3.纤维品种氨纶.ppt

第三章第三章 纤维品种纤维品种聚氨酯弹性纤维聚氨酯弹性纤维-氨纶氨纶目录目录Ø概述概述概述概述Ø聚氨酯的结构与性质聚氨酯的结构与性质聚氨酯的结构与性质聚氨酯的结构与性质Ø氨纶原料的制备氨纶原料的制备氨纶原料的制备氨纶原料的制备Ø氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺Ø氨纶纤维的后加工氨纶纤维的后加工氨纶纤维的后加工氨纶纤维的后加工氨纶氨纶-概述概述q氨纶的学名是聚氨基甲酸酯弹性纤维q聚氨酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的一种嵌段共聚物制成的纤维，我国简称氨纶 q氨纶是指由至少85%(重量)聚氨酯链段组成的线型大分子，拉长至3倍后能快速回复到原来长度的纤维–Spandex纤维（美国）–Elastane（欧洲）–Neolon（日本）–Dorlastan（德国）氨纶氨纶-概述概述•简史简史简史简史• •聚聚聚聚氨氨氨氨酯酯酯酯弹弹弹弹性性性性纤纤纤纤维维维维最最最最早早早早由由由由德德德德国国国国拜拜拜拜耳耳耳耳( (Bayer)Bayer)公公公公司司司司于于于于19371937年年年年试试试试制制制制成功，但当时未能实现工业规模生产成功，但当时未能实现工业规模生产。

成功，但当时未能实现工业规模生产成功，但当时未能实现工业规模生产• •19581958年年年年美美美美国国国国杜杜杜杜邦邦邦邦公公公公司司司司也也也也研研研研制制制制出出出出这这这这种种种种纤纤纤纤维维维维，，，，并并并并实实实实现现现现了了了了工工工工业业业业化化化化生产最初的商品名为生产最初的商品名为生产最初的商品名为生产最初的商品名为SpandexSpandex，，，，后来更名为后来更名为后来更名为后来更名为LycraLycra• •6060年代初聚氨酯弹性纤维的生产出现高潮，发展速度较快年代初聚氨酯弹性纤维的生产出现高潮，发展速度较快年代初聚氨酯弹性纤维的生产出现高潮，发展速度较快年代初聚氨酯弹性纤维的生产出现高潮，发展速度较快• •6060年年年年代代代代末末末末及及及及7070年年年年代代代代，，，，由由由由于于于于生生生生产产产产技技技技术术术术、、、、成成成成本本本本核核核核算算算算、、、、推推推推广广广广应应应应用用用用以以以以及及及及聚聚聚聚酰酰酰酰胺胺胺胺弹弹弹弹力力力力丝丝丝丝的的的的高高高高速速速速发发发发展展展展对对对对聚聚聚聚氨氨氨氨酯酯酯酯弹弹弹弹性性性性纤纤纤纤维维维维市市市市场场场场的的的的冲冲冲冲击等原因，其发展速度较为缓慢。

