聚丙烯腈及粘胶纤维溶液纺成形培训课件(共136页).ppt

1、LOGO第十二章第十二章 聚丙烯腈及粘胶纤维聚丙烯腈及粘胶纤维 溶液纺成形溶液纺成形12.1 聚丙烯腈纤维溶液纺成形聚丙烯腈纤维溶液纺成形12.2 粘胶纤维湿纺成形粘胶纤维湿纺成形3溶液纺丝成形品种：腈纶、粘胶纤维、维尼纶和溶液纺丝成形品种：腈纶、粘胶纤维、维尼纶和氯纶氯纶腈纶、维尼纶和氯纶：纺丝过程主要是物理过程，腈纶、维尼纶和氯纶：纺丝过程主要是物理过程，不存在明显化学反响，都可采用湿法纺丝和干法不存在明显化学反响，都可采用湿法纺丝和干法纺丝纺丝维尼纶的独特之处是需要增加特殊的缩醛化处理维尼纶的独特之处是需要增加特殊的缩醛化处理工艺工艺粘胶纤维：纺丝过程存在明显化学反响，特殊溶粘胶纤维：纺

2、丝过程存在明显化学反响，特殊溶液纺过程，不能干法纺丝液纺过程，不能干法纺丝12.1 聚丙烯腈纤维溶液纺成形聚丙烯腈纤维溶液纺成形12.1.1 聚丙烯腈原料及纤维聚丙烯腈原料及纤维12.1.2 聚丙烯腈纤维纺丝聚丙烯腈纤维纺丝12.1.3 聚丙烯腈纤维后加工聚丙烯腈纤维后加工5聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维：聚丙烯腈或丙烯腈含量占85%以上的聚合物所纺制的纤维丙烯腈35%85%、共聚单体15%65%的共聚物纤维称为改性聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维特性聚丙烯腈纤维特性：具有羊毛特性，蓬松性和保暖性好，手感柔软、防霉、防蛀，耐光性和耐辐射性非常优越，通过聚丙烯腈改性可制成抗静电腈纶、导电腈纶、高吸湿腈纶、吸水

3、腈纶、阻燃腈纶、高收缩腈纶和腈氯纶等612.1.1 聚丙烯腈原料及纤维聚丙烯腈原料及纤维一、聚丙烯腈原料一、聚丙烯腈原料1聚丙烯腈生产聚丙烯腈生产聚丙烯腈多采用溶液聚合，可分为均相溶液聚合聚丙烯腈多采用溶液聚合，可分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合和非均相溶液聚合均相溶液聚合采用硝酸、均相溶液聚合采用硝酸、DMSO、DMF、NaSCN水溶液等为溶剂，均相溶液聚合所得水溶液等为溶剂，均相溶液聚合所得的聚合液可直接用于纺丝称为腈纶生产一步的聚合液可直接用于纺丝称为腈纶生产一步法法非均相聚合通常采用水为介质亦称水相聚合非均相聚合通常采用水为介质亦称水相聚合法，非均相溶液聚合所得聚合物需再溶解方法，非均

4、相溶液聚合所得聚合物需再溶解方可制成纺丝原液称为腈纶生产两步法可制成纺丝原液称为腈纶生产两步法72聚丙烯腈的结构和性质聚丙烯腈的结构和性质1聚丙烯腈的结构聚丙烯腈的结构聚丙烯腈中丙烯腈单元的连接方式主要是首尾连接，聚丙烯腈中丙烯腈单元的连接方式主要是首尾连接，主链是螺旋状的空间立体构象并具有不规那么曲主链是螺旋状的空间立体构象并具有不规那么曲折和扭转，因此不能整齐堆砌成较完整的晶体，折和扭转，因此不能整齐堆砌成较完整的晶体，通常称为准晶通常称为准晶聚丙烯腈纤维生产都采用丙烯腈三元共聚物为原料，聚丙烯腈纤维生产都采用丙烯腈三元共聚物为原料，共聚提高无序化，降低大分子敛集密度，以改善共聚提高无序化

5、，降低大分子敛集密度，以改善纤维手感、弹性和染色性纤维手感、弹性和染色性82聚丙烯腈的性质性状：白色粉末状物质，表观密度200250g/L，密度1.141.15g/cm1，220230时软化并同时发生分解耐光性：非常优良因为氰基可吸收紫外光从而保护主键分子量及其分布：低于10000时往往不可能形成纤维，多分散性越大或低分子组分含量越多，纤维性能越差9聚集状态：非晶相低序态、非晶相中序态和准晶聚集状态：非晶相低序态、非晶相中序态和准晶相高序态三种，低序区玻璃化温度相高序态三种，低序区玻璃化温度80100，非，非晶相中序区玻璃化温度约晶相中序区玻璃化温度约140150间，三元共聚间，三元共聚的玻璃

6、化转变温度约的玻璃化转变温度约75100化学稳定性：较低，碱或酸作用下能发生系列化化学稳定性：较低，碱或酸作用下能发生系列化学反响，在很宽温度范围内对各种醇类、有机酸学反响，在很宽温度范围内对各种醇类、有机酸甲酸除外、碳氢化合物、油、酮、酯及其他甲酸除外、碳氢化合物、油、酮、酯及其他物质的作用都较稳定物质的作用都较稳定热稳定性：较高，热稳定性：较高，170180时颜色不会有变化，时颜色不会有变化，存在杂质时那么加速存在杂质时那么加速10二、聚丙烯腈纤维二、聚丙烯腈纤维1聚丙烯腈纤维的性质聚丙烯腈纤维的性质腈纶很像羊毛以人造羊毛著称，主要特点是腈纶很像羊毛以人造羊毛著称，主要特点是质轻保暖、染色

7、鲜艳而牢固、防蛀、防霉和质轻保暖、染色鲜艳而牢固、防蛀、防霉和耐日晒耐日晒力学性能：长丝干湿态强度分别力学性能：长丝干湿态强度分别2.85.3cN/dtex和和2.65.3cN/dtex，干湿态断裂伸长率均，干湿态断裂伸长率均12%20%，初始模量，初始模量3575cN/dtex，打结强，打结强度和钩接强度分别度和钩接强度分别2.67.1cN/dtex和和1.73.5cN/dtex，3%伸长时的回弹率伸长时的回弹率70%95%，公定回潮率，公定回潮率2%11最突出优点：具有热弹性和极好的日晒牢度最突出优点：具有热弹性和极好的日晒牢度热弹性本质是高弹形变：经拉伸、水洗和热定形后的纤热弹性本质是高

