聚乙烯醇纖維zhanshi

1、小組成員：黃侃12122872 胡佳瑋12123201倪倩怡 12122502朱婕12122838孟國(guó)杰 12121115年份年份19951996199719981999200020012002 2003北維北維5073248345235 川維川維1697116294120659007629276641030111354 11728福維福維1333306671023552281160029433728 4859廣維廣維4711212155216781121 湘維湘維36904202163928381610178014873928 4904蘭維蘭維239732043559378634006598

2、6414 4080上海上海石化石化15094158907680219251083906 皖維皖維250428512636478069917690 7859合計(jì)合計(jì)4502945683305082449516412231352832033114 33430優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)具有很好的機(jī)械性能，其強(qiáng)度高、模量高、伸度低染色性差耐酸堿性、抗化學(xué)藥品性強(qiáng)耐熱水性差耐光性：在長(zhǎng)時(shí)間的日照下，纖維強(qiáng)度損失率低尺寸穩(wěn)定性差耐腐蝕性：纖維埋入地下長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)霉、不腐爛、不蟲(chóng)蛀纖維具有良好的分散性：纖維不粘連、水中分散性好纖維與水泥、塑料等的親和性好，粘合強(qiáng)度高對(duì)人體和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害2022-5-22022-5-22

3、022-5-22022-5-22022-5-2在工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)醇解反應(yīng)體系中所含水分或堿催化劑用量的多少，分為高堿醇解法和低堿醇解法兩種不同的生產(chǎn)工藝。1高堿醇解法 高堿醇解法的反應(yīng)體系中含水量約6，每摩爾聚醋酸乙烯鏈節(jié)需加堿0.10.2摩爾左右。氫氧化鈉是以水溶液的形式加入的，所以此法也稱(chēng)濕法醇解。該法的特點(diǎn)是醇解反應(yīng)速度快，設(shè)備生產(chǎn)能力大，但副反應(yīng)較多，堿催化劑耗量也較多，醇解殘液的回收比較復(fù)雜。下圖是高堿醇解法的工藝流程圖。用于醇解的聚醋酸乙烯甲醇溶液經(jīng)預(yù)熱至4548后，與350gL的氫氧化鈉水溶液由泵送入混合機(jī)，經(jīng)充分混合后，送入醇解機(jī)中。醇解后，生成塊狀的聚乙烯醇，再經(jīng)粉碎和擠壓，

4、使聚乙烯醇與醇解殘液分離。所得固體物料經(jīng)進(jìn)一步粉碎、干燥得到所需聚乙烯醇。壓榨所得殘液和從干燥機(jī)導(dǎo)出的蒸汽合并后，送往回收工段回收甲醇和醋酸。2022-5-2 2低堿醇解法 低堿醇解法中每摩爾聚醋酸乙烯鏈節(jié)僅加堿0.0l0.02摩爾。醇解過(guò)程中，堿以甲醇溶液的形式加入。反應(yīng)體系中水含量控制在0.10.3以下，因此也將此法稱(chēng)為干法醇解。該方法的最大特點(diǎn)是副反應(yīng)少。醇解殘液的回收比較簡(jiǎn)單，但反應(yīng)速度較慢，物料在醇解機(jī)中的停留時(shí)間較長(zhǎng)。圖7-3是低堿醇解法的工藝流程圖。其工藝與高堿醇解法相似。將預(yù)熱4045的聚醋酸乙烯甲醇溶液和氫氧化鈉的甲醇溶液分別由泵送至混合機(jī)?；旌虾蟮奈锪媳凰椭疗Т冀鈾C(jī)的傳送

5、帶上，于靜置狀態(tài)下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間使醇解反應(yīng)完成，隨后塊狀聚乙烯醇從皮帶機(jī)的尾部下落，經(jīng)粉碎后投入洗滌釜用脫除醋酸鈉的甲醇液洗滌，然后投入中間槽，再送入分離機(jī)進(jìn)行固-液相連續(xù)分離。所得固體經(jīng)干燥后即為所需聚乙烯醇，殘液送去回收。2022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-2 硫酸鈉凝固浴的回收硫酸鈉凝固浴的回收2022-5-2（2）干法紡絲）干法紡絲2022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-22022-5-2 聚乙烯醇纖維后加工一般包括：拉伸、聚乙烯醇纖維后加工一般包括：拉伸、熱