击等原因，其发展速度较为缓慢击等原因，其发展速度较为缓慢击等原因，其发展速度较为缓慢• •进进进进入入入入8080年年年年代代代代，，，，随随随随着着着着加加加加工工工工技技技技术术术术的的的的进进进进步步步步，，，，包包包包芯芯芯芯纱纱纱纱、、、、包包包包覆覆覆覆纱纱纱纱、、、、细细细细旦旦旦旦丝丝丝丝等等等等新新新新产产产产品品品品不不不不断断断断涌涌涌涌现现现现，，，，使使使使聚聚聚聚氨氨氨氨酯酯酯酯弹弹弹弹性性性性纤纤纤纤维维维维的的的的用用用用途途途途逐逐逐逐步步步步扩扩扩扩大，进入了第二个高速发展时期大，进入了第二个高速发展时期大，进入了第二个高速发展时期大，进入了第二个高速发展时期 氨纶氨纶-概述概述v我国氨纶工业起步较晚,1988年底,烟台氨纶厂引进日本东洋纺织株式会社干法氨纶生产技术,形成了3,200ｔ/ａ的生产规模.v1992年江苏连云港钟山氨纶有限公司也引进相同生产技术,建成相同规模的氨纶厂v1996年广东鹤山又引进意大利ＮＯＹ公司500ｔ/ａ，湿法氨纶生产技术设备氨纶氨纶-概述概述Ø19971997年与美国杜邦公司在上海合资建成规模为年与美国杜邦公司在上海合资建成规模为年与美国杜邦公司在上海合资建成规模为年与美国杜邦公司在上海合资建成规模为20002000ｔｔｔｔ/ /ａ的氨纶装置ａ的氨纶装置ａ的氨纶装置ａ的氨纶装置Ø浙江温州华峰工业集团、浙江绍兴龙山公司、浙江温州华峰工业集团、浙江绍兴龙山公司、浙江温州华峰工业集团、浙江绍兴龙山公司、浙江温州华峰工业集团、浙江绍兴龙山公司、郑州中原、韩国晓星郑州中原、韩国晓星郑州中原、韩国晓星郑州中原、韩国晓星( (嘉兴嘉兴嘉兴嘉兴) )公司等陆续投产。

公司等陆续投产公司等陆续投产公司等陆续投产Ø20032003年国内氨纶生产能力估计到会达到年国内氨纶生产能力估计到会达到年国内氨纶生产能力估计到会达到年国内氨纶生产能力估计到会达到5700057000ｔｔｔｔ/ /ａａａａØ预计到预计到预计到预计到20052005年年年年, ,世界氨纶的生产能力将达世界氨纶的生产能力将达世界氨纶的生产能力将达世界氨纶的生产能力将达300300ｋｋｋｋｔｔｔｔ/ /ａ左右ａ左右ａ左右ａ左右, ,产量将达产量将达产量将达产量将达161161ｋｔｋｔｋｔｋｔ/ /ａ亚洲( (不包不包不包不包括日本括日本括日本括日本) )占全球氨纶需求量近一半占全球氨纶需求量近一半占全球氨纶需求量近一半占全球氨纶需求量近一半, ,并且将继续并且将继续并且将继续并且将继续较快增长较快增长较快增长较快增长氨纶氨纶-概述概述氨纶氨纶-概述概述氨纶氨纶-概述概述氨纶纤维的用途氨纶纤维的用途q应用领域：聚氨酯弹性纤维在针织或机应用领域：聚氨酯弹性纤维在针织或机织的弹力织物中得到广泛应用织的弹力织物中得到广泛应用q应用形式主要有以下四种：应用形式主要有以下四种：q裸丝裸丝q包芯纱包芯纱q包覆纱包覆纱q合捻纱合捻纱氨纶氨纶-概述概述裸丝裸丝v裸裸丝丝是是最最早早开开发发的的聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维品品种种。

裸裸丝丝的的拉拉伸伸与与回回复复性性能能好好，，且且不不用用纺纺纱纱加加工工便便可可用用于生产，因此具有成本低的优点于生产，因此具有成本低的优点v由由于于裸裸丝丝的的摩摩擦擦系系数数大大，，滑滑动动性性差差，，直直接接用用于于织织造造织织物物的的不不多多，，一一般般适适宜宜在在针针织织机机上上与与其其它它化纤长丝交织化纤长丝交织v主主要要纺纺织织产产品品有有：：紧紧身身衣衣、、运运动动衣衣、、护护腿腿袜袜、、外科用绷带和袜口、袖口等外科用绷带和袜口、袖口等氨纶氨纶-概述概述包芯纱包芯纱包芯纱包芯纱•以以聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维为为芯芯纱纱，，外外包包一一种种或或几几种种非非弹弹力力短短纤维纤维(棉、毛、腈纶、涤纶等棉、毛、腈纶、涤纶等)纺成的纱线纺成的纱线•芯芯层层提提供供优优良良的的弹弹性性，，外外围围纤纤维维提提供供所所需需要要的的表表面面特特征•例例如如棉棉包包芯芯纱纱，，除除了了弹弹性性好好以以外外，，还还保保持持了了一一般般棉棉纱纱的的手手感感和和外外观观，，其其织织物物具具有有棉棉布布的的风风格格、、手手感感和和性性能能，，可以制出多种棉型织物可以制出多种棉型织物•毛毛包包芯芯纱纱的的服服装装面面料料不不仅仅具具有有一一般般毛毛织织物物的的外外观观和和良良好好的的保保暖暖性性，，而而且且织织物物的的回回弹弹性性好好，，穿穿着着时时伸伸缩缩自自如如，，增强了舒适感，并能显现出优美的体型。