8、弹形变：经拉伸、水洗和热定形后的纤维在玻璃化温度以上再次进行拉伸维在玻璃化温度以上再次进行拉伸1.11.6倍或更高，其倍或更高，其时伸长以高弹形变为主，将此纤维进行骤冷，伸长暂时时伸长以高弹形变为主，将此纤维进行骤冷，伸长暂时不能回复，但是当提高玻璃化温度以上或者水分子增不能回复，但是当提高玻璃化温度以上或者水分子增塑时，纤维长度相应地发生大幅度回缩塑时，纤维长度相应地发生大幅度回缩17%18%或更高或更高腈纶结构中的准晶区仅是侧向高度有序，不能阻止链段腈纶结构中的准晶区仅是侧向高度有序，不能阻止链段大幅度热运动而使纤维发生热弹性回缩，利用此特性可大幅度热运动而使纤维发生热弹性回缩，利用此特性

9、可以生产腈纶膨体纱以生产腈纶膨体纱所有合成纤维以腈纶对日光及大气作用的稳定性最好所有合成纤维以腈纶对日光及大气作用的稳定性最好122聚丙烯腈纤维的用途聚丙烯腈纤维的用途腈纶广泛用于混纺或纯纺，制成哔叽、华达呢、大衣呢、运动衫、针织衫、毛毯、长绒织物以及缩绒拉毛织物等腈纶的吸湿性较低，因此常与吸湿性较好的棉、毛或粘胶纤维混纺腈纶既可制成粗硬的刚毛，也可制成柔细的绒毛，并可仿制兽皮腈纶因蓬松、柔软、织物尺寸稳定性较好等特点，适用于制作编结毛线腈纶压缩弹性恢复好，手感舒适，很适合制作装饰植绒腈纶因耐气候性和耐光性优良，可作为室外织物、窗帘等腈纶经特殊处理后可仿真丝，预氧化碳化可制得碳纤维1312.1

10、.2 聚丙烯腈纤维纺丝聚丙烯腈纤维纺丝聚丙烯腈溶液纺有干法纺丝和湿法纺丝两种根本方法一、聚丙烯腈纺丝原液的制备一步法纺丝原液：含有未反响的单体、气泡和少量的机械杂质必须加以去除，同时各批次纺丝原液进行混合以防止波动，因此纺丝原液的制备包括脱单体、混合、脱泡、调温和过滤等环节二步法纺丝原液：水相沉淀聚合所得的聚丙烯腈是细小固体颗粒，必须将其溶解、混合、脱泡和过滤等工序制成纺丝原液，采用溶剂可以是DMSO、DMF、HNO3、碳酸乙酯EC、NaSCN水溶液、ZnCl2水溶液等14图12.1 NaSCN一步法纺丝原液的准备工艺流程图1、7管道混合器2原液混合槽3脱泡器4密封槽5多级混合器 6冷却器8板

11、框过滤机9振荡研磨机10荧光浆液计量罐 11球磨机12球磨机接受槽13消光浆液储槽15仅介绍仅介绍NaSCN一步法纺丝原液的准备工艺：完成聚一步法纺丝原液的准备工艺：完成聚合、脱单后的原液浆液经管道混合器进入原液混合槽合、脱单后的原液浆液经管道混合器进入原液混合槽充分混合，真空脱泡塔脱除气泡，脱泡后浆液送入多充分混合，真空脱泡塔脱除气泡，脱泡后浆液送入多级混合罐并参加消光剂和荧光增白剂，然后热交换器级混合罐并参加消光剂和荧光增白剂，然后热交换器调温，再过滤除杂质，最后以稳定的压力送往纺丝机调温，再过滤除杂质，最后以稳定的压力送往纺丝机高转化率的聚合产物不需脱除单体，中、低转化率工高转化率的聚合

12、产物不需脱除单体，中、低转化率工艺路线必须进行脱单体艺路线必须进行脱单体浆液调温目的是稳定纺丝浆液黏度以利过滤和纺丝浆液调温目的是稳定纺丝浆液黏度以利过滤和纺丝过滤设备一般采用板框式压滤机过滤设备一般采用板框式压滤机16二、聚丙烯腈纤维湿法纺丝二、聚丙烯腈纤维湿法纺丝腈纶湿法纺丝主要用于生产短纤维，凝固浴通腈纶湿法纺丝主要用于生产短纤维，凝固浴通常采用纺丝原液所用溶剂的水溶液水即是常采用纺丝原液所用溶剂的水溶液水即是沉淀剂沉淀剂1湿法纺丝工艺流程湿法纺丝工艺流程1DMF溶剂路线溶剂路线图12.2DMF法腈纶的纺丝、后加工流程图1凝固浴槽2拉伸机3水洗机4上油浴5干燥致密化机6拉伸机 7卷曲机8

13、汽蒸热定形机9冷却机10切断机11打包机17DMF溶剂优点：溶解能力强，可制得浓度较高的纺丝原溶剂优点：溶解能力强，可制得浓度较高的纺丝原液，溶剂回收较简单液，溶剂回收较简单DMF溶剂湿纺是制备聚丙烯腈短纤维最常用的路线溶剂湿纺是制备聚丙烯腈短纤维最常用的路线将粉末状将粉末状PAN溶解于溶解于100%DMF制成制成PAN20%25%的纺的纺丝原液丝原液凝固浴槽浴温凝固浴槽浴温1015，DMF浓度浓度50%60%喷丝头孔数喷丝头孔数3000060000孔，孔径孔，孔径0.070.2mm纺速纺速510m/min，蒸汽拉伸或热水拉伸倍数，蒸汽拉伸或热水拉伸倍数58倍，热水倍，热水拉伸浴为拉伸浴为20

14、%25%DMF水溶液，浴温水溶液，浴温8090拉伸后丝束进入水洗机用拉伸后丝束进入水洗机用6080热水水洗热水水洗水洗纤维上油后枯燥致密化，再拉伸水洗纤维上油后枯燥致密化，再拉伸1.5倍左右，经卷曲、倍左右，经卷曲、汽蒸热定形及冷却后切断和打包汽蒸热定形及冷却后切断和打包182NaSCN溶剂路线图12.3NaSCN法腈纶纺丝、后加工流程图1凝固浴2预热浴3水洗槽4压辊5拉伸机6拉伸浴槽7第一上油浴 8干燥机9张力架10卷曲加热槽11卷曲机12装丝箱13汽蒸锅 14第二上油浴15干燥机16切断机17吹风机18打包机19NaSCN溶剂路线一般都采用一步法纺丝，该法优溶剂路线一般都采用一步法纺丝，该

15、法优点：工艺过程简单，聚合速度较快，聚合时间较点：工艺过程简单，聚合速度较快，聚合时间较短，短，NaSCN不易挥发，溶剂的消耗定额较低不易挥发，溶剂的消耗定额较低纺丝原液纺丝原液PAN含量含量12%14%，NaSCN含量含量44%喷丝头孔径喷丝头孔径0.06mm，2000060000孔孔凝固浴为凝固浴为9%14%NaSCN水溶液，浴温约水溶液，浴温约1020纺速510 m/min，出凝固浴丝束引入预热浴预热，预热浴为3%4%NaSCN水溶液，浴温6065，预热浴拉伸1.5倍预热浴后丝束引入水洗槽水洗，水洗热水温度5065水洗后丝束在拉伸浴槽拉伸，拉伸浴水温9598，两次拉伸总拉伸倍数810倍随

