再生纖維素纖維制造及改性

1、再生纖維素纖維制造及改性再生纖維素纖維制造及改性 概述概述 植物植物 目前全球天然纖維素產(chǎn)量達到1000億噸年， 而世界紡織業(yè)的纖維素用量不到2200萬噸年。 藻類藻類 微生物微生物 1838年年，法國科學家安斯姆佩恩，法國科學家安斯姆佩恩 （Anselme Payen）發(fā)現(xiàn)大量植物細胞都）發(fā)現(xiàn)大量植物細胞都 具有相同的一種物質，并將其命名為纖維具有相同的一種物質，并將其命名為纖維 素（素（Cellulose）。）。 1891年年，克羅斯（，克羅斯（Cross）、貝文）、貝文 （Bevan）和比德爾（）和比德爾（Beadle）等首先制）等首先制 成了纖維素黃酸鈉溶液，因其粘度很大，成了纖維素黃

2、酸鈉溶液，因其粘度很大， 命名為命名為“粘膠粘膠”。 1893年年，出現(xiàn)最早制備化學纖維的方法，出現(xiàn)最早制備化學纖維的方法 （粘膠遇酸后，纖維素又重新析出）。（粘膠遇酸后，纖維素又重新析出）。 1905年年，穆勒（，穆勒（Mueller）等發(fā)明了稀硫酸）等發(fā)明了稀硫酸 和硫酸鹽組成的凝固浴，使粘膠纖維的性和硫酸鹽組成的凝固浴，使粘膠纖維的性 能得到了較大改善，從而實現(xiàn)了粘膠纖維能得到了較大改善，從而實現(xiàn)了粘膠纖維 的工業(yè)化生產(chǎn)。的工業(yè)化生產(chǎn)。 再生纖維素纖維的生產(chǎn)方法有以下幾種：再生纖維素纖維的生產(chǎn)方法有以下幾種： 粘膠法粘膠法：粘膠纖維。：粘膠纖維。 溶劑法溶劑法：銅氨纖維；萊賽爾（：銅氨纖

3、維；萊賽爾（Lyocell） 纖維等。纖維等。 纖維素氨基甲酸酯法纖維素氨基甲酸酯法（CC法）：纖維法）：纖維 素氨基甲酸酯纖維。素氨基甲酸酯纖維。 閃爆法閃爆法：新纖維素纖維。：新纖維素纖維。 熔融增塑紡絲法熔融增塑紡絲法：新纖維素纖維。：新纖維素纖維。 目前，纖維素纖維的主要生產(chǎn)方法以粘膠目前，纖維素纖維的主要生產(chǎn)方法以粘膠 纖維為主，產(chǎn)量占纖維為主，產(chǎn)量占90%以上。所以，主要以上。所以，主要 介紹粘膠纖維。介紹粘膠纖維。 20世紀世紀30年代末期，出現(xiàn)了強力粘膠纖維；年代末期，出現(xiàn)了強力粘膠纖維； 50年代初期，高濕模量粘膠纖維實現(xiàn)了工業(yè)化；年代初期，高濕模量粘膠纖維實現(xiàn)了工業(yè)化； 6

4、0年代初期，粘膠纖維的發(fā)展達到高峰，產(chǎn)量年代初期，粘膠纖維的發(fā)展達到高峰，產(chǎn)量 占化學纖維總產(chǎn)量的占化學纖維總產(chǎn)量的80%以上；以上； 60年代中期以后，發(fā)展趨于平緩；年代中期以后，發(fā)展趨于平緩； 70年代，發(fā)展處于停滯狀態(tài)（年代，發(fā)展處于停滯狀態(tài)（“三廢三廢”問題）；問題）； 但仍具有不可忽視的地位但仍具有不可忽視的地位吸濕性好、透氣性吸濕性好、透氣性 強、染色性好、穿著舒適、易于紡織加工、可強、染色性好、穿著舒適、易于紡織加工、可 生物降解。生物降解。 莫代爾 2009年，世界粘膠纖維的產(chǎn)量約年，世界粘膠纖維的產(chǎn)量約450萬噸，約占萬噸，約占 化學纖維總產(chǎn)量（約化學纖維總產(chǎn)量（約7000萬

5、噸）的萬噸）的6%。2009年，年， 我國粘膠纖維總產(chǎn)量達我國粘膠纖維總產(chǎn)量達140多萬噸，居世界第一。多萬噸，居世界第一。 改性改性兼具粘膠纖維與合成纖維優(yōu)良性能和特兼具粘膠纖維與合成纖維優(yōu)良性能和特 殊功能的纖維素纖維；殊功能的纖維素纖維； 開發(fā)環(huán)境友好型非粘膠法纖維素纖維開發(fā)環(huán)境友好型非粘膠法纖維素纖維綠色生產(chǎn)綠色生產(chǎn) 工藝工藝。 生產(chǎn)纖維素纖維的基本原料生產(chǎn)纖維素纖維的基本原料 一、植物纖維的原料來源及其化學成分一、植物纖維的原料來源及其化學成分 植物纖維（植物的一種細胞）是制造植物纖維（植物的一種細胞）是制造 纖維素漿粕的原料，纖維素漿粕是生產(chǎn)再纖維素漿粕的原料，纖維素漿粕是生產(chǎn)再

6、生纖維素纖維的原料。生纖維素纖維的原料。 木材纖維木材纖維 針葉木是制造纖維素纖維的優(yōu)質原料針葉木是制造纖維素纖維的優(yōu)質原料 闊葉木也可以闊葉木也可以 棉纖維棉纖維 棉短絨（附著在棉籽殼上的短纖維）是棉短絨（附著在棉籽殼上的短纖維）是 制造纖維素纖維的優(yōu)質原料。制造纖維素纖維的優(yōu)質原料。 禾本科植物纖維禾本科植物纖維 包括竹、蘆葦、麥稈、甘蔗渣、高粱桿、包括竹、蘆葦、麥稈、甘蔗渣、高粱桿、 玉米桿和棉桿等。目前，我國已將甘蔗渣、玉米桿和棉桿等。目前，我國已將甘蔗渣、 竹子漿粕用作粘膠纖維的原料。竹子漿粕用作粘膠纖維的原料。 二、纖維素的結構與性能二、纖維素的結構與性能 纖維素的結構纖維素的結構

7、 纖維素是一種由大量纖維素是一種由大量葡萄糖殘基葡萄糖殘基彼此按照一彼此按照一 定的聯(lián)接原則，即通過第一個、第四個碳原子用定的聯(lián)接原則，即通過第一個、第四個碳原子用 鍵連接起來的不溶于水的直鏈狀大分子化合物。鍵連接起來的不溶于水的直鏈狀大分子化合物。 分子通式為（分子通式為（C6H10O5）n，n為聚合度。為聚合度。 纖維素的聚集態(tài)結構和其它固體高聚物一樣，是纖維素的聚集態(tài)結構和其它固體高聚物一樣，是 十分復雜的。十分復雜的。 早期的微胞結構理論早期的微胞結構理論 纖維素分子聚集成微胞，每個微胞都有嚴格纖維素分子聚集成微胞，每個微胞都有嚴格 整齊的界面，象磚塊堆砌起來一樣。整齊的界面，象磚塊堆