增强了舒适感，并能显现出优美的体型•包芯纱是聚包芯纱是聚氨酯弹性纤维中应用最广泛的纱线品种氨酯弹性纤维中应用最广泛的纱线品种 氨纶氨纶-概述概述包覆纱包覆纱包覆纱包覆纱•包包覆覆纱纱又又称称包包缠缠纱纱它它是是以以聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维为为芯芯，，用用合合成成纤纤维维长长丝或纱线以螺旋形的方式对其予以包覆而形成的弹力纱丝或纱线以螺旋形的方式对其予以包覆而形成的弹力纱•包覆纱的手感比较硬挺，纱线较粗，织造的面料比较厚实包覆纱的手感比较硬挺，纱线较粗，织造的面料比较厚实•包包覆覆纱纱又又可可分分为为单单包包覆覆纱纱和和双双包包覆覆纱纱单单包包覆覆纱纱是是在在聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维外外层层包包上上一一层层长长丝丝或或纱纱线线由由于于施施加加于于芯芯纱纱上上的的包包覆覆圈圈数数较较少少，，在在高高伸伸长长的的弹弹性性织织物物上上有有时时会会出出现现露露芯芯现现象象，，主主要要用用于于袜袜子子、、纬编内衣等弹力织物纬编内衣等弹力织物•双双包包覆覆纱纱是是在在聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维外外层层包包覆覆两两层层长长丝丝或或纱纱线线，，且且两两层层包包裹裹方方向向相相反反由由于于外外层层纤纤维维以以相相反反的的螺螺旋旋角角对对称称包包裹裹，，纱纱线线不不用再加捻就可以达到成纱弹力的平衡。

用再加捻就可以达到成纱弹力的平衡•双双包包覆覆纱纱的的加加工工费费用用较较高高，，主主要要用用于于护护腿腿、、弹弹力力带带、、袜袜子子口口、、连连袜裤等弹力织物袜裤等弹力织物氨纶氨纶-概述概述合捻纱合捻纱合捻纱合捻纱q合合捻捻纱纱又又称称合合股股纱纱它它是是在在对对聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维牵牵伸伸的的同时，与其它无弹性的两根纱并合加捻而成同时，与其它无弹性的两根纱并合加捻而成q退退捻捻这这种种纱纱线线，，在在使使张张力力减减弱弱的的同同时时对对整整个个纱纱线线施施加加较较轻轻的的冲冲击击，，使使各各纱纱线线间间相相对对移移动动达达稳稳定定状状态态，，最最后后导导致致弹弹性性纤纤维维进进入入纱纱芯芯中中，，其其它它无无弹弹性性的的纱纱成成为为外外包包层q合合捻捻纱纱多多用用于于织织造造粗粗厚厚织织物物，，如如弹弹力力劳劳动动布布、、弹弹力力单单面华达呢等优点是条干均匀，产品洁净面华达呢等优点是条干均匀，产品洁净q缺缺点点是是手手感感稍稍硬硬，，弹弹性性纤纤维维有有的的露露在在外外面面，，使使染染色色时时容易造成色差一般不用于深色织物容易造成色差一般不用于深色织物聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能 1.1.聚氮酯弹性纤维的结构及弹性产生机理聚氮酯弹性纤维的结构及弹性产生机理 –一般的聚氨基甲酸酯均聚物并不具有弹性。