16、后经上油浴上油，枯燥机枯燥致密化，丝束经卷曲机再进入汽蒸锅热定形，随后丝束上油，再经枯燥机枯燥致密化，最后切断或牵切加工、打包212湿法纺丝设备湿法纺丝设备1纺丝机我国腈纶纺丝机主要为斜底水平式纺丝机，当然有立管式纺丝机222计量泵生产短纤维通常采用大容量计量泵，每转容量高达100mL或更高计量泵转速一般以不超过45r/min为好3烛形过滤器烛形过滤器是喷丝头前最后一道过滤由滤头、滤栓、外壳和连接头等组合而成，滤栓与外壳同心套在一起，滤栓系一空管，外外表有螺纹和通液小孔，在其外面紧密地裹扎滤布滤液流向有两种，一种是由栓内流至外壳称为里进外出式、外流式或内压式，另一种是由外壳流入栓内称为外进里出

17、式、内流式或外压式234喷丝头通常湿法纺丝所用喷丝头孔径比熔纺喷丝孔小，约0.060.10mm喷丝头孔数主要取决于纤维的总线密度和单纤维的线密度喷丝头有矩形或瓦楞形的，但多数为圆形纺制短纤维时喷丝头孔数一般几万甚至十几万孔243湿法纺丝工艺条件湿法纺丝工艺条件1原液中聚丙烯腈浓度原液中聚丙烯腈浓度原液中聚丙烯腈浓度应适中：浓度提高，初生纤维原液中聚丙烯腈浓度应适中：浓度提高，初生纤维密度增大，孔洞数目减少，结构均一性提高，成密度增大，孔洞数目减少，结构均一性提高，成品纤维力学性能提高，同时成形速度加快品纤维力学性能提高，同时成形速度加快浓度太高，溶液黏度大幅提高，纺丝性差浓度太高，溶液黏度大幅

18、提高，纺丝性差浓度过低却无法形成具有适宜强度的冻胶体，因而浓度过低却无法形成具有适宜强度的冻胶体，因而不能形成纤维不能形成纤维252凝固浴浓度及温度凝固浴浓度及温度凝固浴一般为聚丙烯腈溶剂的水溶液，溶剂的浓度凝固浴一般为聚丙烯腈溶剂的水溶液，溶剂的浓度称为凝固浴浓度，凝固浴浓度过高或过低都不利称为凝固浴浓度，凝固浴浓度过高或过低都不利于纺丝成形于纺丝成形太高时，双扩散过程太慢以至凝固缓慢，丝条凝固太高时，双扩散过程太慢以至凝固缓慢，丝条凝固不充分可能因牵引而断头或者外表凝固不良而发不充分可能因牵引而断头或者外表凝固不良而发生并丝，以及初生纤维过分溶胀致使在出浴处发生并丝，以及初生纤维过分溶胀致

19、使在出浴处发生坠荡现象，等生坠荡现象，等过低时，双扩散速度增大，表层凝固过于剧烈而很过低时，双扩散速度增大，表层凝固过于剧烈而很快形成皮层，表观凝固变慢，同时皮芯层结构差快形成皮层，表观凝固变慢，同时皮芯层结构差异大，空洞率大，结构疏松并失去光泽，初生纤异大，空洞率大，结构疏松并失去光泽，初生纤维拉伸时易断裂而产生毛丝，枯燥后手感发硬，维拉伸时易断裂而产生毛丝，枯燥后手感发硬，色泽泛白，强度和伸度都很差色泽泛白，强度和伸度都很差26凝固浴温度：直接影响双扩散速度，是影响纺丝凝固浴温度：直接影响双扩散速度，是影响纺丝成形的重要因素成形的重要因素DMF、NaSCN、DMSO和和HNO3溶剂路线分别

20、溶剂路线分别1015、1012、2030和和05适当降低浴温可使凝固速度减慢和凝固过程均匀，适当降低浴温可使凝固速度减慢和凝固过程均匀，因此所得初生纤维结构较紧密，网络骨架较细，因此所得初生纤维结构较紧密，网络骨架较细，成品纤维强度和钩结强度上升成品纤维强度和钩结强度上升但浴温不能过低，否那么凝固过慢缓使纤维芯层但浴温不能过低，否那么凝固过慢缓使纤维芯层凝固不够充分，拉伸时易造成毛丝凝固不够充分，拉伸时易造成毛丝27凝固浴浓度和凝固浴温度都能影响原液细流的凝固程度凝固浴浓度和凝固浴温度都能影响原液细流的凝固程度和凝固速度，两者可以互相调节和凝固速度，两者可以互相调节凝固速度受凝固浴温度的影响较

21、大，受凝固浴浓度的影凝固速度受凝固浴温度的影响较大，受凝固浴浓度的影响较小响较小细流外表的凝固受凝固浴浓度的影响较大，而芯层凝固细流外表的凝固受凝固浴浓度的影响较大，而芯层凝固受凝固浴温度的影响较大受凝固浴温度的影响较大调节凝固浴温度和浓度时要特别注意原液细流皮芯层的调节凝固浴温度和浓度时要特别注意原液细流皮芯层的凝固情况凝固情况凝固浴浓度和温度的波动或差异会影响丝条的稳定性，凝固浴浓度和温度的波动或差异会影响丝条的稳定性，波动或差异较大，那么与纺速不相应的初生纤维可能断波动或差异较大，那么与纺速不相应的初生纤维可能断裂而产生毛丝裂而产生毛丝283凝固浴循环量凝固浴循环量纤维成形中凝固浴浓度不

22、断升高，并且凝固浴纤维成形中凝固浴浓度不断升高，并且凝固浴温度会有所升高原液温度和室温都比凝固温度会有所升高原液温度和室温都比凝固浴温度高，因此必须按适宜流量循环补充浴温度高，因此必须按适宜流量循环补充新鲜浴液新鲜浴液循环应防止出现湍流状况，因此循环量不能太循环应防止出现湍流状况，因此循环量不能太大大294卷绕速度卷绕速度卷绕速度是指第一导盘把丝条从凝固浴中曳卷绕速度是指第一导盘把丝条从凝固浴中曳出的速度出的速度提高卷绕速度即降低丝束在浴中停留时间，提高卷绕速度即降低丝束在浴中停留时间，因此必须提高凝固浴凝固能力，但凝固能因此必须提高凝固浴凝固能力，但凝固能力的提高必须兼顾成品纤维品质及其均匀