8、砌起來一樣?，F(xiàn)代觀點現(xiàn)代觀點 則認為這是不確切的。則認為這是不確切的。 纓狀微胞結構理論纓狀微胞結構理論 纖維素結構存在兩個相態(tài)：纖維素結構存在兩個相態(tài)：結晶區(qū)和無定形結晶區(qū)和無定形 區(qū)區(qū)。 高序部分高序部分大分子致密、平行排列、定向良大分子致密、平行排列、定向良 好。好。 無定形部分無定形部分致密度較小、大分子結合程度致密度較小、大分子結合程度 較弱、有較大的空隙、分子鏈分布不完全平行。較弱、有較大的空隙、分子鏈分布不完全平行。 爭論：爭論： 無定形部分是由結晶部分伸出來的分無定形部分是由結晶部分伸出來的分 子鏈所組成，結晶部分和無定形部分之間子鏈所組成，結晶部分和無定形部分之間 由分子鏈貫

9、穿，而二者之間沒有嚴格的界由分子鏈貫穿，而二者之間沒有嚴格的界 面。面。 纖維素的纓狀微胞結構模型 有人則認為有人則認為結晶部分是由折疊鏈構成結晶部分是由折疊鏈構成。纓狀。纓狀 微胞結構是普通粘膠纖維的結構形式。微胞結構是普通粘膠纖維的結構形式。 修正的纓狀微胞結構模型 纓狀原纖結構理論纓狀原纖結構理論 纓狀微胞結構理論認為纓狀微胞結構理論認為結晶區(qū)較短，而結晶區(qū)較短，而 纓狀原纖結構理論認為結晶區(qū)較長纓狀原纖結構理論認為結晶區(qū)較長，晶區(qū)是，晶區(qū)是 長鏈分子的小片斷構成的，長鏈分布依次地長鏈分子的小片斷構成的，長鏈分布依次地 通過結晶的原纖和它們中間的非晶區(qū)。天然通過結晶的原纖和它們中間的非晶

10、區(qū)。天然 纖維素纖維、波里諾西克纖維和高濕模量纖纖維素纖維、波里諾西克纖維和高濕模量纖 維都具有纓狀原纖結構。維都具有纓狀原纖結構。 纖維素的纓狀原纖結構模型纖維素的纓狀微胞結構模型 纖維素的分類纖維素的分類 纖維素不是一種均一的物質，而是一種纖維素不是一種均一的物質，而是一種 不同相對分子質量的不同相對分子質量的混合物混合物。在工業(yè)上分。在工業(yè)上分 為：為： -纖維素纖維素 -纖維素纖維素 -纖維素纖維素 半纖維素半纖維素 -纖維素（聚合度纖維素（聚合度200以上）：植物纖維素在特定條件下以上）：植物纖維素在特定條件下 不溶于不溶于20的的17.5%NaOH溶液的部分，溶解的部分稱為半溶液的

11、部分，溶解的部分稱為半 纖維素。纖維素。 -纖維素（聚合度纖維素（聚合度140-200）：以上溶解部分用醋酸中和）：以上溶解部分用醋酸中和 又重新沉淀分離出來的那一部分纖維素。又重新沉淀分離出來的那一部分纖維素。 -纖維素（聚合度纖維素（聚合度10-140 ）：不能沉淀的部分。）：不能沉淀的部分。 纖維素的物理性質纖維素的物理性質 纖維素是纖維素是白色、無臭、無味白色、無臭、無味的物質的物質 不溶于水、稀酸、稀堿和一般的有機溶劑不溶于水、稀酸、稀堿和一般的有機溶劑 能溶解在能溶解在濃硫酸和濃氯化鋅濃硫酸和濃氯化鋅溶液中，同時發(fā)溶液中，同時發(fā) 生一定程度的分子鏈斷裂，使聚合度降低生一定程度的分子

12、鏈斷裂，使聚合度降低 能很好地溶解在能很好地溶解在銅氨溶液銅氨溶液和和復合有機溶液體復合有機溶液體 系系中中 對金屬離子具有對金屬離子具有交換吸附交換吸附能力（木質素和半能力（木質素和半 纖維素的作用）纖維素的作用） 具有良好的具有良好的對水和其他溶液的吸附性對水和其他溶液的吸附性，吸附，吸附 性的強弱與纖維素結構及毛細管作用有關性的強弱與纖維素結構及毛細管作用有關 200 以下熱穩(wěn)定性尚好，以下熱穩(wěn)定性尚好， 200 以上聚合以上聚合 度下降度下降 纖維素的化學性質纖維素的化學性質 氧化反應氧化反應 分子中的分子中的部分羥基部分羥基被氧化成羧基或醛基，被氧化成羧基或醛基， 同時分子鏈發(fā)生斷裂

13、。同時分子鏈發(fā)生斷裂。 與酸反應與酸反應 適當條件下發(fā)生適當條件下發(fā)生酸性水解酸性水解（纖維素大分（纖維素大分 子的配糖連接對酸不穩(wěn)定），如條件劇烈，子的配糖連接對酸不穩(wěn)定），如條件劇烈， 則水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖。則水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖。 與堿反應與堿反應 在適當條件下發(fā)生在適當條件下發(fā)生配糖連接配糖連接堿性降解及堿性降解及 端基的端基的“剝皮剝皮”反應，導致纖維素的聚合反應，導致纖維素的聚合 度降低。與濃度降低。與濃NaOH溶液作用，生成堿纖維溶液作用，生成堿纖維 素。素。 酯化反應酯化反應 與各種無機酸和有機酸反應，生成各種酯化與各種無機酸和有機酸反應，生成各種酯化 物，如硝化纖維素、

14、醋酸纖維素、纖維素黃酸酯物，如硝化纖維素、醋酸纖維素、纖維素黃酸酯 等。等。 醚化反應醚化反應 與鹵代烷、鹵代酸或硫酸酯作用生成纖維素與鹵代烷、鹵代酸或硫酸酯作用生成纖維素 醚。醚。 三、纖維素漿粕的制造及質量要求三、纖維素漿粕的制造及質量要求 纖維素漿粕的制造纖維素漿粕的制造 與造紙工業(yè)的制漿過程區(qū)別不大。與造紙工業(yè)的制漿過程區(qū)別不大。 備料備料 對制漿原料進行對制漿原料進行預處理預處理。甘蔗渣要經(jīng)過開松。甘蔗渣要經(jīng)過開松 和除髓，棉短絨要進行開松、除塵，木材要經(jīng)過和除髓，棉短絨要進行開松、除塵，木材要經(jīng)過 剝皮、除節(jié)、切片等處理。剝皮、除節(jié)、切片等處理。 蒸煮蒸煮 植物原料經(jīng)過以上預處理后

15、與植物原料經(jīng)過以上預處理后與蒸煮藥劑蒸煮藥劑混合，混合， 在規(guī)定的溫度和壓力下進行蒸煮成為漿料。在規(guī)定的溫度和壓力下進行蒸煮成為漿料。 粘膠纖維漿粕生產(chǎn)的方法一般可分為三種粘膠纖維漿粕生產(chǎn)的方法一般可分為三種 ： 亞硫酸鹽法亞硫酸鹽法適用于結構緊密原料，如針葉適用于結構緊密原料，如針葉 木；木； 預水解亞硫酸鹽法預水解亞硫酸鹽法適用于樹脂和多縮戊糖適用于樹脂和多縮戊糖 含量高的原料，如闊葉樹、甘蔗渣等；含量高的原料，如闊葉樹、甘蔗渣等； 苛性鈉法苛性鈉法適用于棉短絨。適用于棉短絨。 在蒸煮過程中，纖維細胞發(fā)生在蒸煮過程中，纖維細胞發(fā)生膨潤膨潤，初，初 生壁被破壞，漿粕反應性能提高，大部分生壁被