一般的聚氨基甲酸酯均聚物并不具有弹性–聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维实实际际上上是是一一种种以以聚聚氨氨基基甲甲酸酸酯酯为为主主要要成成分分的的嵌嵌段段共共聚聚物物纤纤维维其其结结构构式式如下：如下：聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能v在在聚聚氨氨酯酯嵌嵌段段共共聚聚物物中中有有两两种种链链段段，，即即软软链链段段和硬链段和硬链段v软软链链段段由由非非结结晶晶性性的的聚聚酯酯或或聚聚醚醚组组成成，，玻玻璃璃化化温温度度很很低低(Tg＝＝-50～～-70℃)，，常常温温下下处处于于高高弹弹态态，，它它的的相相对对分分子子质质量量为为1500～～3500，，链链段段长长度度15～～30nmv硬硬链链段段多多采采用用具具有有结结晶晶性性且且能能发发生生横横向向交交联联的的二二异异氰氰酸酸酯酯，，虽虽然然它它的的分分子子量量较较小小(M＝＝500～～700)，，链段短聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能v软链段长度为硬链段的软链段长度为硬链段的10倍左右v软链段赋予纤维的高弹性软链段赋予纤维的高弹性v硬硬链链段段含含有有多多种种极极性性基基团团(如如脲脲基基飞飞氨氨基基甲甲酸酸酯酯基基等等)，，分分子子间间的的氢氢键键和和结结晶晶性性起起着着大大分分子子链链间间的的交交联联作作用用，，一一方方面面可可为为软软链链段段的的大大幅幅度度伸伸长长和和回回弹弹提提供供必必要要的的结结点点条条件件(阻阻止止分分子子间间的的相相对对滑滑移移)，，另另一一方方面面可可赋赋予予纤纤维维一一定定的的强强度。

度v正正是是这这种种软软硬硬链链段段镶镶嵌嵌共共存存的的结结构构才才赋赋予予聚聚氨氨酯酯纤纤维维的的高高弹弹性性和和强强度度的的统统一一，，所所以以聚聚氨氨酯酯纤纤维是一种性能优良的弹性纤维维是一种性能优良的弹性纤维聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能v软软链链段段可可为为聚聚醚醚或或聚聚酯酯，，又又有有聚聚醚醚型型聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维和和聚聚酯酯型型聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维之分v如如杜杜邦邦公公司司的的Lycra、、我我国国烟烟台台和和连连云云港港氨纶厂的产品均属聚醚型氨纶厂的产品均属聚醚型v而而德德国国的的Dorlastan和和美美国国橡橡胶胶公公司司的的Vyrene则属聚酯型则属聚酯型聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能2. 2. 聚氨酯弹性纤维的性能聚氨酯弹性纤维的性能聚氨酯弹性纤维的性能聚氨酯弹性纤维的性能 •由于聚氨酯弹性纤维具有特殊的软硬镶嵌的链由于聚氨酯弹性纤维具有特殊的软硬镶嵌的链由于聚氨酯弹性纤维具有特殊的软硬镶嵌的链由于聚氨酯弹性纤维具有特殊的软硬镶嵌的链段结构，其纤维特点如下段结构，其纤维特点如下段结构，其纤维特点如下段结构，其纤维特点如下 –线密度低：聚氨酯弹性纤维的线密度范围为22～4778dtex，最细的可达11dtex；而最细的橡胶丝约180号(约合156dtex)。

–强度高：聚氨酯弹性纤维的断裂强度，湿态为0.35～0.88dN／tex，干态为0.5～0.9dN／tex，是橡胶丝的2~4倍–弹性好：聚氨酯弹性纤维的伸长率达500％～800％，瞬时弹性回复率为90％以上，与橡胶丝相差无几聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能–耐耐热热性性较较好好：：聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维的的软软化化温温度度约约200oC，，熔熔点点或或分分解解温温度度约约270oC，，优优于于橡橡胶胶丝丝，，在在化化学学纤维中属耐热性较好的品种纤维中属耐热性较好的品种–吸吸湿湿性性较较强强：：橡橡胶胶丝丝几几乎乎不不吸吸湿湿，，而而在在20oC、、65％％的的相相对对湿湿度度下下，，聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维的的回回潮潮率率为为1.1％％，，虽较棉、羊毛及锦纶等小，但优于涤纶和丙纶虽较棉、羊毛及锦纶等小，但优于涤纶和丙纶–密密度度较较低低：：聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维的的密密度度为为1.1～～1.2g／／cm3，，虽虽略略高高于于橡橡胶胶丝丝，，但但在在化化学学纤纤维维中中仍仍属属较较轻轻的的纤维–染染色色性性优优良良：：由由于于聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维具具有有类类似似海海绵绵的的性性质质，，因因此此可可以以使使用用所所有有类类型型的的染染料料染染色色。

在在使使用用裸丝的场合，其优越性更加明显裸丝的场合，其优越性更加明显聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能–聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维还还具具有有良良好好的的耐耐气气候候性性、、耐耐挠曲、耐磨、耐一般化学药品性等挠曲、耐磨、耐一般化学药品性等–对对次次氯氯酸酸钠钠型型漂漂白白剂剂的的稳稳定定性性较较差差，，推推荐荐使使用过硼酸钠、过硫酸钠等含氧型漂白剂用过硼酸钠、过硫酸钠等含氧型漂白剂–聚聚醚醚型型的的聚聚氨氨酯酯纤纤维维耐耐水水解解性性好好；；而而聚聚酯酯型型的聚氨酯纤维的耐碱、耐水解性稍差的聚氨酯纤维的耐碱、耐水解性稍差聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯弹性纤维的结构与性能聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备 一、芳香二异氰酸酯的合成一、芳香二异氰酸酯的合成v生生产产聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维之之所所以以要要采采用用芳芳香香族族的的二二异氰酸酯，是体现硬链段的硬度所必须的异氰酸酯，是体现硬链段的硬度所必须的v常常用用的的芳芳香香二二异异氰氰酸酸酯酯是是2,4-甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯(2,4-TDI)或或4,4‘-甲撑二苯二异氰酸酯甲撑二苯二异氰酸酯(MDI)v此此外外，，还还有有2,6-甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯、、l,4-苯苯二二异异氰氰酸酯、酸酯、l,5-萘二异氰酸酯等萘二异氰酸酯等。

v以合成的以合成的2,4TDI为例，为例，聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备•甲甲苯苯经经硝硝化化生生成成含含80％％的的2,4-二二硝硝基基甲甲苯苯和和20％％的的2,6-二二硝硝基基甲甲苯苯的的异异构构混混合合物物，，该该混混合合物物再再经经催催化化还还原原成成为为相相应应的的甲甲苯苯二二胺胺，，并并与与光光气气反反应应则则生生成成2,4-甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯和和2,6-甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯的的混混合合物物通通过过分分步步结结晶晶从混从混合物中提纯的合物中提纯的2,4-甲苯二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备二、聚醚的制二、聚醚的制二、聚醚的制二、聚醚的制备备备备q常常用用的的聚聚醚醚有有聚聚氧氧乙乙烯烯、、聚聚氧氧丙丙烯烯和和多多缩缩正正丁丁醇等醇等q聚聚醚醚是是构构成成聚聚氨氨酯酯弹弹性性纤纤维维的的软软链链段段部部分分，，其其分分子子量量越越大大，，聚聚合合物物的的分分子子极极性性越越小小，，分分子子链链越柔软q一般将其分子量控制在一般将其分子量控制在1500～～3500q氧氧化化乙乙烯烯的的聚聚合合是是采采用用环环氧氧乙乙烷烷为为原原料料，，在在水水和碱催化剂的存在下进行的。

和碱催化剂的存在下进行的聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备三、聚酯的制备三、聚酯的制备 q取取过过量量的的二二元元醇醇与与己己二二酸酸反反应应，，生生成成相相对对分分子子质质晕晕为为1000～～5000、末端含有羟基的聚酯末端含有羟基的聚酯q常用的二元酸有：己二酸、苯二甲酸等常用的二元酸有：己二酸、苯二甲酸等q常常用用的的二二元元醇醇有有l,4-丁丁二二醇醇、、l,6-己己二二醇醇、、乙乙二二醇醇、、1,2-丙丙二二醇醇等等也也可可采采用用混混合合二二元元醇醇，，如如用用乙乙二二醇醇和和l,2-丙丙二醇的混合物等二醇的混合物等 聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备四、聚氨酯嵌段共聚物的制备四、聚氨酯嵌段共聚物的制备v用用于于干干法法纺纺丝丝、、湿湿法法纺纺丝丝和和熔熔体体纺纺丝丝的的聚聚氨氨酯酯嵌嵌段段共共聚聚物物都都为为线线型型结结构构，，其其合合成成过过程程一一般般分分两步完成两步完成v第第一一步步为为预预聚聚合合，，即即用用l摩摩尔尔的的聚聚醚醚或或聚聚酯酯与与2摩摩尔尔的的芳芳香香二二异异氰氰酸酸酯酯反反应应，，生生成成分分子子两两端端含含有异氰酸酪基有异氰酸酪基(一一NCO)的预聚物。

的预聚物v第第二二步步是是用用低低分分子子量量的的含含有有活活泼泼氢氢原原子子的的双双官官能能团团化化合合物物作作链链增增长长剂剂，，如如二二胺胺、、肼肼或或二二醇醇等等，，与与预预聚聚物物继继续续反反应应，，生生成成相相对对分分子子质质量量为为20000～～50000的线型聚氨酯嵌段共聚物的线型聚氨酯嵌段共聚物聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备五、氨纶的弹性结构模型五、氨纶的弹性结构模型Ø弹性纤维的基本结构是按照橡胶的经典弹性理弹性纤维的基本结构是按照橡胶的经典弹性理论来设计的论来设计的Ø聚氨酯嵌段共聚物的软链段在常温下受力后可聚氨酯嵌段共聚物的软链段在常温下受力后可以自由移动以自由移动,分子链间作用力很弱分子链间作用力很弱,类似于液体类似于液体分子的相互作用分子的相互作用聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备Ø硬链段是易结晶的氨基甲酸乙酯和脲基结构，硬链段是易结晶的氨基甲酸乙酯和脲基结构，分子链间的亚氨基和羰基可形成较强的氢键结分子链间的亚氨基和羰基可形成较强的氢键结合合:聚氨酯的原料准备聚氨酯的原料准备•氨纶的弹性结构氨纶的弹性结构模型模型(伸长伸长200%)氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺一、纺丝成形一、纺丝成形 •聚氨酯弹性纤维的工业化纺丝方法有聚氨酯弹性纤维的工业化纺丝方法有聚氨酯弹性纤维的工业化纺丝方法有聚氨酯弹性纤维的工业化纺丝方法有：q干法纺丝干法纺丝q湿法纺丝湿法纺丝q熔体纺丝熔体纺丝q反应纺丝等四种方法反应纺丝等四种方法氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺二、干法纺丝原理及工艺二、干法纺丝原理及工艺q干法纺丝是历史上最早的化学纤维成型方法。

干法纺丝是历史上最早的化学纤维成型方法q属溶液纺丝方法属溶液纺丝方法q适用于某些熔点在其分解温度之上的成纤聚适用于某些熔点在其分解温度之上的成纤聚合物合物q在挥发性的溶剂中能溶解而成浓溶液在挥发性的溶剂中能溶解而成浓溶液q干法纺丝过程中通常受到溶剂从丝条中挥发干法纺丝过程中通常受到溶剂从丝条中挥发速度的限制，聚合物固化速度较慢，这就决速度的限制，聚合物固化速度较慢，这就决定了干纺工艺的特点定了干纺工艺的特点氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺1. 1.干纺工艺的特点干纺工艺的特点干纺工艺的特点干纺工艺的特点q溶液的浓度高，一般达溶液的浓度高，一般达18％％~45％，相应的粘度也高，％，相应的粘度也高，能承受更大的喷丝头拉伸能承受更大的喷丝头拉伸(2~7倍倍) q纺纺丝丝线线上上丝丝条条受受到到的的阻阻力力远远比比湿湿纺纺小小，，故故其其纺纺速速比比湿湿纺纺高高，，一一般般达达300~600m／／min，，高高者者可可达达1000m／／min或更高些或更高些q喷喷丝丝头头孔孔数数远远比比湿湿纺纺少少，，这这是是因因为为干干法法固固化化慢慢，，固固化化前前丝丝条条易易粘粘连连，，一一般般干干纺纺短短纤纤维维的的喷喷丝丝板板孔孔数数不不超超过过1200孔。

孔q干干法法成成型型涉涉及及聚聚合合物物-溶溶剂剂二二元元体体系系，，因因此此比比三三元元体体系系的湿纺简单，但比单组分体系的熔纺复杂的湿纺简单，但比单组分体系的熔纺复杂氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺 2. 2. 2. 2. 干法纺丝的基本方程干法纺丝的基本方程干法纺丝的基本方程干法纺丝的基本方程 基于众多假设：①①体体系系处处于于稳稳态态；；②②纺纺丝丝线线的的密密度度与与比比热热容容为为常常数数；；⑨⑨纤纤维维截截面面为为圆圆形形；；④④ 轴轴向向速速度度的的径径向向分分量量v相相当当小小；；⑤⑤与与纺纺丝丝线线上上切切向向位位置置相相关关的的参参数数不不变变；；⑥⑥热热扩扩散散与与粘粘滞滞损损耗耗可可忽忽略略不不计计；；⑦⑦溶溶剂剂(丙丙酮酮)沿沿轴轴向向的的扩扩散散小小于于径径向向，，因因此此可可以以忽忽略略不不计计；；⑧⑧由由浓浓 度度差差所所引引起起的的热热传传导导可可忽忽略略不不计计；；⑨⑨与与径径耐耐相相比比，，沿沿轴轴向向的的 热热传传导导可可忽忽略略不不计计；；⑩⑩与与溶溶剂剂径径向向扩扩散散有有关关的的焓焓变变可可以以忽忽 略略；；11. 所所有有作作用用于于纺纺丝丝线线上上的的力力均均视视为为与与纤纤维维轴轴平平行行；；12.从从最最大大挤挤出出物物胀胀大大处处以以下下为为牛牛顿顿流流体体；；13. 在在喷喷丝丝头头表表面面和和最最大大挤挤出出物物胀胀大大处处的的区区间间内内，，纺纺丝丝线线上上的的热热量量和和质质量量传传递递可可忽忽略略不不计计；；14. 14. 轴轴向向速速度度不不随随径径向向速速度度而改变，即纺丝线呈柱塞流动。

而改变，即纺丝线呈柱塞流动氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺方程表示溶剂在丝条内的扩散方程表示溶剂在丝条内的扩散氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺右端末项为纺丝线上热传导率的变化右端末项为纺丝线上热传导率的变化氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺三、干法纺丝的运三、干法纺丝的运三、干法纺丝的运三、干法纺丝的运动学和动力学动学和动力学动学和动力学动学和动力学 氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺四、干法纺丝中的传热和传质四、干法纺丝中的传热和传质四、干法纺丝中的传热和传质四、干法纺丝中的传热和传质 •干纺时，固化是由于溶剂从丝条细流中挥发的结果干纺时，固化是由于溶剂从丝条细流中挥发的结果•这实际上与纤维状聚合物材料的干燥过程相类似这实际上与纤维状聚合物材料的干燥过程相类似•由于溶剂的挥发耗费了大量的热能，所以成型过程由于溶剂的挥发耗费了大量的热能，所以成型过程同时取决于热量和质量交换的动力学同时取决于热量和质量交换的动力学•干纺过程溶剂的挥发干燥与丝条的细化同时发生干纺过程溶剂的挥发干燥与丝条的细化同时发生。

•溶剂除去有三种机理：溶剂除去有三种机理：1.1.闪蒸；闪蒸；2.2.纺丝线内部的扩纺丝线内部的扩散；散；3.3.从纺丝线表面向周围介质的对流传质从纺丝线表面向周围介质的对流传质 氨纶纺丝原理及工艺氨纶纺丝原理及工艺五、干法纺丝中纤维结构的形成五、干法纺丝中纤维结构的形成五、干法纺丝中纤维结构的形成五、干法纺丝中纤维结构的形成 q干纺初生纤维中分子和微晶的取向度很低，它在纺干纺初生纤维中分子和微晶的取向度很低，它在纺程上通常是各向同性的程上通常是各向同性的q纤维的微观结构、形态结构以及机械性质强烈地依纤维的微观结构、形态结构以及机械性质强烈地依赖于纺丝线和周围介质之间的传质强度以及赖于纺丝线和周围介质之间的传质强度以及各种各种浓度所控制的转变浓度所控制的转变q溶溶剂剂从从丝丝条条表表面面蒸蒸发发的的速速度度( (E E) )和和溶溶剂剂从从丝丝条条中中心心扩扩散散到到表表面面的的速速度度( (v v) )的的相相对对大大小小，，E/v值值决决定定了了初初生纤维生纤维断面形态结构的特征断面形态结构的特征q干干纺纺纤纤维维的的截截面面形形状状还还取取决决于于纺纺丝丝液液的的初初始始浓浓度度和和固化时的浓度以及纤维在甬道中的停留时间等。

固化时的浓度以及纤维在甬道中的停留时间等六六六六、、、、氨氨氨氨纶纶纶纶干干干干法法法法纺纺纺纺丝丝丝丝成成成成型型型型工工工工艺艺艺艺氨纶的后加工氨纶的后加工一、一、一、一、包芯纱的加工包芯纱的加工包芯纱的加工包芯纱的加工 v包包芯芯纱纱的的品品种种规规格格多多，，其其加加工工方方法法有有环环锭锭纺纺、、气流纺、涡流纺、静电纺等气流纺、涡流纺、静电纺等v加工方法不同，其加工设备也有较大区别加工方法不同，其加工设备也有较大区别v在在诸诸多多方方法法中中在在经经过过改改装装的的环环锭锭细细纱纱机机上上纺纺制制氨纶包芯纱较普遍氨纶包芯纱较普遍v改改装装方方法法是是在在普普通通的的细细纱纱机机上上加加装装氨氨纶纶丝丝的的喂喂入机构以及预牵伸机构入机构以及预牵伸机构氨纶的后加工氨纶的后加工二、包覆纱的加工二、包覆纱的加工二、包覆纱的加工二、包覆纱的加工Ø包覆纱一包覆纱一般是在空心锭子纺纱机上纺制的般是在空心锭子纺纱机上纺制的Ø全机共分弹力丝喂给、拉伸包覆和松弛卷取三全机共分弹力丝喂给、拉伸包覆和松弛卷取三部分Ø外包覆的非弹性长丝或短纤纱的线密度一般为外包覆的非弹性长丝或短纤纱的线密度一般为22～～44dtex。

Ø用于高弹织物的包覆纱，其芯纱较粗，牵伸倍用于高弹织物的包覆纱，其芯纱较粗，牵伸倍数较大，外包覆丝与芯纱成数较大，外包覆丝与芯纱成70o的包缠角进行包的包缠角进行包覆；覆；Ø一般中弹织物用纱的包缠角则为一般中弹织物用纱的包缠角则为35o。