23、力的提高必须兼顾成品纤维品质及其均匀性，因此要综合考虑生产能力和成品纤维性，因此要综合考虑生产能力和成品纤维质量质量30三、聚丙烯腈纤维的干法纺丝三、聚丙烯腈纤维的干法纺丝目前，腈纶干法纺丝都采用DMF为溶剂，干法纺产量约占腈纶总产量15%311干法纺丝工艺流程干法纺丝工艺流程32常用喷丝板规格有两种：纺常用喷丝板规格有两种：纺1.73.3dtex的的2800孔孔和纺和纺511.1dtex的的1860孔孔纺丝原液由计量泵送到原液加热器，加热到纺丝原液由计量泵送到原液加热器，加热到130140后送到喷丝板后送到喷丝板原液细流从喷丝板喷出后进入纺丝甬道，被热原液细流从喷丝板喷出后进入纺丝甬道，被热

24、N2或其他惰性气体不断蒸发溶剂而逐渐成形或其他惰性气体不断蒸发溶剂而逐渐成形丝束出甬道后用冷水喷淋降温，经导辊集束后用丝束出甬道后用冷水喷淋降温，经导辊集束后用皮带夹送器送入摆丝装置均匀地装入盛丝桶皮带夹送器送入摆丝装置均匀地装入盛丝桶纺长丝那么将丝条经两对导盘进行拉伸纺长丝那么将丝条经两对导盘进行拉伸24倍，拉倍，拉伸后丝条以伸后丝条以100400m/min的卷绕速度卷取的卷绕速度卷取332干法纺丝设备干法纺丝设备1直管式干法纺丝机直管式干法纺丝机纺丝甬道为直形圆柱体，一般长纺丝甬道为直形圆柱体，一般长610m，直径，直径250450mm，靠夹套保持甬道内温度和温度梯度，靠夹套保持甬道内温度

25、和温度梯度热风送风方式：通常有顺流式、逆流式、分流式和热风送风方式：通常有顺流式、逆流式、分流式和双进式四种双进式四种34图12.6 干法纺丝机的送风方式(a)顺流式 (b) 逆流式 (c)分流式 (d)双进式(a)(b)(c)(d)35顺流式：采用较多，顺流式的丝束所受热风阻力顺流式：采用较多，顺流式的丝束所受热风阻力较小，溶剂蒸发较慢，所得纤维质量较均一较小，溶剂蒸发较慢，所得纤维质量较均一逆流式：溶剂蒸发速度较快，纤维成形不太均匀，逆流式：溶剂蒸发速度较快，纤维成形不太均匀，丝束所受阻力较大，高强力腈纶纺丝以逆流式送丝束所受阻力较大，高强力腈纶纺丝以逆流式送风为宜风为宜分流式：溶剂蒸发速

26、度比逆流式更快浓度差较分流式：溶剂蒸发速度比逆流式更快浓度差较大，一局部气体与丝束成逆向流动，另一局部大，一局部气体与丝束成逆向流动，另一局部为顺流，所以丝条所受阻力较小为顺流，所以丝条所受阻力较小362喷丝头组件喷丝头组件喷丝头组件结构较复杂，为使喷丝头内、外部丝条喷丝头组件结构较复杂，为使喷丝头内、外部丝条DMF蒸发速度根本相同，供给喷丝板内侧的原液蒸发速度根本相同，供给喷丝板内侧的原液温度比外侧高温度比外侧高10措施：组件前采用两个同心圆柱环形通道分别控温措施：组件前采用两个同心圆柱环形通道分别控温加热，组件中的别离环能使供给喷丝板内侧与外加热，组件中的别离环能使供给喷丝板内侧与外侧的原

27、液直至到达喷丝孔前一直保持别离状态侧的原液直至到达喷丝孔前一直保持别离状态喷丝板：喷丝孔径一般喷丝板：喷丝孔径一般0.10.3mm，纺长丝时孔数，纺长丝时孔数一般一般3050个，纺短纤维时孔数可高达个，纺短纤维时孔数可高达2800个个37干纺工艺条件干纺工艺条件：包括分子量、原液浓度、纺丝温度、甬道中介质温度、纺丝速度、喷丝头拉伸比、甬道中溶剂蒸气浓度以及喷丝头孔数和孔径等原液浓度原液浓度：较高，常用原液浓度为25%33%分子量分子量：应比湿纺适当降低，通常3000040000纺丝温度纺丝温度：包括喷丝头出口处纺丝原液的温度、通入甬道热空气的温度和甬道夹套的温度3干法纺丝工艺条件干法纺丝工艺条

28、件38纺丝速度：一般纺丝速度：一般100400m/min，适当增加纺丝甬，适当增加纺丝甬道长度或者降低单纤维线密度，纺速可适当提高道长度或者降低单纤维线密度，纺速可适当提高喷丝头拉伸比：比湿纺时高，通常喷丝头拉伸比：比湿纺时高，通常1015倍倍后拉伸倍数：离开甬道的纤维含有后拉伸倍数：离开甬道的纤维含有5%20%溶剂，溶剂，需先洗涤除去局部溶剂再后拉伸需先洗涤除去局部溶剂再后拉伸1015倍倍甬道中溶剂蒸气浓度：对纤维成形影响很大，决甬道中溶剂蒸气浓度：对纤维成形影响很大，决定溶剂回收的介质循环量，混合气体中定溶剂回收的介质循环量，混合气体中DMF浓度浓度3545g/m3为宜为宜3912.1.3

29、 聚丙烯腈纤维后加工聚丙烯腈纤维后加工一、聚丙烯腈纤维湿法纺丝后加工一、聚丙烯腈纤维湿法纺丝后加工1湿法纺丝后加工工艺流程湿法纺丝后加工工艺流程后加工：通常主要包括拉伸、水洗、枯燥致密化、后加工：通常主要包括拉伸、水洗、枯燥致密化、卷曲、热定形、上油、枯燥和打包等工序见图卷曲、热定形、上油、枯燥和打包等工序见图12.2和图和图12.3拉伸水洗顺序：可以是先水洗后拉伸，也可以是先拉伸水洗顺序：可以是先水洗后拉伸，也可以是先拉伸后水洗拉伸后水洗预热浴第一道拉伸为低倍拉伸，目的是使丝条获得预热浴第一道拉伸为低倍拉伸，目的是使丝条获得初步取向，进一步脱除溶剂，热水或蒸汽浴中进初步取向，进一步脱除溶剂，

30、热水或蒸汽浴中进行第二道拉伸行第二道拉伸水洗后丝束含水约水洗后丝束含水约150%200%，因此必须枯燥致密，因此必须枯燥致密化，然后再热定形、卷曲、切断和打包等制得成化，然后再热定形、卷曲、切断和打包等制得成品纤维品纤维40后加工条件：拉伸、水洗、上油、枯燥致密化、热定形、后加工条件：拉伸、水洗、上油、枯燥致密化、热定形、卷曲和切断等卷曲和切断等1拉伸拉伸拉伸条件：包括拉伸温度、拉伸介质和拉伸倍数拉伸条件：包括拉伸温度、拉伸介质和拉伸倍数拉伸多分预热浴拉伸和沸水或蒸汽浴拉伸两步完成拉伸多分预热浴拉伸和沸水或蒸汽浴拉伸两步完成预热浴：温度应高于聚丙烯腈大分子重排缔合温度预热浴：温度应高于聚丙烯腈

