

  凝固过程应看作是分散胶体体系的固化,其中能自由移动的分子链聚集在一起形成较大的聚集体。

  凝固可以通过抽出溶剂(被酸中和)或加入电解质(硫酸钠起强烈的脱水作用)二引起。

  粘胶熟成后,用齿轮泵或压缩空气压倒纺丝机内进行分配,每个纺丝锭位均有一个小粘胶泵计量。一般粘胶人造丝齿轮泵每转输出0.8毫升粘胶。

  从齿轮泵出来的粘胶,经过烛形滤器,再经曲管,进入喷丝头,进入酸浴成丝。3.2 粘胶人造丝的纺丝工艺

  温度一般为40~55℃。过高温度导致黄酸酯分解过快,易产生毛丝、缠辊等现象;过低温度则丝条凝固慢,也易产生毛丝、缠辊,成品中胶块较多,且酸浴中硫酸钠易结晶。

  硫酸:起中和和再生作用。当PH为2时,磺酸酯再生为纤维素,并解离出二硫化碳。生产中,离心式纺丝机控制在134~140克每升,筒管式控制在113~116克每升。

  硫酸锌:起延缓再生、凝胶作用。使外层的纤维素黄酸酯不会分解太快,同时在外层形成凝胶的膜层,使纤维在酸浴中不易产生胶体膨胀。生产中离心式纺丝机控制在10~20克每升,筒管式为12.5~13.5克每升。

  硫酸钠:凝胶化。利用盐析效应使粘胶液流脱水,又有缓冲硫酸的作用,一般离心式260~280克每升,筒管式为224~240克每升。

  一般长度为200~380毫米,时间约为0.2秒,丝条越粗,则酸浴扩散到纤维内层的速度就越慢。一般采用涨价丝条浸浴长度,保证完全分解。

  进浴长度越长,成形越均匀,纤维的柔软性和韧性越高。但过长导致操作不便,运行阻力增大。

  一般为60~80米每分,改进酸浴和粘胶组成后,可达140~200米每分。

  当纤维在塑形状态时进行拉伸,使巨分子发生粘滞流动,从而产生定向,提高强力,一般为15~25%。3.3 粘胶人造丝的质量控制

  熟成度:熟成度高的粘胶在酸浴中易凝固,可纺性好。低的不易凝固,禁不起拉伸,易毛丝。

  粘度:过高则脱泡困难,送胶压力下降,易出现缠辊现象,毛丝增多。过低则成型不稳,易断头。

  杂质:新开车不好纺主要由于管路中铁锈等杂质,造成堵头等。此外粘胶中气泡造成断头和毛丝。

  纺丝速度:纺速过高,酸浴阻力增大,会使成形破坏,单丝断裂。高速纺时,酸浴流向和丝条方向不一致,导致缠辊貌似等现象。

  酸浴组成:对高熟成度的粘胶应采用较高的硫酸浓度。硫酸锌过高,则纤维成形慢,丝条易带胶块。硫酸钠浓度过高,丝条脱水凝固过快,丝条内外结构不均匀,承受不了大拉伸。

  多锯齿但不规则是由于纺丝中过度再生造成丝条强度差、膨润、粗糙和皮层过薄。

  少而不规则的锯齿形是由于纺丝中未充分再生造成强度低、膨润、皮层过薄,及可能产生伸度低。

  管式纺丝机:筒管式指它的受丝机构为旋转的筒管。纺丝时对丝条没有加捻保护,纤维易受损,成品质量差,目前国内已淘汰。

  离心式纺丝机:指它的受丝机构为旋转的离心罐。优点是卷绕时能施加捻度,使得湿态下强度不高的丝条在绕成丝饼时不致受伤。

  半连续式纺丝机:也是一种离心式纺丝机,它将后处理的头道水洗移至纺丝机上进行。

  主循环流程:地下接受槽、酸泵、过滤器、加热器、纺丝高位槽、纺丝机、地下接受槽

  蒸发流程:地下接受槽、酸泵、过滤器、加热器、蒸发供给槽、蒸发加热器、蒸发分离器、浓缩液液封器、混合器、地下接受槽

  结晶流程:地下接受槽、酸泵、过滤器、结晶高位槽、结晶机、缓冲罐、脱水机、地下接受槽

  硬水中钙盐和镁盐会与以后用的上油剂作用生成钙皂和镁皂,改变丝条手感和丝鸣特性,铁质过多使丝条在脱硫时形成黑褐色硫化亚铁污斑。

  经过前道步骤,纤维含水量为320~350%,经过离心脱水,降到170%以下。为使产品达到公定回潮率13%,还需烘干。

  经热风烘干的丝,会出现外干內湿的现象,为使含湿均匀,可将丝件放在调湿间,75~80%的相对湿度和25~30℃下进行。

  物理机械性能和染化性能检测:在同一批产品(相同原料,同样工艺条件,24小时内生产的同规格产品)随机抽取样品进行检验,来确定此一批产品的等级。

走进粘胶纤维的宇宙

  主要用于轮胎帘子线年以棉帘子线%,经过十年发展粘胶帘子线%。粘胶强力帘子线与棉相比,强度和伸长均高,且回弹性和耐疲劳性也好,尤其是耐高温好。✔

  纺丝速度低。因为强力丝的熟成度低,它对凝固浴的作用较稳定,同时酸浴的凝固作用也弱。在其他纺丝工艺条件基本不变的情况下,✔丝条的强力随纺丝速度的提高而下降。✔

走进粘胶纤维的宇宙

  阅读原文,查看布博士视角:原创文章列表。更多专业讯息,尽在色尚坊布博士!返回搜狐,查看更多责任编辑:

化学纤维

上一篇:

下一篇: