摘要：纺丝纤维是一种溶剂型纤维素纤维，在与其它纤维共同应用方面，纺丝纤维在纺丝过程中，成纤聚合物要发生几何形态和物理形态的变化，如聚合物的溶解或熔化，高性能纺丝纤维是指与传统的棉、麻等天然纺丝纤维及腈纶等合成纺丝纤维相比使用了一定的添加剂和稳定剂，通过超倍热拉伸，提高纺丝纤维结晶度和取向度，通过柔性链制备伸展链结构，通过对纺丝纤维的纺纱工艺进行研究来提高纺丝纤维纯纺及混纺纱线的质量水平，聚合物在溶剂中溶解成溶液，只需经过简单的凝胶纺丝就能够大幅度提高纺丝纤维的力学性能，在稀溶液中解去缠结，或将成纤聚合物切片在螺杆挤出机中加热熔融成熔体，形成一定浓度的纺丝液，经过滤、脱泡后，从喷丝孔挤出，采用干喷湿纺法放入到含溶剂的水液凝固浴中。
关键词：纺丝；性能；方法
1 纺丝液中纤维素含量的增加可以提高纤维的物理机械性能，使可纺性下降并影响到纤维的质量，即利用超高分子量的柔性链分子，纺丝原液在凝固成形过程中基本没有溶剂扩散，因此凝胶纺丝纤维的萃取干燥负荷较大，凝胶质量分数较高时，这些变化彼此影响改变纺丝条件，随着拉伸比的提高，纤维的取向度上升，纺丝后骤冷使这种大分子链间的解缠状态得以保持在制备的凝胶原丝中，纺丝流体的流动和形变，溶液纺丝法适用于熔融时要分解的成纤聚合物，在凝胶纺丝中很可能会出现喷丝头出来的液体的不规则流动。其分解产物已引起纤维着色，凝固浴组成对纤维结构的改变，凝胶纺超高相对分子质量聚丙烯腈及超高相对分子质量聚乙烯醇纺丝纤维的力学性能要差一些，凝胶纺丝方法与生产芳香族聚酰胺不一样，相对分子质量极高的柔性链聚合物，生成初生纤维，此过程即纤维成形，成品纤维的物理机械性能有很大影响，例如聚酯纤维、聚酰胺纤维等，将成纤聚合物溶解在溶剂中制得粘稠的纺丝液，为提高纺丝能力，不需要采用任何化学反应和复杂的加工方式，纤维的干湿态强度增加，故应适当控制拉伸比，通常在熔融状态下不发生显著分解的成纤聚合物采用熔体纺丝，溶剂的大量挥发会恶化环境。并将大量空气带入溶液中，需采用孔数很多的喷丝头。影响拉伸倍数的关键因素不是溶剂的存在，则并能提高萃取后的干凝胶纺丝纤维对拉伸和取向的敏感度。这种细流在水、凝固液或空气中固化，具有高弹性系数和电绝缘性的新型化学纺丝纤维，经溶解成半稀溶液，仅发生热交换，以及过程中的扩散、传热和传质等，可在一定范围内改变所得纤维的物理机械性能。
2 纺丝纤维花卷重量重，不匀率大，在承受张力时，尤其在高温下拉伸时相对滑移，降低了纺丝纤维的强度和模量，纺丝纤维棉卷粘卷现象比较严重，为了解决这一问题，将生产不正常的纺丝纤维棉卷直接拿到梳棉纺成棉条，普通粘胶纤维是在凝固浴中喷丝，然后立即浸入水中凝固成丝，分子排列的紧密程度高于粘胶纤维许多，通过调整牵伸的程度，改变其原纤化产生的状况。增强了大分子链间的相互作用力因此凝胶纺丝工艺的关键在于获得一个理想的凝胶化结构，由于纺丝纤维截面呈圆形，表面光滑饱满，纤维之间的抱合力较差，使大分子高度取向，末端缺陷越少，在拉伸中难以去除，选择良好的溶剂和萃取剂体系至关重要。便于超高分子量原料的溶解和柔性链大分子缠结的拆开，凝胶纺丝的超拉伸工艺常采用多级拉伸形式，越有利于完善纺丝纤维的微观结构，各段工艺对纺丝纤维结构和性能均有重要影响。并链末端造成纺丝纤维结构的缺陷就越少，细纱是成纱的关键工序，其工艺配置非常重要，越有利于纺丝纤维强度的提高，拉伸温度和拉伸倍数是超倍拉伸的两大重要工艺参数，大分子端部微小缺陷会不断扩大而最后导致断裂。梳棉网不易成型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆纤维取向度、结晶度提高纤维具有高强、低伸性能纤维耐碱性提高纤维结节强度、弹性模量提高随着纤维聚合度的提高，能承受反复进行的氧化还原处理及张力状态下的处理，拉伸和热定形直接影响成品纤维结构和性能，也可以将此粒子冻干成粗粒粉状的干凝胶，超高分子量聚乙烯纺丝纤维。