31、大分子重排缔合温度510为宜，一般为宜，一般5060，浴中溶剂含量，浴中溶剂含量2.5%3%沸水或蒸汽浴：通常沸水或蒸汽浴：通常95100拉伸倍数：总拉伸倍数应控制拉伸倍数：总拉伸倍数应控制10倍以上，但过高那么往倍以上，但过高那么往往断丝严重；预热浴拉伸倍数往断丝严重；预热浴拉伸倍数1.52.5倍，沸水或蒸汽拉倍，沸水或蒸汽拉伸拉伸倍数伸拉伸倍数46倍倍2湿法纺丝后加工工艺条件湿法纺丝后加工工艺条件412水洗水洗水洗工序中丝条与水通常逆向而行，水洗水水洗工序中丝条与水通常逆向而行，水洗水温一般温一般50100左右，水洗后纤维上剩余左右，水洗后纤维上剩余溶剂含量一般不宜超过溶剂含量一般不宜超过

32、0.1%常用水洗机：长槽式、多层式、喷淋式和常用水洗机：长槽式、多层式、喷淋式和U型水洗机等设备型水洗机等设备423枯燥致密化枯燥致密化初生纤维中存在大量空洞和裂隙结构并且水洗后丝初生纤维中存在大量空洞和裂隙结构并且水洗后丝束含有大量水分，因此必须进行枯燥去除水分，束含有大量水分，因此必须进行枯燥去除水分，并使微孔闭合、空洞及裂隙变小或局部消失，使并使微孔闭合、空洞及裂隙变小或局部消失，使纤维结构致密均匀纤维结构致密均匀枯燥致密化设备：多采用松弛式帘板枯燥机或半松枯燥致密化设备：多采用松弛式帘板枯燥机或半松弛式圆网枯燥机弛式圆网枯燥机枯燥致密化工艺：温度、时间、介质相对湿度和张枯燥致密化工艺：

33、温度、时间、介质相对湿度和张力等力等枯燥温度多采用分区控制，各区温度依次逐步降低枯燥温度多采用分区控制，各区温度依次逐步降低生产过程须循环和更换枯燥介质，补充新鲜空气生产过程须循环和更换枯燥介质，补充新鲜空气枯燥致密化方式有定长紧张型、局部收缩型和自由枯燥致密化方式有定长紧张型、局部收缩型和自由收缩松弛型三种收缩松弛型三种434热定形热定形枯燥致密化纤维须通过热定形进一步改善纤维枯燥致密化纤维须通过热定形进一步改善纤维的超分子结构的超分子结构热定形传热介质主要有热板、空气、水浴、饱热定形传热介质主要有热板、空气、水浴、饱和蒸汽和过热蒸汽等五种和蒸汽和过热蒸汽等五种热定形温度、时间和方式对热定形

34、效果和成品热定形温度、时间和方式对热定形效果和成品纤维性能有明显的影响纤维性能有明显的影响445卷曲卷曲卷曲应严格控制温度、湿度及压力等参数，尤卷曲应严格控制温度、湿度及压力等参数，尤其是温度其是温度腈纶上油率一般控制腈纶上油率一般控制0.1%0.7%，一般在水洗，一般在水洗和枯燥致密化间设置上油位置和枯燥致密化间设置上油位置根据产品要求将纤维切成相应的长度根据产品要求将纤维切成相应的长度45图12.7 干纺腈纶水洗拉伸卷曲流程示意图1丝束桶2水洗拉伸机3给油机4集束导辊5蒸汽箱6卷曲机7冷却输送带8输送带9卷曲丝束桶10导辊11丝束检测器二、聚丙烯腈纤维干法纺丝后加工二、聚丙烯腈纤维干法纺丝

35、后加工干纺腈纶的纺丝条件较缓和，纤维结构致密，因此后加工工艺较简单46图12.8 短纤状和丝束状干纺腈纶的干燥上油流程示意图1丝束桶 2切断机 3短纤输送箱4丝束平铺辊 5汽蒸室 6风扇 7加热区8张力辊 9喷油泵 10计量泵 11集捕器 12短纤打包机13输送带14成品丝束桶47三、聚丙烯腈纤维特殊加工三、聚丙烯腈纤维特殊加工1牵切纺牵切纺采用普通切断法生产得到的腈纶短纤维混乱无序，因此纺织时需纺纱牵切纺或直接制条牵切纺或直接制条：采用特殊机械方法将腈纶长丝束变成短纤维而又保持平行排列从而直接成条的工方法最常用牵切纺加工方法最常用牵切纺加工方法：切断法和拉断法两种48切断法切断法：采用安装螺

36、旋形刀片的切丝辊将片状丝束切断成一定长度的纤维片，但是其切断点排成对角线，然后将纤维片拉伸使切断点分布呈变成类似拉断的犬牙交错状态而排列成条子拉断法拉断法：将丝束先在高温下进行高倍拉伸，然后在张力下经特殊刀轮被拉断，经拉断的丝束断裂点参差不齐，因此得到的短纤维参差不齐地排列成条子49图12.9切断法直接制条工艺流程示意图1引导罗拉2螺旋刀切丝辊3分离罗拉4输送皮带5后罗拉6双针梳箱 7前罗拉8漏斗形导槽 9卷曲装置 10导槽 11条筒 12铜辊50图12.10拉断法直接成条工艺流程示意图1张力杆2喂入罗拉3引导罗拉4加热板5中罗拉6刀轮7出条罗拉512膨体纱加工膨体纱加工合股：将经湿热处理过的

37、拉断法牵切纺条子与合股：将经湿热处理过的拉断法牵切纺条子与未经湿热处理的拉断法牵切纺条子合股未经湿热处理的拉断法牵切纺条子合股纺纱：按普通纺纱工艺纺成细纱纺纱：按普通纺纱工艺纺成细纱湿热处理：然后对细纱施加湿热处理，在湿热湿热处理：然后对细纱施加湿热处理，在湿热处理过程中未湿热处理过的纤维会发生回缩，处理过程中未湿热处理过的纤维会发生回缩，而湿热处理过的纤维不再回缩，前者成为细而湿热处理过的纤维不再回缩，前者成为细纱中心，后者被推向细纱外部并形成小圆圈纱中心，后者被推向细纱外部并形成小圆圈状卷曲而浮在细纱外表状卷曲而浮在细纱外表12.2 粘胶纤维湿纺成形粘胶纤维湿纺成形12.2.1 粘胶纤维及

38、成形过程概论粘胶纤维及成形过程概论12.2.2 粘胶的制备粘胶的制备12.2.3 粘胶纤维纺丝粘胶纤维纺丝12.2.4 粘胶纤维后处理粘胶纤维后处理53v再生纤维主要品种：粘胶纤维、再生纤维主要品种：粘胶纤维、Lyocell纤维、铜氨纤纤维、铜氨纤维、二醋酯纤维和三醋酯纤维等维、二醋酯纤维和三醋酯纤维等v粘胶纤维：目前产量最大、品种最多、用途最广的再粘胶纤维：目前产量最大、品种最多、用途最广的再生纤维品种生纤维品种v以天然纤维素浆粕为根本原料、先经碱化制成碱以天然纤维素浆粕为根本原料、先经碱化制成碱纤维素后再黄化制成可溶解的纤维素黄酸酯、然后溶纤维素后再黄化制成可溶解的纤维素黄酸酯、然后溶解得

39、到纤维素黄酸酯溶液即粘胶再纺制而成的再解得到纤维素黄酸酯溶液即粘胶再纺制而成的再生纤维素纤维生纤维素纤维v粘胶纤维成形是纺丝过程涉及化学反响的特殊溶液纺粘胶纤维成形是纺丝过程涉及化学反响的特殊溶液纺丝成形过程丝成形过程5412.2.1 粘胶纤维及成形过程概论粘胶纤维及成形过程概论一、粘胶纤维特点与用途一、粘胶纤维特点与用途v粘胶纤维原料丰富可再生，综合性能优异，因而占有重要的地位v品种品种：普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维、强力粘胶纤维和特种粘胶纤维等v突出优点突出优点：染色、吸湿、抗静电等性能优良，织物穿着舒适卫生、色彩鲜艳，吸湿性仅次于羊毛而优于棉，因此织物吸水、透汗、透气性优良，穿着舒适卫

40、生55v缺点：缺点：易伸长变形，故织物缩水性大，尺寸稳易伸长变形，故织物缩水性大，尺寸稳定性较差，湿水后膨胀、变硬；定性较差，湿水后膨胀、变硬；湿态强度和湿湿态强度和湿态模量低，因此织物湿态牢度较差；态模量低，因此织物湿态牢度较差；粘胶纤维粘胶纤维的弹性回复和抗皱性能较差。的弹性回复和抗皱性能较差。v用途：可用作民用纺织纤维纯纺或者混纺及交用途：可用作民用纺织纤维纯纺或者混纺及交织，宜做内衣、外衣和装饰织物；用于制造非织，宜做内衣、外衣和装饰织物；用于制造非织造布和产业与其它用纤维如轮胎、耐压胶管、织造布和产业与其它用纤维如轮胎、耐压胶管、纱布、绷带等；可经高温碳化制得碳纤维，用纱布、绷带等；

41、可经高温碳化制得碳纤维，用在高技术领域在高技术领域56二、粘胶纤维成形过程与特点二、粘胶纤维成形过程与特点粘胶纤维成形过程：粘胶的制备、粘胶纤维纺丝和粘胶纤维成形过程：粘胶的制备、粘胶纤维纺丝和粘胶纤维后处理粘胶纤维后处理粘胶的制备：包括浆粕的准备、碱纤维素的制备及粘胶的制备：包括浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成和纤维素黄酸酯的制备及溶解老成和纤维素黄酸酯的制备及溶解粘胶纤维纺丝：粘胶纺前准备和纺丝及拉伸粘胶纤维纺丝：粘胶纺前准备和纺丝及拉伸粘胶后处理：包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油粘胶后处理：包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油和枯燥等和枯燥等粘胶长丝还涉及加捻、络丝、分级、包装等工序，粘胶长

42、丝还涉及加捻、络丝、分级、包装等工序，粘胶短纤维还包括切断、打包等工序粘胶短纤维还包括切断、打包等工序57v 粘胶纤维成形特点：需经历复杂的化学反响过程，耗用大粘胶纤维成形特点：需经历复杂的化学反响过程，耗用大量化工原料，生产工艺过程冗长、设备复杂、投资大，特量化工原料，生产工艺过程冗长、设备复杂、投资大，特别是别是“三废污染严重，因此粘胶纤维向第三世界国家转三废污染严重，因此粘胶纤维向第三世界国家转移，世界总产量在下降移，世界总产量在下降v 新型环保纺丝工艺路线：发现新型环保纺丝工艺路线：发现N-甲基吗啉甲基吗啉-N-氧化物简氧化物简写为写为NMMO是纤维素良好溶剂，因此直接采用是纤维素良好

43、溶剂，因此直接采用NMMO溶解纤维素浆粕得到纺丝溶液而干湿法纺丝制成再生纤维溶解纤维素浆粕得到纺丝溶液而干湿法纺丝制成再生纤维素纤维，称为素纤维，称为Lyocell纤维纤维2006年世界产量约年世界产量约18万吨，预万吨，预计计2021 年产量年产量45万吨万吨v 目前粘胶纤维路线是主要工艺路线，我国是世界上粘胶纤目前粘胶纤维路线是主要工艺路线，我国是世界上粘胶纤维生产大国，维生产大国，2006年产量为年产量为134万吨万吨5812.2.2 粘胶的制备粘胶的制备一、粘胶纤维原料一、粘胶纤维原料粘胶纤维根本原料是纤维素浆粕，按照原料粘胶纤维根本原料是纤维素浆粕，按照原料来源粘胶纤维用浆粕有木浆、

44、棉绒浆和草类浆来源粘胶纤维用浆粕有木浆、棉绒浆和草类浆等种类，对粘胶纤维用浆粕的品质要求有：等种类，对粘胶纤维用浆粕的品质要求有：1纯度高，杂质含量少纯度高，杂质含量少浆粕主要成分是纤维素，其次是非纤维素多糖五浆粕主要成分是纤维素，其次是非纤维素多糖五碳糖和六碳糖，还有少量的灰分含铁、钙、碳糖和六碳糖，还有少量的灰分含铁、钙、镁、锰、硅等的化合物和木质素等镁、锰、硅等的化合物和木质素等59v纤维素：纤维素：-纤维素和半纤维素两种纤维素和半纤维素两种v-纤维素是指浆粕浸渍在纤维素是指浆粕浸渍在20、17.5%NaOH水溶水溶液中液中45min内不溶解的局部，而溶解局部称为半内不溶解的局部，而溶解

45、局部称为半纤维素纤维素v-纤维素是长链纤维素，半纤维素是非纤维素碳纤维素是长链纤维素，半纤维素是非纤维素碳水化合物和聚合度小于水化合物和聚合度小于200的短链纤维素的短链纤维素60v工业上通常用-纤维素的含量来表征浆粕的纯度v-纤维素含量高，那么成品纤维得率高，成品纤维品质优异，并且可提高设备生产能力，降低化工原料消耗量和简化浸渍碱液回收v半纤维素会影响浸渍、老成、黄化、过滤、熟成等工艺过程和降低成品纤维品质v灰分严重影响粘胶过滤性能和碱纤维素老成并使粘胶色泽灰暗v木质素会降低浆粕的膨润能力和反响性能，延缓碱纤维素老成，并会使成品纤维产生斑点612纤维素聚合度适中且分散性小纤维素聚合度适中且分

