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粘膠短纖維的生産工藝

1、粘膠纖維生産的基本過程

粘膠纖維的原料和成品

其化學組成都是纖維素纖維不僅是形态、結構以及物理機械性質發生了變化。粘膠纖維生産的任務就是通過化學和機械的方法将漿粕中很短的纖維制成各種形态并具有所要求的品質,适合各種用途的纖維成品。各種粘膠纖維不論采用何種漿粕原料和生産設備,其生産的基本過程都是相同的都必須經過下列四個過程:

⑴  粘膠的制備  

⑵  粘膠在紡絲前的準備

⑶  纖維的成形

⑷  纖維的後處理

生産粘膠短纖維的主要過程也和這個相同。其中前兩個工序在本廠叫制膠工序,後兩個叫紡絲工序。

2、制膠工序

2.1粘膠的制備的工藝流程

把漿粕制成粘膠要經過兩個化學過程。首先将漿粕與堿液作用,生成堿纖維素然後再使堿纖維素與二硫化碳作用,生成纖維内酸酯。通過這兩個反應在不能直接溶于稀堿液中的纖維素分子上引入極性很強的磺酸基團從而使它溶解而制得粘膠。這時粘膠為粗制粘膠還要經過精制過程才能進行紡絲。

其工藝流程圖如下:

2.2粘膠的制備過程

⑴漿粕的準備

粘膠纖維廠必須貯存一定數量的漿粕。各批漿粕在使用前還需要進行混合,以使各批粘膠的原料性能基本上一緻。

⑵堿纖維素的制備

漿粕浸漬于一定濃度的堿中生成堿纖維素。反應方程式如下

C6H9O4-OH+NaOH→C6H9O4-Na+H2O

堿纖維素經過壓榨,除去多餘的堿液。然後進行粉碎。粉碎後的堿纖維素成為松散的絮狀。

⑶纖維素的老成

把粉碎後的堿纖維素在空氣中暴露适當的時間,由于空氣中氧的作用,纖維素分子鍊發生斷裂平均聚合度下降使制成的粘膠的粘度得到适當調整,避免因粘膠粘度過高而使工藝過程發生困難。堿纖維素的老成程度根據纖維品種的特性而不同

有些品種沒有專門的老城過程。

⑷纖維素磺酸酯的制備

堿纖維與二硫化碳作用生成纖維素磺酸酯。其反應如下

                          S

                        //  

C6H9O4-Na+CS2→C6H9O4-O-C-SNa

各種粘膠纖維對纖維素磺酸酯的品質要求是不同的。

⑸纖維素磺酸酯的溶解

将纖維素磺酸酯均勻地溶于稀堿液中制成粘膠。這是一種桔黃色的粘性溶液。

2.3粘膠在紡絲前的準備

粘膠制成以後,要經過精緻過程才能進行紡絲。這一過程對于粘膠的紡絲性能和提高纖維成品的質量具有很重要的意義。

⑴粘膠的混合

将幾批粘膠充分混合,以消除各批粘膠品質上的差異從而提高現為産品質量上的均一性。

⑵粘膠的過濾

通過過濾工序,除去粘膠中的各種固态或半溶狀态的粒子,避免因這些粒子堵塞噴絲孔而造成紡絲困難或造成纖維産品質量下降。生産上的紡絲粘膠要經過3-4次過濾。

⑶脫泡

排除粘膠中的氣泡,防止由此使紡絲斷頭和使成品質量下降。

⑷粘膠的熟成

在控制的溫度下,粘膠在靜止或流動的狀态下貯存一定時間,以獲得良好的紡絲性能。粘膠的熟成程度根據各種纖維的特點而由不同的要求。

通過以上各道工序,使粗制粘膠精緻,為粘膠紡絲制造合格的粘膠,從而達到紡絲的要求。以上包括粘膠的制備在本廠統稱為制膠。

3紡絲工序

從粘膠變成具有一定品質的再生纖維素絲條的過程是在紡絲機上通過酸性的凝固浴酸浴完成的形成的纖維素絲條經過牽伸、切斷、精煉等工序得到品質符合

要求的絲束然後經過烘幹工序賦予其一定的回潮率使之手感穿着更舒适再經過打包工序包裝成具有一定質量的纖維包等待出廠。

其反應流程圖如下:

3.1粘膠纖維的成形紡絲及其影響因素

從粘膠變成具有一定品質的再生纖維素絲條的過程,是在紡絲機上通過酸性的凝固浴酸浴完成的。纖維成型過程發生了複雜的化學和物理化學變化。粘膠的紡絲是指經計量泵計量的粘膠通過噴絲頭擠出形成的細流進入酸浴後被中和凝固成為絲條,纖維素磺酸酯被分解而在生成水和絲條的過程。根據凝固和分解再生發生的先後可将紡絲分為單浴紡絲、二浴紡絲、及多浴紡絲。唐山三友采用的的二浴紡絲法,即粘膠細流在一浴中,酸浴中,凝固完成大部分再生。在二浴内塑化拉伸的同時進行剩餘再生。通常将第一浴稱為紡絲浴第二浴稱為塑化浴。

⑴成型過程中的化學變化    

粘膠主要成分是纖維素磺酸酯、NaOH和水,以及少量的CS2及Na2CS3和多硫化物等副産物。粘膠成形過程中主要反應是磺酸酯的分解和酸堿中和。

/O(C6H9O4)n(OH)n-1

C=S        +H2SO4→NaHSO4+CS2↑+(C6H10O5)n

\SNa

NaHSO4+NaOH → Na2SO4 +H2O          NaOH  + H2SO4 →NaSO3+2H2O

除以上主反應外形成過程還存在下列副反應。

Na2CS3+ H2SO4 → Na2SO4+CS2↑+H2S↑

Na2SX+H2SO4 →  Na2SO4+H2S↑+X-1S↓

纖維素磺酸酯的分解過程是纖維素的再生過程,纖維素磺酸酯的分解速度與酸浴中氫離子濃度有關,氫離子濃度高,分解速度快,酸浴中硫酸鹽的存在降低了硫酸的解離度,使纖維素再生速度下降,主副反應都要消耗大量的硫酸生成芒硝和水且副反應還有硫磺等雜質生成,因而酸站需給酸浴補加硫酸,酸浴需經過濾,蒸發和結晶。以保持凝固浴的組成穩定。

⑵成型過程中的物理化學變化


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