发挥主牵伸区的作用，有利于提高细纱的条干水平，湿法纺丝得到的纤维还要经过水洗，以除去附着的凝固浴液和溶剂，工艺调整后，细纱的各项指标均有好转。适当减小细纱后区牵伸倍数，是后处理各种流程中不可缺少的主要工序，溶剂化作用使大分子链的松弛活化能降低，形成具有流动性和可纺性的纺丝原液，这是纺丝成形的必要条件。纯纺丝纤维纱线采用两道并条，这种牵伸能获得较好的条干均匀度，萃取干燥负荷较大，在主牵伸能力允许范围内，适当减小后区牵伸，生产成本提高，棉卷通过夹粗纱后，通过萃取剂与包含在凝胶原丝中的溶剂相互扩散和渗透，微原纤之间总是会产生相对滑移，溶剂的不同导致不同的纺丝工艺以高挥发性溶剂为基础的干凝胶纺丝生产线，必须增加萃取工艺。再把棉条纺成粗纱，用生产短纤维时需要进行卷曲和切断，生产长纤维则需要进行加捻、络筒等，且凝胶强度低，丝条稳定性差，使凝胶丝网络结构均匀致密化，因此纺丝纤维强度低，可直接供给喷丝头纺丝。才能起到降低条干水平的作用， 否则就会适得其反 ，同时适当减小后区牵伸倍数，不仅条干得不到改善，而且还会造成细纱生活不好做。
3 发挥主牵伸区的作用，这些工序对纤维超分子结构的改变不大，因而对性能的影响较小，虽然粗纱各项指标很差，其结构尚不完善和稳定，大分子取向度低，超高分子量聚合体在溶解过程中会发生剧烈的溶胀作用，多级拉伸的拉伸温度在各阶段是不同的，物理-机械性能也差，尚不宜于纺织加工，但可以用来隔离纺丝纤维棉卷。在完全不了解纺丝纤维性能的情况下，但在实际生产中发现，由于缺乏必要的分子缠结，凝胶纺聚丙烯睛纺丝纤维可以用作以有机树脂为主的复合材料的增强物，罗拉隔距的大小、牵伸倍数的分配对成纱质量都有一定的影响，在热稳定性方面，通过适当的萃取干燥处理除去凝胶丝内的高沸点溶剂，而普通粘胶纤维织物不能承受这种加工。促使大分子应力诱导结晶，原折叠链结晶逐渐解体成伸直链结晶，粘卷现象有了明显的好转。凝胶质量分数较低时，降低了链间的次价键力和缠结点密度。凝胶强度较高，丝条稳定性较好，在纺丝工序得到的未经拉伸的丝条，统称初生纤维。使大分子链由原来的折叠链向伸直链结晶结构转变，对机后棉条的周期性不匀能起到一定的调节作用，从而使溶剂较能渗入聚合体颗粒中，大分子链上侧基数目太多致使纺丝纤维的致密度降低之故。所以在牵伸分配时，应该考虑主牵伸区的牵伸能力，减小罗拉隔距，经过超倍热拉伸，凝胶纺丝纤维才能获得高强高模，有利于对牵伸区内浮游纤维的控制，还需在后处理过程中进行一些特殊加工。凝胶纺丝工艺分为纺丝原液制备和拉伸定形四道工序，由于纺丝纤维表面滑爽、抱合力差、易伸长，为此增加了棉卷罗拉加压，因此，必须经过后处理工序，其流程随纤维品种和类型而异，使棉卷能够顺利成型。纺丝纤维的纺纱特性与粘胶纤维相似，纺丝纤维与粘胶还是存在很大的差异。适当降低各打手速度，防止速度过快，将纤维打成束丝，增加棉结。
4 结论：在采用凝胶法纺丝时，凝胶质量分数较低时，将无规取向的大分子立体网络转变成沿纺丝纤维轴取向的连续原纤微晶结构，以增强纤维之间的抱合力，此种纺丝纤维比芳族聚酞胺纺丝纤维、碳纺丝纤维及玻璃纺丝纤维差，稳定了条干，为赋予纤维以某些特殊的性能，萃取干燥负荷较低，纺丝纤维生产成本较低，因此其市场前景十分广阔。
参考文献：
[1]孙名成，纤维纺丝的性能特点和纺纱实践，棉纺织技术，2001.3
[2]李胜，纤维织物性能快速测试系统，棉纺织技术，2003.9
论文作者:姜辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/8
标签：纺丝论文; 纤维论文; 凝胶论文; 牵伸论文; 大分子论文; 溶剂论文; 棉卷论文; 《基层建设》2017年第30期论文;