16、破壞，漿粕反應性能提高，大部分 半纖維素及其他非纖維素混合物得以除去，半纖維素及其他非纖維素混合物得以除去， 漿粕的聚合度降低。漿粕的聚合度降低。 精選精選 經(jīng)過洗滌、打漿、篩選、除沙和濃縮等經(jīng)過洗滌、打漿、篩選、除沙和濃縮等 過程，以過程，以提高其純度和反應性能。提高其純度和反應性能。 漂白漂白 除去漿料中的有色雜質和殘存的木質除去漿料中的有色雜質和殘存的木質 素、灰分、鐵質，進一步提高纖維素的素、灰分、鐵質，進一步提高纖維素的反反 應性能應性能，并，并最終調節(jié)纖維素的聚合度最終調節(jié)纖維素的聚合度。 粘膠纖維漿粕的質量要求粘膠纖維漿粕的質量要求 應具有純度高、堿化及黃化時能與化應具有純度高、

17、堿化及黃化時能與化 學試劑學試劑迅速而均勻地反應迅速而均勻地反應、纖維素酯在堿、纖維素酯在堿 溶液中擴散及溶解性能良好等特點，并具溶液中擴散及溶解性能良好等特點，并具 有良好的過濾性能，以保證紡絲順利進行。有良好的過濾性能，以保證紡絲順利進行。 -纖維素含量高、半纖維素含量低，標志著纖維素含量高、半纖維素含量低，標志著 漿粕純度高。漿粕純度高。 漿粕中的雜質包括漿粕中的雜質包括SiO2、鐵、鎂等，它們使、鐵、鎂等，它們使 粘膠的粘度升高，并能與酸生成不溶性鹽，粘膠的粘度升高，并能與酸生成不溶性鹽， 從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭。雜質從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭。雜質 中的鐵、銅、錳等能

18、加速堿纖維素的老成降中的鐵、銅、錳等能加速堿纖維素的老成降 解。木質素可降低漿粕的潤濕能力，延緩老解。木質素可降低漿粕的潤濕能力，延緩老 成速度，在漂白時生成有色物質，使纖維產(chǎn)成速度，在漂白時生成有色物質，使纖維產(chǎn) 生色斑。生色斑。 聚合度要求：分布均勻，聚合度高于聚合度要求：分布均勻，聚合度高于1200 及低于及低于200的部分越少越好。的部分越少越好。 總之，要求漿粕的總之，要求漿粕的反應性能好反應性能好（綜合指標）。（綜合指標）。 粘膠原液的制備粘膠原液的制備 各種粘膠纖維的生產(chǎn)都必須經(jīng)過下列四各種粘膠纖維的生產(chǎn)都必須經(jīng)過下列四 個過程：個過程： 粘膠的制備粘膠的制備 紡前準備紡前準備

19、纖維成型纖維成型 纖維的后處理纖維的后處理 一、堿纖維素的制備一、堿纖維素的制備 漿粕的準備漿粕的準備 通常采用多批混合的方法。各批漿粕通常采用多批混合的方法。各批漿粕 的品質差異應有一定的允許范圍。的品質差異應有一定的允許范圍。 漿粕的含水率漿粕的含水率直接影響粘膠生產(chǎn)工藝。直接影響粘膠生產(chǎn)工藝。 但含水率的高低并不是重要因素，重要的但含水率的高低并不是重要因素，重要的 是是漿粕含水率的均勻性漿粕含水率的均勻性。含水率波動，則。含水率波動，則 浸漬時滲透到漿粕內的堿液被稀釋的濃度浸漬時滲透到漿粕內的堿液被稀釋的濃度 不同，漿粕的膨潤不均勻，堿纖維素的生不同，漿粕的膨潤不均勻，堿纖維素的生 成

20、也不均勻，從而使以后的老成和黃化反成也不均勻，從而使以后的老成和黃化反 應不均勻，制得的粘膠過濾性能變差，成應不均勻，制得的粘膠過濾性能變差，成 品纖維的品質下降。品纖維的品質下降。 含水率的波動應控制在含水率的波動應控制在2%范圍內。范圍內。 纖維素浸漬纖維素浸漬 浸漬過程中化學及物理變化浸漬過程中化學及物理變化 堿與纖維素的相互作用可分為兩個階段堿與纖維素的相互作用可分為兩個階段 （化學變化），首先生成加成化合物（化學變化），首先生成加成化合物 加成化合物還可進一步形成醇化物加成化合物還可進一步形成醇化物 纖維素大分子上酸 性較強的仲羥基生成 酸性較弱的伯羥基則生成 物理變化：溶脹和部分低

21、分子溶出，物理變化：溶脹和部分低分子溶出， 纖維素的聚合度有所降低。纖維素的聚合度有所降低。 影響纖維素溶脹作用的因素影響纖維素溶脹作用的因素 漿粕的膨潤作用漿粕的膨潤作用，包含了纖維間毛細，包含了纖維間毛細 管水的凝聚作用和纖維素分子上羥基的溶管水的凝聚作用和纖維素分子上羥基的溶 劑化作用。主要受溫度和堿液濃度影響。劑化作用。主要受溫度和堿液濃度影響。 浸漬過程的工藝參數(shù)浸漬過程的工藝參數(shù) 堿液濃度堿液濃度 通常浸漬堿的質量分數(shù)控制在通常浸漬堿的質量分數(shù)控制在18% 20%（最終會被稀釋到（最終會被稀釋到10%12% ，該濃，該濃 度下溶脹最劇烈）。度下溶脹最劇烈）。 浸漬時間浸漬時間 漿粕

22、從漿粕從潤濕到堿液逐步向纖維素內部潤濕到堿液逐步向纖維素內部 滲透滲透達到均勻的程度，需要一定的時間，達到均勻的程度，需要一定的時間， 半纖維素的溶出半纖維素的溶出則需要更長的時間，而生則需要更長的時間，而生 成堿纖維素的反應時間很短。浸漬時間的成堿纖維素的反應時間很短。浸漬時間的 長短主要取決于漿粕的結構形式、浸漬方長短主要取決于漿粕的結構形式、浸漬方 式及浸漬工藝。一般在式及浸漬工藝。一般在1560min。 浸漬溫度浸漬溫度 堿化反應是堿化反應是放熱反應放熱反應，低溫有利于溶，低溫有利于溶 脹和使半纖維素充分溶出。升高溫度會使脹和使半纖維素充分溶出。升高溫度會使 堿纖維素發(fā)生水解反應。對不

