粘胶纤维的制造与品质特征.docx

粘胶纤维的制造与品质特征（一）制造概述1. 粘胶的制备：粘胶纤维是从不能直接纺织加工的纤维素原料如棉短绒、木材等中提取 纯净的纤维素，经过烧碱、二硫化碳处理后制备成粘稠的纺丝溶液，采用湿法纺丝而成 其特点 是与碱作用生成碱纤维素，才能与二硫化碳发生化学反应生成纤维素黄酸酯， 而纤维素黄酸酯能 溶于稀碱溶液，制成粘胶在溶解过程中，首先发生膨化，溶解成的粘胶经过混合和熟成，使粘 胶质量稳定，并达到具有纺丝要求的一定粘度 熟成过程主要是水解作用，使黄酸基团从纤维素 黄酸酯上脱掉（又变成纤维素，反应式见书）在熟成过程中，纤维素黄酸酯的酯化度不断降低， 熟成时间长，纺丝原液在纺丝时成形快，反之则慢在生产中，要严格控制熟成工艺条件，这直 接影响粘胶的质量和成形好坏酯化度是指二硫化碳与纤维素结合的数量 =二硫化碳/葡萄糖剩 基数*100%2. 粘胶纤维的成形：将制备好的粘胶溶液通过一定的机械设备及介质成为固体状的连 续丝条的过程也称纺丝过程为使刚成形的初生纤维的大分子进一步取向和结晶，提高纤维的 物理和机械性质，还必须进行塑化拉伸粘胶由纤维素黄酸酯、氢氧化钠、水组成，要使粘胶中 的纤维素得到再生，纺成丝条，必须经过凝固浴，凝固浴用硫酸、硫酸钠和硫酸锌配置而成为混 合溶液。

粘胶在一定压力下均匀地从喷丝头喷到酸浴中，硫酸使纤维素黄酸酯分解并与碱中和， 使粘胶凝固如果在凝固浴中硫酸浓度过高，则粘胶凝固后大分子未及拉伸定向时就迅速分解， 这种纤维结构疏松，内外层差异大，纤维强度低；如果硫酸浓度过低，则容易出现粘胶块硫酸 钠能使粘胶脱水凝固，减慢纤维素黄酸酯的分解速度， 并且由于硫酸钠的渗透能力较强， 能穿过 已凝固的粘胶纤维皮层继续渗透进去，同时将硫酸带入，使皮层内部纤维素黄酸酯均匀凝固、 分 解，这样可以缩小粘胶皮芯结构与质量的差异 硫酸锌除了与硫酸钠有相同的作用外， 还有利于 粘胶进云凝固及减小颗粒的大小，从而提高纤维的干、湿强度与钩结强度，但硫酸锌含量过高时， 则纤维素黄酸酯凝固分解太慢而出现大量粘胶块，造成纺丝困难因此要制得品质良好的纤维， 必须使粘胶的凝固与分解作用和缓而充分，使皮芯结构均匀，分子取向度大、结晶度高普通粘胶纤维细流的凝固主要是透析脱水作用和部分纤维素再生 纤维在拉伸前纤维素大分 子的晶体已基本固定，大分子相对位移的可能性不大，纤维的无定型区大、晶粒粗、取向度低纤维皮层薄，干燥时芯层剧烈收缩，横截面外缘形成不规则的锯齿状强力粘胶纤维成形时采用变性剂，其凝固主要是盐析脱水作用。

在变性剂和芯离子的共同作 用下，形成过程缓慢而均匀粘胶细流在离开凝固浴时， 残余酯化度仍很高，大分子间的联结较 弱，能承受较大的拉伸，因而取向度较高、结晶度低，晶区小而分布均匀；由于强力粘胶成形比 较缓慢，在变性剂作用下形成全皮层纤维，纤维的截面成为均匀的圆形或圆滑的豆形富强纤维的成形特点是粘胶的熟成度较低，纤维素黄酸酯的酯化度较高， 并有高粘度，成形 是在低酸、低盐、低锌、低温、低纺速下进行的3. 粘胶纤维的后处理：纺丝成形后的纤维上存在有硫酸、硫酸盐和二硫化碳等，必须进 行水洗加以除去，元素硫必须经脱硫，如果残硫不除去，储存日久使纤维发脆，并使铜质零件发 黑另外，纤维须经漂白提高纤维的白度； 酸洗除去纤维中的氢与其它物质，最后纤维还须上油 剂以降低动静摩擦系数，使纤维柔软平滑根据需要切断长度二）粘胶纤维的性质1. 粘胶纤维的皮芯结构及截面结构2. 粘胶纤维的吸湿与染色性3. 粘胶纤维的机械性质（三）高湿模量粘胶纤维（Modal ）普通粘胶纤维也存在一些严重的缺点， 主要是湿态时被水溶胀，强度明显下降，织物洗涤搓 揉时易于变形（湿模量低），干燥后容易收缩，使用中又逐渐伸长，因而尺寸稳定性差。

为了克 服上述缺点，科学家研究出高湿模量粘胶纤维 这种纤维除了具有较高的强度、 交底的伸度和膨 化度之外，其主要特点是具有较高的湿强度和湿模量 所谓湿模量是指纤维在湿态下的模量， 通 常以湿纤维伸长 5%时所需的负荷乘以 20 来表示一般的高湿模量粘胶纤维其湿模量必须大于 88cN/tex.高湿模量粘胶纤维可分为两类一类为波里诺西克纤维我国商品名为富强纤维； 另一类为变化型高湿模量粘胶纤维，其代表是奥地利公司的莫代尔（ Modal ）纤维，后来国际人 造丝和合成纤维标准局把高湿模量粘胶纤维统称为 Modal 纤维波里诺西克纤维起源于日本，称 为虎木棉，1950 年开始工业化生产美国、日本、意大利等国也有生产，但名称不同1. 富强纤维生产特点：（1） 采用纯度高、分子量大的浆粕（PO），以提高产品的强度2） 为减少纤维素分子在加工中的降聚，富强纤维在常温下进行浸渍和粉碎，粉碎后的碱 纤维素一般不经过老成工序，以避免纤维素的降解3）在进行碱纤维素的黄化反应时，使用较多的二硫化碳，其用量为纤维素的 45% （普通 粘胶生产在用 32~36% ）（4）凝固浴中硫酸和硫酸钠含量都较低，以缓解纤维素再生凝固速度，以利于改善纤维的 性能。

5）凝固浴温度和纺丝速度都比粘胶纤维低如温度在 20~25 度左右，速度在 20~25 米/ 分；而普通粘胶纤维温度在 50 度左右，速度在 50~90 米/分有利于提高强度和湿模量6）拉伸富强纤维的拉伸度比普通的高，因而不用传统的一级拉伸方式，而用多级拉伸 （3级或5 级），这样拉伸比较缓和，纤维内部结构比较稳定，内应力较小2. 变化型高湿模量粘胶纤维的工艺特点富强纤维虽然好，但生产效率低，同时又由于二硫 化碳用量太大，增加其回收和环保的负担，变化型高湿模量粘胶纤维可以说是对富强纤维的折中 和改进，即解决了湿模量问题，又有较高的生产效率和比富强纤维低的生产成本 其工艺条件基 本上基于普通和富强之间，生产效率高于富强而低于普通， 同时除锌的回收设备需要增加外， 其 余生产设备基本与普通粘胶纤维的生产设备相同，因而可利用现有的设备稍加改进即可生产变化 型高湿模量粘胶纤维， 而且还克服了富强纤维钩结强度差，脆性大的缺点，更适合与合成纤维 混纺总的来说，高湿模量粘胶纤维的性能主要表现有较高的强度、 较高的湿模量、较好的尺寸稳 定性、较小的收缩率，因而比较耐洗和耐穿，织物也比较耐折皱。