细旦腈纶纤维的生产工艺开发

2022-09-11

细旦腈纶纤维与其他纤维相比, 材质更加纤细, 触感更加柔软, 透气性也更好, 是多种织物、人造皮毛以及毛绒玩具中必不可少的材料。而且, 细旦腈纶纤维拥有保暖性好、质量较轻、防水性好、不易发霉等许多方面的优势, 因此, 在材料市场中占据重要地位。

一、细旦腈纶纤维的生产工艺开发

1. 细旦腈纶纤维的生产工艺原理

纤度是指纤维的粗细程度, 是纤维形状和尺寸的范围, 并不是机械性能。因此, 纤度和分子的结构基本上没有关联, 但是从生产工艺上来说, 有着多方面的意义, 对纱线和纺织物品的手感、柔软程度以及坚硬性都有着直接影响。一般来说, 纤维的纤度越大, 纺织物的手感就越坚硬, 而且纤维的扭转刚度也会随之增大。纤维的纤度越小, 纱线的强度以及均匀度也会更好。

纤度对纺织物的光泽也有着较大影响, 纤度较小的细纤维所反射的光线相对柔和, 纺织物通常没有透明的外观。而如果是纤度比较大的粗纤维就会反射比较强烈的光, 纺织物就拥有比较透明的外观。

另外, 如果纤维材料所吸收的染料量相同, 那么纤度越小的纤维, 呈现出的色泽会越淡, 并且在对材料进行染色时, 拥有更高的效率。如果纤维材料属于同一规格, 那么纤度较小的细纤维可以作为薄型织物的材料, 纤度较大的粗纤维可以制成厚型织物。

2. 细旦腈纶纤维的生产工艺流程

利用计量泵对含有聚合物的原液进行定量计量, 然后原液经过过滤器实现过滤, 最后在适当浓度的硫氰酸钠溶液里产生凝固, 于是初生纤维就形成了。初生纤维通过溶剂牵伸机的牵伸, 加大丝束强度, 让初生纤维能够顺利得以水洗, 并且被最大程度的牵伸。丝束经过牵伸以后放入水洗机, 将上面的硫氰酸钠洗掉, 从而使丝束的染色性能得到提高, 同时能够预防后续的设备被腐蚀。丝束被水洗之后要使用预热机进行预热, 最好使用接近沸点或者略微高于沸点的热水对其预热, 从而让丝束的温度得以提高, 并且能够保证丝束进行高倍牵伸时不发生断丝等现象, 保证高倍牵伸工作的顺利进行。经过预热后会进入第一牵伸机, 对丝束进行沸水牵伸, 可以在牵伸过程中放入消泡剂, 以避免牵伸介质出现起泡现象。然后, 要用骤冷槽让丝束降温, 再对丝束进行调温调湿的工作。

另外, 要提高纤维的质量, 将丝束中的残余应力消除, 还应当对纤维进行松弛热定型。在定型工作完成后, 要对其调质上油, 以保证下一步卷曲工作的顺利进行。最后, 利用卷曲机对丝束进行卷曲, 完成卷曲程序的丝束会进入二次烘干机进行烘干。

二、细旦腈纶纤维工艺参数的确定

1. 凝固浴浓度的确定

凝固浴浓度对纤维成形的速度起着重要的控制作用, 如果凝固浴液的浓度过高, 那么纤维成形的速度就会降低, 丝束就不能实现充分凝固, 在进行拉伸时极易出现断裂的情况, 从而导致纤编指标过高, 使纤维产生较多的疵点。但是如果凝固浴液浓度太低, 会让纤维的整体结构松散, 光泽度降低, 并且造成材料的强伸度降低, 手感变的坚硬。所以, 在确定凝固浴液的浓度时, 要注意控制Na SCN的含量。

2. 负拉伸率的确定

原液凝固为初生纤维是需要一个过程的, 而且初生纤维缺少交联点, 分子之间也缺乏结合力。因此, 一般初生纤维没有强大的抵抗拉伸力的能力, 极易造成丝束的断裂。

而且, 通常来说凝固过程都从细流的皮层开始, 正拉伸的方式会让皮芯结构的差异增加, 影响纤维的质量。但是也要控制好负拉伸率的大小, 如果负拉伸率太大, 那么蒸汽牵引的倍数也会增加, 从而降低纤维材料的弹性。而且细旦纤维与普通的纤维相比, 纤度更细, 出现断丝的情况也就更常见。因此, 要控制好负拉伸率。

3. 牵引温度的控制

初生纤维的温度比玻璃化的温度高时, 才能确保聚丙烯腈大分子的正常运动。如果初生纤维的取向度比较低, 就需要对其进行拉伸, 实现大分子链沿纤维的轴向排列。因此, 要让初生纤维的拉伸温度在玻璃化的温度之上。如果牵引温度比玻璃化的温度低, 那么会让应力大大增加, 造成丝束的断裂。

4. 干燥温度和时间的控制

干燥致密化工作对温度和时间都是有着严格要求的, 不仅要达到干燥致密化的目标, 还要注重生产效率的提高。因此, 干燥的温度要在玻璃化温度之上, 但如果温度太高, 也会影响纤维的干燥速度和纤维质量。过高的温度会加快纤维水分的蒸发, 而内部的水分也不能到达表面, 造成纤维表面硬皮层的形成, 硬皮层又会对纤维内部水分的扩散造成影响, 进而降低干燥速度。而且, 由于外层纤维的干燥收缩与内部的收缩速度不同步, 就会造成纤维内外层结构的差异性, 从而导致纤维染色的不均匀。如果干燥温度太低, 会降低纤维的强度。因此, 要格外注意控制干燥温度和时间。