23、同的漿粕原堿纖維素發(fā)生水解反應。對不同的漿粕原 料和設備，浸漬溫度有較大的差異。料和設備，浸漬溫度有較大的差異。 浸漬浴比浸漬浴比 漿粕的絕對干燥重量和堿液體積之比，漿粕的絕對干燥重量和堿液體積之比， 稱為浴比。稱為浴比。 堿纖維素的壓榨與粉碎堿纖維素的壓榨與粉碎 漿粕經(jīng)過浸漬以后，必須與過剩的堿漿粕經(jīng)過浸漬以后，必須與過剩的堿 液分離，因為過量的水和堿會直接影響黃液分離，因為過量的水和堿會直接影響黃 化反應的正常進行，還會發(fā)生多種副反應，化反應的正常進行，還會發(fā)生多種副反應， 消耗大量的二硫化碳。所以，要進行壓榨，消耗大量的二硫化碳。所以，要進行壓榨， 使使-纖維素含量控制在纖維素含量控制在

24、28%30%，NaOH 含量控制在含量控制在16%17%。 粉碎粉碎成細小的松屑粒狀（增加反應成細小的松屑粒狀（增加反應 的表面積）。的表面積）。 堿纖維素的老成堿纖維素的老成 老成老成是借空氣中的氧化作用，使堿纖維是借空氣中的氧化作用，使堿纖維 素分子鏈斷裂，聚合度下降，以達到適當素分子鏈斷裂，聚合度下降，以達到適當 調整粘膠粘度的目的。（低溫長時間老成調整粘膠粘度的目的。（低溫長時間老成 效果較好）效果較好） 二、纖維素黃酸酯的制備二、纖維素黃酸酯的制備 堿纖維素的黃化反應堿纖維素的黃化反應 使難溶解的纖維素變成可溶性的纖維素使難溶解的纖維素變成可溶性的纖維素 黃酸酯。黃酸酯。 或或 黃化

25、反應首先發(fā)生在纖維素大分子的無定黃化反應首先發(fā)生在纖維素大分子的無定 形區(qū)及結晶區(qū)表面，并逐步向結晶區(qū)內部形區(qū)及結晶區(qū)表面，并逐步向結晶區(qū)內部 滲入。滲入。 與此同時，堿纖維素的超分子結構受與此同時，堿纖維素的超分子結構受 到破壞，從而提高其溶解性。到破壞，從而提高其溶解性。 黃化時的副反應黃化時的副反應 堿纖維素中存在的大量游離堿與二硫堿纖維素中存在的大量游離堿與二硫 化碳發(fā)生一系列的副反應：化碳發(fā)生一系列的副反應： 副反應產(chǎn)物三硫代碳酸鈉（副反應產(chǎn)物三硫代碳酸鈉（Na2CS3）是一種油狀橘紅色）是一種油狀橘紅色 物質，它使黃酸酯著色。黃化反應中主、副反應同時進行物質，它使黃酸酯著色。黃化反

26、應中主、副反應同時進行 ，可以根據(jù)體系色澤的變化來判斷黃化反應的終點。，可以根據(jù)體系色澤的變化來判斷黃化反應的終點。 黃化反應的機理黃化反應的機理 主要是主要是氣固相反應氣固相反應，包括二硫化碳蒸，包括二硫化碳蒸 汽按擴散機理從堿纖維素表面向內部滲透汽按擴散機理從堿纖維素表面向內部滲透 的過程以及二硫化碳在滲透部分與堿纖維的過程以及二硫化碳在滲透部分與堿纖維 素上的素上的羥基羥基進行反應的過程。進行反應的過程。 是是放熱反應放熱反應，低溫有利，高溫易生成，低溫有利，高溫易生成 更多的副產(chǎn)物。更多的副產(chǎn)物。 是是可逆反應可逆反應。二硫化碳對纖維素的滲。二硫化碳對纖維素的滲 透，在無定形區(qū)易于進行

27、，而結晶區(qū)的二透，在無定形區(qū)易于進行，而結晶區(qū)的二 硫化碳主要在微晶表面進行局部化學反應。硫化碳主要在微晶表面進行局部化學反應。 在溶解過程中，甚至在以后的粘膠溶液中，在溶解過程中，甚至在以后的粘膠溶液中， 二硫化碳繼續(xù)向微晶內部滲透，稱之為二硫化碳繼續(xù)向微晶內部滲透，稱之為 “后黃化后黃化”。因此，二硫化碳的。因此，二硫化碳的擴散和吸擴散和吸 附附對反應起著重要作用。對反應起著重要作用。 三、纖維素黃酸酯的溶解和混合三、纖維素黃酸酯的溶解和混合 纖維素黃酸酯的溶解纖維素黃酸酯的溶解 纖維素黃酸酯與纖維素黃酸酯與溶劑溶劑接觸，首先黃酸接觸，首先黃酸 基團會發(fā)生強烈的溶劑化重要，纖維素開基團會發(fā)

28、生強烈的溶劑化重要，纖維素開 始溶脹，大分子之間的距離增大，當有足始溶脹，大分子之間的距離增大，當有足 夠量的溶劑存在時，纖維素黃酸酯就大量夠量的溶劑存在時，纖維素黃酸酯就大量 吸收溶劑分子而無限溶脹，纖維素的晶格吸收溶劑分子而無限溶脹，纖維素的晶格 徹底破壞，大分子不斷分散，直至形成均徹底破壞，大分子不斷分散，直至形成均 相的粘膠溶液。相的粘膠溶液。 溶解過程中，甚至溶解結束后若干小溶解過程中，甚至溶解結束后若干小 時內，黃酸基團沿著纖維素大分子鏈繼續(xù)時內，黃酸基團沿著纖維素大分子鏈繼續(xù) 再分配，使黃化比較充分的黃酸基團部分再分配，使黃化比較充分的黃酸基團部分 結合在黃化不充分的部分上，這種

29、作用稱結合在黃化不充分的部分上，這種作用稱 之為之為脫黃化和再黃化脫黃化和再黃化。 堿纖維素黃酸酯的混合堿纖維素黃酸酯的混合 溶解結束后，為盡量減小各批粘膠間的溶解結束后，為盡量減小各批粘膠間的 質量差異，需將溶解終了的數(shù)批粘膠進行質量差異，需將溶解終了的數(shù)批粘膠進行 混合，使粘膠均勻，易于紡絲。混合，使粘膠均勻，易于紡絲。 四、粘膠的紡前準備四、粘膠的紡前準備 粘膠的熟成粘膠的熟成 纖維素黃酸酯在熱力學上是不穩(wěn)定的，纖維素黃酸酯在熱力學上是不穩(wěn)定的， 即使在常溫下放置也會逐步分解，酯化度即使在常溫下放置也會逐步分解，酯化度 下降。粘膠在放置過程中會發(fā)生一系列的下降。粘膠在放置過程中會發(fā)生一系

30、列的 化學和物理化學變化，稱之為化學和物理化學變化，稱之為粘膠的熟成粘膠的熟成。 粘膠在熟成過程中的化學變化粘膠在熟成過程中的化學變化 水解反應水解反應 皂化反應皂化反應 在熟成過程中，水解反應和皂化反應同時在熟成過程中，水解反應和皂化反應同時 存在，存在，主要發(fā)生水解反應主要發(fā)生水解反應。一些熱力學上潛能。一些熱力學上潛能 較高的副產(chǎn)物不斷向潛能較低的產(chǎn)物轉化。較高的副產(chǎn)物不斷向潛能較低的產(chǎn)物轉化。 熟成過程中粘膠粘度的變化熟成過程中粘膠粘度的變化 先急劇下降（粘膠中游離的二硫化碳進入纖維素的結晶部分，引起后黃化， 使部分結晶區(qū)繼續(xù)分散溶解于堿液中，分散粒子逐漸變?。?經(jīng)最低點后緩慢上升（隨