6、定型、縮醛化、水洗、上油、干燥等工序。熱定型、縮醛化、水洗、上油、干燥等工序。生產(chǎn)短纖維還包括絲束的切斷或牽切；生產(chǎn)生產(chǎn)短纖維還包括絲束的切斷或牽切；生產(chǎn)長(zhǎng)絲則還需要加捻和絡(luò)筒等。與其他化學(xué)纖長(zhǎng)絲則還需要加捻和絡(luò)筒等。與其他化學(xué)纖維的生產(chǎn)過(guò)程相比，通常聚乙烯醇式纖維生維的生產(chǎn)過(guò)程相比，通常聚乙烯醇式纖維生產(chǎn)中還需進(jìn)行縮醛化處理，以進(jìn)一步提高其產(chǎn)中還需進(jìn)行縮醛化處理，以進(jìn)一步提高其耐熱水性。但對(duì)某些專(zhuān)用纖維則可省去縮醛耐熱水性。但對(duì)某些專(zhuān)用纖維則可省去縮醛化工序，如簾子線(xiàn)、水溶性纖維等?；ば颍绾熥泳€(xiàn)、水溶性纖維等。噴出速度噴出速度離洛速度離洛速度第一導(dǎo)絲盤(pán)速度第一導(dǎo)絲盤(pán)速度第二導(dǎo)絲盤(pán)速度第二

7、導(dǎo)絲盤(pán)速度干燥機(jī)速度干燥機(jī)速度拉伸機(jī)速度拉伸機(jī)速度噴絲頭噴絲頭拉伸拉伸導(dǎo)桿拉伸導(dǎo)桿拉伸導(dǎo)絲盤(pán)拉伸導(dǎo)絲盤(pán)拉伸濕熱拉伸濕熱拉伸干熱拉伸干熱拉伸拉伸率拉伸率/-10-30151556648溫度溫度/45室溫室溫室溫室溫90210230介質(zhì)介質(zhì)凝固浴凝固浴空氣空氣空氣空氣二浴二浴空氣空氣水中軟化點(diǎn)水中軟化點(diǎn)/ 304055758390纖維結(jié)晶度/ %19.129.633.853.257.660.6CH2CHOHCH2CHOHCH2+HCOHH+CH2CHOCH2OCH CHCH2+H2O短纖維短纖維長(zhǎng)絲束長(zhǎng)絲束縮醛化劑縮醛化劑HCHO /（g/L） 252322催化劑催化劑H2SO4 / (g/L）2

8、2533154阻溶脹劑（由纖阻溶脹劑（由纖維帶入）維帶入）Na2SO4 /（ g/L ）70320010 縮醛度：進(jìn)行縮醛化反應(yīng)的羥基數(shù)縮醛度：進(jìn)行縮醛化反應(yīng)的羥基數(shù)與大分子原來(lái)所含全部羥基數(shù)之比，用與大分子原來(lái)所含全部羥基數(shù)之比，用以描述縮醛化進(jìn)行的程度。以描述縮醛化進(jìn)行的程度。 常用的測(cè)定方法有分解滴定法、常用的測(cè)定方法有分解滴定法、增重法等。增重法等。 短纖維縮醛度為短纖維縮醛度為3335（熱處（熱處理后：纖維結(jié)晶度已達(dá)理后：纖維結(jié)晶度已達(dá)60）。）。 干燥脫除水分調(diào)濕使水分趨近于維綸的平衡水分，使成品在貯存、運(yùn)輸過(guò)程中含水率變化較小，均勻性好。高檔純毛面料，高檔棉麻制品織物經(jīng)紗上漿無(wú)緯

9、毛毯服裝行業(yè)繡花基布 高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維簡(jiǎn)稱(chēng)（高強(qiáng)高 模PVA纖維）是一種具有高抗拉強(qiáng)度、高楊氏模量、高耐堿性的合成纖維，該纖維是密度大、直徑小，許多性能都優(yōu)于其它合成纖維，同時(shí)對(duì)水泥、石膏等基材具有極強(qiáng)的親和力。 PVA 是有潛力制得超高強(qiáng)纖維的柔性鏈聚合物之一, 與根據(jù) PVA 大分子主鏈鍵能理論的計(jì)算值相比, 日前商品 PVA 纖維的最高強(qiáng)度僅為理論強(qiáng)度的10%, 最高模量為理論極限值的30%。因此, 尋找方法開(kāi)發(fā)研究高強(qiáng)高模PVA 纖維是可行的。纖維斷裂的微觀(guān)機(jī)理, 一般有分子鏈滑移和分子鏈斷裂兩種說(shuō)法, 其共同點(diǎn)是假設(shè)纖維中的分子鏈?zhǔn)茄乩w維軸平行取向排列,應(yīng)力在纖維橫截面上均勻分布