46、散性小对浆粕中纤维素的聚合度要求，根据成品纤维的对浆粕中纤维素的聚合度要求，根据成品纤维的聚合度而定，通常聚合度而定，通常5001000聚合度过高，那么粘胶黏度过高以致过滤困难或聚合度过高，那么粘胶黏度过高以致过滤困难或者需要延长碱纤维素的老成者需要延长碱纤维素的老成聚合度分散性要小，聚合度大于聚合度分散性要小，聚合度大于1200的黄化性能的黄化性能和黄酸酯的溶解性能差，而聚合度小于和黄酸酯的溶解性能差，而聚合度小于200会会使粘胶过滤困难和纤维性能下降使粘胶过滤困难和纤维性能下降623膨润度适中膨润度适中膨润度是指浆粕在碱液中的膨润程度，其大小与浆膨润度是指浆粕在碱液中的膨润程度，其大小与浆

47、粕中纤维素大分子间作用力和碱液浸渍条件有关粕中纤维素大分子间作用力和碱液浸渍条件有关膨润度小那么浆粕浸渍不均匀，膨润度过大那么碱膨润度小那么浆粕浸渍不均匀，膨润度过大那么碱纤维素压榨困难纤维素压榨困难4反响性能和过滤性能良好反响性能和过滤性能良好反响性能是指浆粕在碱化、黄化和黄酸酯的溶解等反响性能是指浆粕在碱化、黄化和黄酸酯的溶解等性能性能过滤性能是指浆粕制得的粘胶过滤时的难易程度过滤性能是指浆粕制得的粘胶过滤时的难易程度碱化、黄化、溶解不好，那么粘胶的过滤性能差，碱化、黄化、溶解不好，那么粘胶的过滤性能差，两者密切相关两者密切相关63v粘胶纤维生产过程还需要使用多种化工原料，如烧碱、二硫化碳

48、、硫酸、硫酸锌和纯度较高的水v粘胶纤维生产过程还需使用各种辅助原料，比方油剂、消光剂TiO2以及多种有机或无机助剂64二、碱纤维素的制备及老成二、碱纤维素的制备及老成1碱纤维素的制备碱纤维素的制备碱纤维素的制备过程：包括浆粕的浸渍碱碱纤维素的制备过程：包括浆粕的浸渍碱化、碱纤维素的压榨和碱纤维素的粉碎化、碱纤维素的压榨和碱纤维素的粉碎浆粕浸渍碱化之前浆粕通常需经过贮存、浆粕浸渍碱化之前浆粕通常需经过贮存、调湿和混粕等准备过程调湿和混粕等准备过程浸渍碱化是碱纤维素制备的最主要过程浸渍碱化是碱纤维素制备的最主要过程65碱化过程的化学反响碱化反响是可逆平衡反响，反响过程是放热过程，浸渍时还发生系列副

49、反响如半纤维素的碱化反响、局部纤维素的碱性氧化降解反响等1碱化机理碱化机理66纤维素结构的变化随着碱液浓度和温度的变化可以生成结晶形态不同的五种碱纤维素结构变体碱纤维素、和，只有浆浓10%20%、温度030时制得的碱纤维素才是制备粘胶所需要的碱纤维素。67浆粕的膨化和半纤维素的溶出浆粕浸渍于碱液中即发生膨化，膨润度达410倍浆粕膨化有利于半纤维素溶出，有利于提高粘胶和成品纤维的质量浆粕膨化使浆粕在黄化反响时CS2向内扩散的速度加快，并且破坏纤维素大分子间氢键，使更多羟基游离出来而提高黄化反响能力68v碱纤维素生产方法：通常有间歇法、五合机法和碱纤维素生产方法：通常有间歇法、五合机法和连续法三种

50、连续法三种v间歇法：生产效率低，现已很少采用间歇法：生产效率低，现已很少采用v五合机法：将碱纤维素制备与粘胶制备过程浸五合机法：将碱纤维素制备与粘胶制备过程浸渍、粉碎、老成、黄化、初溶解合在一台机器渍、粉碎、老成、黄化、初溶解合在一台机器上完成，但对原料浆粕纯度要求较高，目前仅少上完成，但对原料浆粕纯度要求较高，目前仅少量工厂采用量工厂采用v连续法：使浸渍、压榨和粉碎等过程连续进行，连续法：使浸渍、压榨和粉碎等过程连续进行，目前大型厂广泛采用目前大型厂广泛采用2碱化方法与工艺控制碱化方法与工艺控制69图12.11LR型连续浸压粉联合机流程示意图1浆粕输送带2碱液计量桶3浸渍桶4浆粥泵5压力平衡

51、桶 6压榨机7预粉碎辊8输送带9粉碎机10压实机 11冲洗碱液泵12工作碱液桶13碱液泵70v连续法工艺控制：包括浸渍时间、浸渍温度、浸连续法工艺控制：包括浸渍时间、浸渍温度、浸渍碱液浓度、浸渍液中半纤维素浓度和浆粥浓度渍碱液浓度、浸渍液中半纤维素浓度和浆粥浓度v浸渍时间浸渍时间v碱纤维素生成速度很快一般碱纤维素生成速度很快一般25min内，但半内，但半纤 维 素 溶 出 速 度 很 慢 ， 间 歇 法 浸 渍 时 间 需纤 维 素 溶 出 速 度 很 慢 ， 间 歇 法 浸 渍 时 间 需4560min，连续法可能缩短到，连续法可能缩短到1520minv浸渍时间过长，会因碱纤维素膨润过大造成

52、压榨浸渍时间过长，会因碱纤维素膨润过大造成压榨困难困难71浸渍温度浸渍温度低温有利于碱纤维素的生成，但纤维素的剧烈膨润低温有利于碱纤维素的生成，但纤维素的剧烈膨润会使压榨困难会使压榨困难但温度过高会使碱纤维素的水解反响和氧化降解反但温度过高会使碱纤维素的水解反响和氧化降解反响加速响加速连续法采用较高浸渍温度，一般连续法采用较高浸渍温度，一般404572浸渍碱液浓度浸渍碱液浓度浸渍碱液浓度影响黄酸酯的酯化度及粘胶的过滤性浸渍碱液浓度影响黄酸酯的酯化度及粘胶的过滤性能能理论上制取碱纤维素理论上制取碱纤维素I所需的碱浓度所需的碱浓度10%20%浸渍温度升高，碱纤维素水解作用加速，因此须提浸渍温度升高