31、熟成繼續(xù)進行，酯化度下降，使脫溶劑化 和結構化程度增加） 急劇上升（隨著副產(chǎn)物的不斷 增加，酯化度進一步下降，纖 維素大分子因氫鍵作用而不斷 凝聚，直至形成凝膠） 熟成過程中黃酸基團的再分配及熟成度的熟成過程中黃酸基團的再分配及熟成度的 變化變化 由于仲羥基上黃酸基和伯羥基上黃酸由于仲羥基上黃酸基和伯羥基上黃酸 基的離解速度不同，隨著熟成的進行，總基的離解速度不同，隨著熟成的進行，總 的酯化度呈緩慢下降的趨勢，仲羥基位置的酯化度呈緩慢下降的趨勢，仲羥基位置 上的酯化度急劇下降，伯羥基位置上的酯上的酯化度急劇下降，伯羥基位置上的酯 化度稍有上升，結果使黃酸基團在纖維素化度稍有上升，結果使黃酸基團

32、在纖維素 分子鏈上分布均勻，從而使粘膠均勻穩(wěn)定。分子鏈上分布均勻，從而使粘膠均勻穩(wěn)定。 粘膠的熟成度粘膠的熟成度是指粘膠對凝固作用的是指粘膠對凝固作用的 穩(wěn)定程度，穩(wěn)定程度，是粘膠的重要指標之一是粘膠的重要指標之一，直接，直接 影響紡絲成型過程的快慢及成品纖維的性影響紡絲成型過程的快慢及成品纖維的性 能。能。 粘膠的過濾粘膠的過濾 需過濾物質：需過濾物質： 大量微粒大量微粒（未反應的纖維及其片斷、未溶（未反應的纖維及其片斷、未溶 解的纖維和溶解不完全的粘膠粒子以及半纖維素解的纖維和溶解不完全的粘膠粒子以及半纖維素 與與Fe、Ca、Cu的螯合體等）的螯合體等） 原料、設備和管道中帶入的原料、設備

33、和管道中帶入的各類雜質各類雜質。 通常，粘膠在紡絲前要經(jīng)過三道過濾。過濾通常，粘膠在紡絲前要經(jīng)過三道過濾。過濾 介質一般為絨布和細布。介質一般為絨布和細布。 粘膠的脫泡粘膠的脫泡 氣泡的存在將加速粘膠的氣泡的存在將加速粘膠的氧化過程氧化過程。成型時。成型時 氣泡會使纖維斷頭和產(chǎn)生疵點，微小的氣泡容易氣泡會使纖維斷頭和產(chǎn)生疵點，微小的氣泡容易 形成氣泡絲，降低纖維的強度。一般控制氣泡在形成氣泡絲，降低纖維的強度。一般控制氣泡在 粘膠中的體積分數(shù)在粘膠中的體積分數(shù)在0.001%以下以下。 五、粘膠的質量指標及分析方法五、粘膠的質量指標及分析方法 過濾性能過濾性能 漿粕制造、浸漬、壓榨、粉碎、黃化和

34、溶漿粕制造、浸漬、壓榨、粉碎、黃化和溶 解各工序中存在的質量問題，將集中體現(xiàn)在粘解各工序中存在的質量問題，將集中體現(xiàn)在粘 膠過濾性能的好壞上。因此，膠過濾性能的好壞上。因此，過濾性能是衡量過濾性能是衡量 漿粕質量和粘膠制造工藝的一個重要指標漿粕質量和粘膠制造工藝的一個重要指標，并，并 直接影響原材料的消耗和紡絲能否順利進行。直接影響原材料的消耗和紡絲能否順利進行。 在生產(chǎn)中，常采用阻塞值（在生產(chǎn)中，常采用阻塞值（Kw）表征粘）表征粘 膠的過濾性能。膠的過濾性能。 P1恒壓下恒壓下20min后通過規(guī)定過濾介質的粘膠量后通過規(guī)定過濾介質的粘膠量 P2同一實驗中繼續(xù)測定同一實驗中繼續(xù)測定40min后

35、通過規(guī)定過濾后通過規(guī)定過濾 介質的粘膠量介質的粘膠量 粘膠的組成粘膠的組成 粘膠中纖維素含量會影響成品纖維的粘膠中纖維素含量會影響成品纖維的 粗細粗細 游離堿的含量對粘膠的性能影響很大游離堿的含量對粘膠的性能影響很大 粘膠的化學組成分析比較復雜粘膠的化學組成分析比較復雜，實際，實際 生產(chǎn)中一般通過黃化及溶解工序中加入的生產(chǎn)中一般通過黃化及溶解工序中加入的 堿量、二硫化碳量和水量來控制。堿量、二硫化碳量和水量來控制。 粘膠的粘度粘膠的粘度 可間接表示纖維的聚合度，粘膠的粘度可間接表示纖維的聚合度，粘膠的粘度 直接影響纖維的強度。直接影響纖維的強度。 生產(chǎn)中采用生產(chǎn)中采用落球法落球法測定。（低于測

36、定。（低于20s或或 大于大于50s，可紡性較差），可紡性較差） 粘膠的熟成度粘膠的熟成度 熟成度越低，成型速度越慢，所形成的熟成度越低，成型速度越慢，所形成的 纖維結構緊密，染色越淺；熟成度越高，纖維結構緊密，染色越淺；熟成度越高， 成型速度越快，纖維結構不均勻，則染色成型速度越快，纖維結構不均勻，則染色 深且不均，纖維強伸度也明顯降低。深且不均，纖維強伸度也明顯降低。 普通粘膠短纖維普通粘膠短纖維 一、凝固浴的組成和作用一、凝固浴的組成和作用 凝固浴的組成凝固浴的組成 是由硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅按一定比例組成是由硫酸、硫酸鈉和硫酸鋅按一定比例組成 的溶液。單獨的硫酸也能用于粘膠纖維成型，但的

37、溶液。單獨的硫酸也能用于粘膠纖維成型，但 所得纖維的質量很差，主要是因為纖維素黃酸酯所得纖維的質量很差，主要是因為纖維素黃酸酯 的分解速度過快，大分子還來不及經(jīng)受足夠的拉的分解速度過快，大分子還來不及經(jīng)受足夠的拉 伸定向，纖維素已經(jīng)再生出來，使得纖維的結構伸定向，纖維素已經(jīng)再生出來，使得纖維的結構 疏松，內外層結構不勻，強度低，纖維無實用價疏松，內外層結構不勻，強度低，纖維無實用價 值。值。 凝固浴的作用凝固浴的作用 硫酸的作用硫酸的作用 一是使纖維素黃酸鈉分解，再生出纖維一是使纖維素黃酸鈉分解，再生出纖維 素和素和CS2；二是中和粘膠中的；二是中和粘膠中的NaOH，使粘，使粘 膠凝固；三是使