10、的。高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維的技術(shù)指標(biāo)高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目 指標(biāo)纖維直徑(dtex) 2.02 （122m）抗拉強(qiáng)度(cn/dtex) 11 (1428MPa) 楊氏模量（cn/dtex） 290 (37.9GPa)斷裂伸度（%） 68密度 （g/cm3） 1.3耐熱水性（oC） 104干熱軟化點(diǎn)（oC） 216 與聚乙烯纖維相比，雖然聚乙烯醇纖維的理論強(qiáng)度和模量分別約208cN/dtex和 1980cN/dtex，但因其大分子中側(cè)羥基可形成分子間或分子內(nèi)氫鍵，使分子間作用力增大，在紡絲成形和后拉伸過(guò)程中聚乙烯醇大分子由折疊鏈向伸直鏈的轉(zhuǎn)變過(guò)程更加困難。因此如何解決這一問(wèn)題是制備高性

11、能聚乙烯醇纖維的關(guān)鍵技術(shù)之一。 超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯（UHMW-PE）纖維的出現(xiàn)，進(jìn)一步促進(jìn)了人們對(duì)高性能聚乙烯醇纖維的研究與開(kāi)發(fā)。從纖維成形角度考慮，高強(qiáng)度聚乙烯醇纖維的成形一般多采用溶液紡絲法，如濕法、干法、干濕法以及凝膠紡絲等。常用的聚乙烯醇溶劑如二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇、丙三醇、水或混合溶劑等,而凝固劑主要有甲醇、乙醇、丙酮、十氫化萘等。 濕法加硼紡絲方法是制備高強(qiáng)度聚乙烯醇纖維較早采用的工藝技術(shù)，最早由日本倉(cāng)敷人造絲公司于20世紀(jì)60年代末提出。 在水溶液中聚乙烯醇易形成分子內(nèi)和分子間氫鍵，使聚乙烯醇大分子呈無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)狀而相互纏結(jié)，容易產(chǎn)生膠粒并使溶液粘

12、度增大，甚至形成凝膠。硼、銅，鈦等化合物在適當(dāng)條件下能與聚乙烯醇形成交聯(lián)，可抑制紡絲過(guò)程中聚乙烯醇大分子結(jié)晶，有利于初生纖維的后拉伸。在聚乙烯醇/水紡絲原液中加入硼酸，使其與聚乙烯醇形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可有效抑制聚乙烯醇分子內(nèi)或分子間氫鍵的形成以及減小大分子纏結(jié)程度等。 聚乙烯醇大分子的立體規(guī)整度對(duì)纖維強(qiáng)度和模量有很大影響，高間規(guī)度聚乙烯醇的凝膠紡絲與普通聚乙烯醇基本相同，但高間規(guī)度聚乙烯醇分子間更易形成氫鍵而妨礙高倍拉伸，如能客服氫鍵障礙，就可制成高性能聚乙烯醇纖維。 間規(guī)聚乙烯醇的熔點(diǎn)較高，如間規(guī)含量64%聚乙烯醇的熔點(diǎn)約為265，比常規(guī)聚乙烯醇高30左右，更具產(chǎn)業(yè)價(jià)值。 1997年日本可樂(lè)麗公

13、司開(kāi)始試銷(xiāo)商品名為“Kuralon-”的高強(qiáng)度聚乙烯醇纖維，其強(qiáng)度約15cNdtex(1.8GPa)，預(yù)計(jì)目前該纖維品種的產(chǎn)量已達(dá)20000噸/年。 Kuralon-纖維具有規(guī)整的圓形橫截面，纖維結(jié)構(gòu)也比較均勻。日本把這種紡絲方法稱(chēng)為“世界上首次工業(yè)化的新型濕法紡絲方法”，把Kuralon-纖維稱(chēng)為“劃時(shí)代的新合纖“。 高強(qiáng)高模PVA 纖維(維綸) 由于其良好的親水性、 粘結(jié)性和抗沖擊性以及加工中易于分散等性能,在工業(yè)、 建筑等領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展前途。高強(qiáng)高模PVA 纖維還可以用于橡膠增強(qiáng)材料或輪胎簾子線(xiàn), 還可以利用其高強(qiáng)拉伸及耐腐蝕等特性, 用于生產(chǎn)漁網(wǎng)、 繩索、 帆布、 傳送帶等。 我們只需要在水泥、石膏等基材中均勻加入0.3%0.5%的高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維及少量的高分子聚合物，我們就可以有效的改變水泥、石膏等基材的脆性、消除這些基材在水化過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋。由于纖維的存在既消耗了能量又緩解了應(yīng)力，阻止裂紋進(jìn)一步發(fā)展，起到了阻斷裂縫的作用，所以在水泥、石膏制品內(nèi)摻入少量高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維，可以達(dá)到： 1 、提高基體的抗拉強(qiáng)度。 2 、阻止基體原有缺陷裂縫的擴(kuò)展，并延緩新裂縫的出現(xiàn)，提高耐水性、抗?jié)B性、抗凍性。 3 、提高基體的變形能力，從而改善其韌性和抗沖擊能力。1、 大