53、，碱纤维素水解作用加速，因此须提高碱液浓度高碱液浓度73浸渍液中半纤维素的浓度浸渍液中半纤维素的浓度由于碱液是循环使用，故浸渍碱液中不可防止地会由于碱液是循环使用，故浸渍碱液中不可防止地会有半纤维素有半纤维素浸渍液中半纤维素浓度高，那么浆粕中的半纤维素浸渍液中半纤维素浓度高，那么浆粕中的半纤维素溶出困难且碱纤维素压榨困难溶出困难且碱纤维素压榨困难74浆粥浓度浆粥浓度连续浸渍的浆粥浓度实际是指连续浸渍的浆粥浓度实际是指100L浆粥中含有的绝浆粥中含有的绝干浆的质量干浆的质量kg，通常生产上控制浆粥浓度，通常生产上控制浆粥浓度4%6%浆粥浓度小，浸渍均匀性好，利于半纤维素溶出，浆粥浓度小，浸渍均匀

54、性好，利于半纤维素溶出，但设备能力低和碱液回收量增加但设备能力低和碱液回收量增加提高浆粥浓度，那么浆粥黏稠度大，影响半纤维素提高浆粥浓度，那么浆粥黏稠度大，影响半纤维素溶出，使浸渍不充分和不均匀溶出，使浸渍不充分和不均匀75压榨压榨v压榨压榨：将浸渍浆粕多余碱液和半纤维素压除的工艺过程v压榨程度可用压榨倍数和碱纤维素中-纤维素含量表示，通常控制碱纤维素压榨倍数2.83.3或-纤维素含量29%32%3碱纤维素的压榨和粉碎碱纤维素的压榨和粉碎76粉碎粉碎通常把碱纤维素粉碎成通常把碱纤维素粉碎成0.15.0mm的细小微粒，以的细小微粒，以增大反响外表积利于提高黄化反响速度和均匀性增大反响外表积利于提

55、高黄化反响速度和均匀性粉碎后的碱纤维素较疏松，因此碱纤维素粉碎后将粉碎后的碱纤维素较疏松，因此碱纤维素粉碎后将其适当压实，控制表观密度其适当压实，控制表观密度120150kg/m3772碱纤维素的老成碱纤维素的老成v碱纤维素的老成或老化碱纤维素的老成或老化：将粉碎后的碱纤维素在恒定温度下保持一定时间，使其在空气中氧化降解，聚合度下降至工艺要求的过程老成目的老成目的：调节制成粘胶的黏度和最终成品纤维的聚合度实例实例：原始浆粕中纤维素聚合度7001000，制备普通粘胶纤维和强力粘胶纤维的聚合度分别300350和400550781碱纤维素的降解机理碱纤维素的降解机理 v纤维素分子中的苷键容易被酸水解

56、，但对碱的稳定性较高，因此碱纤维素的降解主要不是碱降解，而主要是氧化降解，大分子上的羟基氧化成羰基及过氧化物，使连接各葡萄糖基环的苷键氧桥变弱而断裂v氧化反响机理目前有游离基型连锁反响和离子型聚合反响等不同见解，按照游离基型连锁机理，氧化降解过程可分为链引发、自动催化作用和链终止三阶段792碱纤维素的老成工艺碱纤维素的老成工艺v老成设备：高温老成鼓、回转圆筒式老成鼓和多老成设备：高温老成鼓、回转圆筒式老成鼓和多层输送带式连续老成设备等层输送带式连续老成设备等v老成因素：老成温度及时间、碱纤维素压榨及粉老成因素：老成温度及时间、碱纤维素压榨及粉碎度、碱纤维素中的半纤维素含量和反响助剂等碎度、碱纤

57、维素中的半纤维素含量和反响助剂等v老成温度及时间老成温度及时间v温度提高，老成时间可缩短；老成方式有常温老温度提高，老成时间可缩短；老成方式有常温老成成1825、中温老成、中温老成3034和高温老和高温老成成5060三种三种80碱纤维素的压榨及粉碎度碱纤维素的压榨及粉碎度v压榨倍数越低，粉碎度越高，碱纤维素降解速度越快碱纤维素中的半纤维素含量碱纤维素中的半纤维素含量v半纤维素是氧的接受体，消耗空气中的氧，因而使碱纤维素的老成延缓81反响助剂反响助剂生产上常采用催化剂和氧化剂提高老成速度生产上常采用催化剂和氧化剂提高老成速度常用催化剂有高锰酸钾等含锰化合物和氯化钴等含常用催化剂有高锰酸钾等含锰化

58、合物和氯化钴等含钴化合物钴化合物常用氧化剂有过氧化氢和次氯酸钠等，金、银等复常用氧化剂有过氧化氢和次氯酸钠等，金、银等复原剂使老成速度延缓原剂使老成速度延缓82三、纤维素黄酸酯的制备及溶解三、纤维素黄酸酯的制备及溶解1纤维素黄酸酯的制备纤维素黄酸酯的制备黄化：碱纤维素在控制条件下与二硫化碳反响生成黄化：碱纤维素在控制条件下与二硫化碳反响生成纤维素黄酸酯的反响过程纤维素黄酸酯的反响过程黄化目的：引入黄酸基团可增大纤维素大分子间距黄化目的：引入黄酸基团可增大纤维素大分子间距离削弱大分子间的作用力氢键，使碱纤维素离削弱大分子间的作用力氢键，使碱纤维素成为可溶于水或稀碱中的纤维素黄酸酯成为可溶于水或稀

59、碱中的纤维素黄酸酯831黄化过程的化学反响黄化过程的化学反响v黄化主反响v黄化反响程度：取代度X值或者酯化度r值表示r值是指平均每100个葡萄糖基环结合CS2的摩尔数84v黄化反响特点：黄化反响特点：v可逆平衡反响：黄化温度提高，主逆反响速度均增可逆平衡反响：黄化温度提高，主逆反响速度均增加，但是平衡向降低酯化度方向移动加，但是平衡向降低酯化度方向移动v黄化反响不均匀性：黄化反响是非均相态反响，反黄化反响不均匀性：黄化反响是非均相态反响，反响产物具有明显非均一性响产物具有明显非均一性v黄化反响是固相、液相黄化反响是固相、液相CS2、水和气相、水和气相CS2气、气、水蒸气多相反响水蒸气多相反响v

60、碱纤维素宏观形态粒度和大分子聚集态晶态与碱纤维素宏观形态粒度和大分子聚集态晶态与非晶态分布不均匀非晶态分布不均匀v纤维素葡萄糖基环上的三个羟基反响能力有差异，黄纤维素葡萄糖基环上的三个羟基反响能力有差异，黄化反响化反响70%80%都发生在都发生在2位和位和3位仲羟基，位仲羟基， CS2过过量时量时6位伯羟基才参与反响位伯羟基才参与反响v黄化反响到达一定程度黄化反响到达一定程度r值大于值大于50且黄酸基团分且黄酸基团分布较均匀才能良好溶解于稀碱水溶液布较均匀才能良好溶解于稀碱水溶液85黄化时的副反响黄化时的副反响黄化体系十分复杂，因此发生复杂的副反响主要黄化体系十分复杂，因此发生复杂的副反响主要