38、黃化時產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解。膠凝固；三是使黃化時產(chǎn)生的副產(chǎn)物分解。 硫酸鈉的作用硫酸鈉的作用 抑制硫酸的解離，從而延緩纖維素黃酸抑制硫酸的解離，從而延緩纖維素黃酸 鈉的再生速度。硫酸鈉是一種強電解質，鈉的再生速度。硫酸鈉是一種強電解質， 能促使粘膠脫水而凝固，這些作用能改善能促使粘膠脫水而凝固，這些作用能改善 纖維的物理機械性能。纖維的物理機械性能。 硫酸鋅的作用硫酸鋅的作用 改進纖維的成型效果，使纖維具有較改進纖維的成型效果，使纖維具有較 高的韌性和較優(yōu)良的耐疲勞性能。高的韌性和較優(yōu)良的耐疲勞性能。 兩個特殊作用：一是能與纖維素黃酸兩個特殊作用：一是能與纖維素黃酸 鈉作用生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物鈉作用

39、生成穩(wěn)定的中間產(chǎn)物纖維素黃酸纖維素黃酸 鋅鋅，其分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多，其分解速度比纖維素黃酸鈉慢得多， 有利于拉伸，從而提高纖維強度；二是纖有利于拉伸，從而提高纖維強度；二是纖 維素黃酸鋅具有維素黃酸鋅具有交聯(lián)結構，能形成結晶中交聯(lián)結構，能形成結晶中 心心，生成均勻而細小的結晶，避免大塊晶，生成均勻而細小的結晶，避免大塊晶 體的形成，從而使纖維結構均勻，強度、體的形成，從而使纖維結構均勻，強度、 延伸度和延伸度和鉤接強度鉤接強度都得到適當提高。都得到適當提高。 二、紡絲成型工藝二、紡絲成型工藝 粘膠短纖維的成型特點粘膠短纖維的成型特點 噴絲頭的選用噴絲頭的選用 采用直徑較大或組合式噴絲

40、頭，單頭孔數(shù)采用直徑較大或組合式噴絲頭，單頭孔數(shù)上上 千乃至數(shù)萬千乃至數(shù)萬、合并后的絲束總線密度在、合并后的絲束總線密度在百萬分特百萬分特 以上以上，紡絲機的單臺生產(chǎn)能力較大。，紡絲機的單臺生產(chǎn)能力較大。 成型條件成型條件 噴絲孔有合理的排列和分布，酸浴的分配和噴絲孔有合理的排列和分布，酸浴的分配和 流向均勻合理。比長絲成型條件緩和，凝固浴中流向均勻合理。比長絲成型條件緩和，凝固浴中 硫酸含量略低，而硫酸鈉含量稍高。因此在塑性硫酸含量略低，而硫酸鈉含量稍高。因此在塑性 條件下絲條能經(jīng)受較大的拉伸。條件下絲條能經(jīng)受較大的拉伸。 雙浴成型雙浴成型 經(jīng)凝固成型后，絲束還要在專門的塑化經(jīng)凝固成型后，絲

41、束還要在專門的塑化 槽中進行拉伸，纖維素在此完全再生，即槽中進行拉伸，纖維素在此完全再生，即 雙浴成型雙浴成型。從一浴中紡出的絲束，合并成。從一浴中紡出的絲束，合并成 絲束后，在絲束后，在95100的二浴中進行的二浴中進行60% 100%的拉伸，并充分分解成水化纖維素。的拉伸，并充分分解成水化纖維素。 成型過程中的化學及物理化學變化成型過程中的化學及物理化學變化 粘膠纖維紡絲是將粘膠溶液通過多孔噴粘膠纖維紡絲是將粘膠溶液通過多孔噴 絲頭擠出進入凝固浴中，使纖維素黃酸酯絲頭擠出進入凝固浴中，使纖維素黃酸酯 凝固成為絲條，然后再分解成水化纖維素。凝固成為絲條，然后再分解成水化纖維素。 凝固和分解兩

42、個過程往往同時發(fā)生，只是凝固和分解兩個過程往往同時發(fā)生，只是 前后程度有所不同。前后程度有所不同。 成型過程中的化學變化成型過程中的化學變化 纖維素黃酸酯遇酸的分解反應纖維素黃酸酯遇酸的分解反應 粘膠中堿與酸的中和反應粘膠中堿與酸的中和反應 纖維素黃酸鈉與硫酸鋅的過渡反應纖維素黃酸鈉與硫酸鋅的過渡反應 粘膠中雜質與酸的各種反應粘膠中雜質與酸的各種反應 成型過程中的物理化學變化成型過程中的物理化學變化 當粘膠經(jīng)過噴絲孔道時，在切向力作用當粘膠經(jīng)過噴絲孔道時，在切向力作用 下成為各向異性的粘膠細流。粘膠細流和下成為各向異性的粘膠細流。粘膠細流和 凝固浴各組分的凝固浴各組分的雙擴散雙擴散結果，使纖維

43、素黃結果，使纖維素黃 酸酯被分解而析出再生纖維素。細流被離酸酯被分解而析出再生纖維素。細流被離 析成雙相，及以析成雙相，及以 纖維素網(wǎng)絡結構為主的凝膠相和以低分子纖維素網(wǎng)絡結構為主的凝膠相和以低分子 物質為主的液相。物質為主的液相。 在初生的粘膠纖維中，原來在纖維中在初生的粘膠纖維中，原來在纖維中 形成的結晶粒子首先析出。結晶粒子進一形成的結晶粒子首先析出。結晶粒子進一 步結合其他大分子或締合體而不斷增大，步結合其他大分子或締合體而不斷增大， 并逐步形成較大的結晶區(qū)域。由于纖維素并逐步形成較大的結晶區(qū)域。由于纖維素 大分子活動性較小，故結晶過程比較緩慢。大分子活動性較小，故結晶過程比較緩慢。

44、另外，溶劑的擴散速度常低于反應速度，另外，溶劑的擴散速度常低于反應速度， 所以在纖維的表面首先形成皮膜，溶劑通所以在纖維的表面首先形成皮膜，溶劑通 過皮膜向內部滲透，形成截面結構不均勻過皮膜向內部滲透，形成截面結構不均勻 的皮芯層結構。的皮芯層結構。 拉伸在粘膠短纖維成型中的意義拉伸在粘膠短纖維成型中的意義 短纖維拉伸一般由噴絲頭拉伸、導盤短纖維拉伸一般由噴絲頭拉伸、導盤 拉伸和塑化拉伸三個階段組成。拉伸和塑化拉伸三個階段組成。 噴絲頭拉伸噴絲頭拉伸 粘膠從噴絲頭噴出時，粘膠細流尚處粘膠從噴絲頭噴出時，粘膠細流尚處 于粘膠態(tài)，不宜施加過大的噴絲頭拉伸，于粘膠態(tài)，不宜施加過大的噴絲頭拉伸， 否則

45、容易造成斷頭和毛絲。纖維品種不同，否則容易造成斷頭和毛絲。纖維品種不同， 酯化度不同，噴絲頭拉伸率有較大差異酯化度不同，噴絲頭拉伸率有較大差異 （正拉伸、負拉伸）。（正拉伸、負拉伸）。 導盤拉伸導盤拉伸 也稱空氣浴拉伸，在導盤與第一集束也稱空氣浴拉伸，在導盤與第一集束 輥之間進行。此時絲束上附著有一部分凝輥之間進行。此時絲束上附著有一部分凝 固浴液，纖維素黃酸酯繼續(xù)凝固并分解，固浴液，纖維素黃酸酯繼續(xù)凝固并分解， 大分子活動能力降低。經(jīng)拉伸的纖維素大大分子活動能力降低。經(jīng)拉伸的纖維素大 分子可以沿軸向達到一定程度的排列。但分子可以沿軸向達到一定程度的排列。但 這一階段的拉伸率較小。這一階段的拉

46、伸率較小。 塑化拉伸塑化拉伸 在第一集束輥與第二集束輥之間進行。在第一集束輥與第二集束輥之間進行。 纖維絲束在高溫酸性塑化浴中一方面得到纖維絲束在高溫酸性塑化浴中一方面得到 完全再生，另一方面使絲條處于可塑狀態(tài)，完全再生，另一方面使絲條處于可塑狀態(tài)， 大分子鏈有較大的活動余地，加以強烈的大分子鏈有較大的活動余地，加以強烈的 拉伸，就能使大分子和締合體沿拉伸方向拉伸，就能使大分子和締合體沿拉伸方向 取向。在拉伸的同時，纖維素基本全部再取向。在拉伸的同時，纖維素基本全部再 生，使拉伸效果得到鞏固。生，使拉伸效果得到鞏固。塑化拉伸是拉塑化拉伸是拉 伸中最有效的部分伸中最有效的部分。 三、粘膠短纖維的

47、后處理三、粘膠短纖維的后處理 后處理方式及工藝流程后處理方式及工藝流程 很多工廠采用切斷后再進行后處理的很多工廠采用切斷后再進行后處理的 方法，流程：水洗方法，流程：水洗脫硫脫硫水洗水洗漂白漂白 水洗水洗酸洗酸洗水洗水洗上油上油烘干烘干打包。打包。 后處理各工序的作用后處理各工序的作用 水洗水洗 洗去纖維上的硫酸、硫酸鹽及部分硫磺。洗去纖維上的硫酸、硫酸鹽及部分硫磺。 水溫要適當。要使用軟水，盡量回收利用。水溫要適當。要使用軟水，盡量回收利用。 脫硫脫硫 附著在纖維上的硫磺會使纖維帶有淡黃附著在纖維上的硫磺會使纖維帶有淡黃 色，并使纖維手感粗糙，在以后的紡織加色，并使纖維手感粗糙，在以后的紡織

48、加 工中產(chǎn)生灰塵，惡化車間環(huán)境。工中產(chǎn)生灰塵，惡化車間環(huán)境。 表面硫磺在熱水中容易被洗掉，而內部表面硫磺在熱水中容易被洗掉，而內部 的膠質硫磺難以洗去，需要用的膠質硫磺難以洗去，需要用脫硫劑脫硫劑。 漂白漂白 一般采用次氯酸鈉和過氧化氫作為漂白一般采用次氯酸鈉和過氧化氫作為漂白 劑，它們能氧化色素使纖維變白。劑，它們能氧化色素使纖維變白。 酸洗酸洗 為了除去纖維在處理過程中生成的不溶為了除去纖維在處理過程中生成的不溶 性氫氧化鐵及其他重金屬。常用鹽酸或硫性氫氧化鐵及其他重金屬。常用鹽酸或硫 酸。酸。 上油上油 目的在于改善粘膠纖維的紡織加工性能，目的在于改善粘膠纖維的紡織加工性能， 調節(jié)纖維的

49、表面摩擦力，使纖維既具有柔調節(jié)纖維的表面摩擦力，使纖維既具有柔 軟、平滑的手感，又具有適當?shù)谋Ш狭?。軟、平滑的手感，又具有適當?shù)谋Ш狭Α?上油率控制在上油率控制在0.15%0.3%為宜。為宜。 切斷切斷 為使粘膠短纖維能像毛、棉纖維一樣進行紡織為使粘膠短纖維能像毛、棉纖維一樣進行紡織 加工，或與其他纖維進行混紡，就要將它切斷成加工，或與其他纖維進行混紡，就要將它切斷成 與毛、棉纖維相近的長度。與毛、棉纖維相近的長度。 棉型：棉型：38mm，毛型：，毛型：76114mm，中長型：，中長型： 5176mm。 烘干烘干 纖維在烘干前要先進行脫水，使含水率由纖維在烘干前要先進行脫水，使含水率由 300

50、%400%降至降至130%150%。一般短纖維用。一般短纖維用 壓輥脫水機脫水。烘干通常采用熱風烘干，速度壓輥脫水機脫水。烘干通常采用熱風烘干，速度 取決于熱空氣的溫度、濕度、循環(huán)速度以及纖維取決于熱空氣的溫度、濕度、循環(huán)速度以及纖維 厚度、開松程度。烘干后纖維含水率一般為厚度、開松程度。烘干后纖維含水率一般為6% 8%，產(chǎn)品回潮率控制在，產(chǎn)品回潮率控制在8%13%。 打包打包 短纖維經(jīng)烘干和干開棉后，借助氣流或短纖維經(jīng)烘干和干開棉后，借助氣流或 輸送帶被送入打包機，打成一定規(guī)格的包，輸送帶被送入打包機，打成一定規(guī)格的包， 以便運輸和儲存。成包質量一般為以便運輸和儲存。成包質量一般為100 2

51、00kg。包上應注明生產(chǎn)廠家、纖維規(guī)格等。包上應注明生產(chǎn)廠家、纖維規(guī)格等 級、重量、批號和包號等。級、重量、批號和包號等。 普通粘膠長絲普通粘膠長絲 一、粘膠的制備特點一、粘膠的制備特點 長絲用纖維素漿粕的長絲用纖維素漿粕的-纖維素含量、纖維素含量、 粘度均高于粘膠短纖維漿粕，對樹脂、灰粘度均高于粘膠短纖維漿粕，對樹脂、灰 分、白度、含鐵等指標的要求也高于粘膠分、白度、含鐵等指標的要求也高于粘膠 短纖維漿粕。長絲用纖維素漿粕的質量應短纖維漿粕。長絲用纖維素漿粕的質量應 具有如下特點。具有如下特點。 -纖維素含量高，波動范圍小纖維素含量高，波動范圍小 我國規(guī)定長絲漿粕的我國規(guī)定長絲漿粕的-纖維素

52、含量纖維素含量不不 低于低于89%。 半纖維素含量低半纖維素含量低 如果半纖維素含量高，會使浸漬、老成、黃如果半纖維素含量高，會使浸漬、老成、黃 化及堿液回收等工藝發(fā)生困難，影響粘膠質量，化及堿液回收等工藝發(fā)生困難，影響粘膠質量， 最終影響長絲的物理機械性能。最終影響長絲的物理機械性能。 聚合度及其分布要適中聚合度及其分布要適中 雜質含量低雜質含量低 漿粕中的樹脂、蠟質含量高，尤其是漿粕中的樹脂、蠟質含量高，尤其是Ca、 Mg、Fe、Si等灰分含量高，會增加粘膠過濾和紡等灰分含量高，會增加粘膠過濾和紡 絲的困難并降低長絲的白度。絲的困難并降低長絲的白度。 二、粘膠長絲的成型工藝二、粘膠長絲的成

53、型工藝 成型速度成型速度 成型速度首先決定于所采用的紡絲機類型。成型速度首先決定于所采用的紡絲機類型。 筒管式紡絲機：筒管式紡絲機：6590m/min。 某些特殊構造的筒管式紡絲機：某些特殊構造的筒管式紡絲機：125 130m/min。 離心式紡絲機：離心式紡絲機： 60100m/min。 連續(xù)式紡絲機：連續(xù)式紡絲機： 5080m/min。 凝固條件凝固條件 酸浴的溫度一般為酸浴的溫度一般為4055。溫度過。溫度過 高，黃酸酯分解過快，易產(chǎn)生毛絲，發(fā)生高，黃酸酯分解過快，易產(chǎn)生毛絲，發(fā)生 繞輥等現(xiàn)象；溫度過低，則絲條凝固慢，繞輥等現(xiàn)象；溫度過低，則絲條凝固慢， 成品中的膠塊多。成品中的膠塊多。

54、 凝固浴的組成應根據(jù)噴絲頭的規(guī)格、拉凝固浴的組成應根據(jù)噴絲頭的規(guī)格、拉 伸方式、及其分配、紡絲速度、粘膠組成伸方式、及其分配、紡絲速度、粘膠組成 等確定。等確定。 普通粘膠長絲成型時凝固浴的組成及濃度普通粘膠長絲成型時凝固浴的組成及濃度 一般為：一般為：H2SO4為為120140g/L， Na2SO4 為為260280g/L， ZnSO4為為1520g/L。 浸沒長度浸沒長度 絲條在酸浴中的浸沒長度一般為絲條在酸浴中的浸沒長度一般為20 38cm，浸沒時間為，浸沒時間為0.10.2s。 絲條越粗，酸浴擴散至纖維內層的速度絲條越粗，酸浴擴散至纖維內層的速度 就越慢。一般可采用增加絲條浸沒長度的就

55、越慢。一般可采用增加絲條浸沒長度的 方法來保證纖維素黃酸酯分解完全。浸沒方法來保證纖維素黃酸酯分解完全。浸沒 長度越長，成型越均勻，纖維的強度越高，長度越長，成型越均勻，纖維的強度越高， 柔軟性及韌性越好。柔軟性及韌性越好。 凝固浴循環(huán)速度凝固浴循環(huán)速度 為保證在整個紡絲機上的凝固浴濃度和溫為保證在整個紡絲機上的凝固浴濃度和溫 度均勻，凝固浴的循環(huán)量應每錠不少于度均勻，凝固浴的循環(huán)量應每錠不少于40L/h 或每千克絲或每千克絲900950L，控制凝固浴中的硫酸，控制凝固浴中的硫酸 濃度落差不大于濃度落差不大于23g/L。 三、粘膠長絲的后處理及加工三、粘膠長絲的后處理及加工 粘膠長絲的后處理工

56、藝過程和短纖維的基粘膠長絲的后處理工藝過程和短纖維的基 本相同，只是設備和后處理方式有所不同。但本相同，只是設備和后處理方式有所不同。但 粘膠長絲后處理完成后還需進行粘膠長絲后處理完成后還需進行加捻加捻、 絡筒、分級和包裝等工序，也絡筒、分級和包裝等工序，也 稱之為后加工。一般長絲在成稱之為后加工。一般長絲在成 型過程中已加捻，所以加捻工型過程中已加捻，所以加捻工 序可省去。序可省去。 絡筒絡筒 絡筒是把后處理好的絲餅打成筒子或成絡筒是把后處理好的絲餅打成筒子或成 絲絞，以便絲綢廠使用。絲絞，以便絲綢廠使用。 分級和包裝分級和包裝 粘膠長絲在出廠前需進行檢驗分級，確粘膠長絲在出廠前需進行檢驗分

57、級，確 定等級，以便用戶使用。絲筒經(jīng)分級后進定等級，以便用戶使用。絲筒經(jīng)分級后進 行必要的包裝。行必要的包裝。 再生纖維素纖維的改性再生纖維素纖維的改性 1、高吸水粘膠纖維、高吸水粘膠纖維 高吸水性粘膠短纖維主要用于醫(yī)療衛(wèi)高吸水性粘膠短纖維主要用于醫(yī)療衛(wèi) 生方面生方面,如用作藥棉、抹布、繃帶、嬰兒尿如用作藥棉、抹布、繃帶、嬰兒尿 布、止血紗布等。它可以通過化學改性和布、止血紗布等。它可以通過化學改性和 物理改性方法得到。物理改性方法得到。 化學改性：化學改性：粘膠纖維大分子鏈本身具有大粘膠纖維大分子鏈本身具有大 量的羥基，對水分子有很大的吸引力，只量的羥基，對水分子有很大的吸引力，只 是受大分

58、子鏈的緊密度和堆積狀態(tài)所限制。是受大分子鏈的緊密度和堆積狀態(tài)所限制。 當對纖維素進行當對纖維素進行醚化處理醚化處理。在纖維素分子鏈。在纖維素分子鏈 上上引入醚鍵引入醚鍵，它盡管與羥基的相互吸引力小，它盡管與羥基的相互吸引力小， 但是醚基使大分于鏈之間相互作用力減小，但是醚基使大分于鏈之間相互作用力減小， 使大分子鏈碓砌密度下降，從而改善了纖維使大分子鏈碓砌密度下降，從而改善了纖維 的吸水性。通過在分子鏈上接枝一些的吸水性。通過在分子鏈上接枝一些吸水性吸水性 長鏈聚合物長鏈聚合物也是一種有效的方法，由于接枝也是一種有效的方法，由于接枝 上的長鏈體積大，使纖維素大分子鏈之間作上的長鏈體積大，使纖維

59、素大分子鏈之間作 用力大大減小，結構更加疏松，水分子容易用力大大減小，結構更加疏松，水分子容易 進入一般的接枝進入一般的接枝 單體聚合物有：丙烯酸、丙烯酰胺等吸水性單體聚合物有：丙烯酸、丙烯酰胺等吸水性 物質。另外，物質。另外，其共混紡絲法也是一種重要的其共混紡絲法也是一種重要的 方法，將纖維素與一種性質完全不同的聚合方法，將纖維素與一種性質完全不同的聚合 物混合進行紡絲，它不容易產(chǎn)生結晶，結構物混合進行紡絲，它不容易產(chǎn)生結晶，結構 疏松，水分子容易滲透進去。如果引入親水疏松，水分子容易滲透進去。如果引入親水 性聚合物也可以和水分子產(chǎn)生作用。不但吸性聚合物也可以和水分子產(chǎn)生作用。不但吸 水量大

60、，而且保水性好。如工業(yè)化了的高吸水量大，而且保水性好。如工業(yè)化了的高吸 水性聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、水性聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、 聚乙烯醇、聚乙二醇等混合紡絲得到的改性聚乙烯醇、聚乙二醇等混合紡絲得到的改性 粘膠纖維、保水量約為粘膠纖維、保水量約為170%。 物理改性：通過物理改性：通過改變成形條件改變成形條件和和不同的物理不同的物理 方法方法生產(chǎn)高吸水性粘膠纖維，主要是使纖維生產(chǎn)高吸水性粘膠纖維，主要是使纖維 含有很大的含有很大的內表面內表面和和外表面外表面。如：中空纖維、。如：中空纖維、 扁平纖維和充氣纖維。它們的吸水性很好，扁平纖維和充氣纖維。它們的吸水性很好， 保水