异形二醋酯纤维干法纺丝成形过程模拟及其截面分析

为研究异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程,基于三角形喷丝孔推导了用于描述截面异形度变化的计算方程,并耦合到典型一维干法纺丝模型中,构建出可高效计算的混合动力学模型,模拟计算了异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程。采用工业化纺丝实验装置制备纤维样品,分析了截面形态数据并与模拟计算结果进行对比。结果表明:二醋酯纤维的纺丝过程中溶剂蒸发和温度变化剧烈,恒温蒸发区不明显,在纺程1 cm左右达到卷绕速度,并在喷丝口下方短距离内迅速完成固化,截面积基本恒定;二醋酯纤维异形度受溶剂蒸发和表面张力2个因素共同控制,其中溶剂蒸发是主要控制因素;纤维异形度的实验值为74.4%,模拟计算值为72.8%,二者基本相近,同时纤维截面积实验值为642.0μm^(2),模拟计算值为614.8μm^(2),差异率为4.2%,模型对纤维截面变化趋势有较好的预测性;纤维样品截面呈规则的“Y”形,异形度具有较高的一致性,变异系数为1.12%;纤维样品的截面积变异系数为4.17%,单丝间的截面积差异相对较为明显。

氨纶干法纺丝工艺优化分析

文章简述了国内氨纶干法纺丝的工艺流程,分析指出干法纺丝工艺程序中所存在的问题及解决方法,主要包括大容量聚合反应器中聚合原液黏度、纺丝装置体系中甬道温度及风量、卷绕成型工艺等方面,阐述了上述问题以及技术解决方案,为氨纶行业的持续稳定发展指明了方向。

腈纶干法纺丝纺位连续断头的成因分析及应对措施

纺位的稳定运行是纤维品质稳定性和均匀性的首要保障,更是干法腈纶纺丝工艺最基本的要求。通过对纤维成形过程中纺丝纺位各项条件所起到的作用,以及工艺条件控制值偏离对纺丝生产所产生不利影响的分析研究,对纺位连续断头造成运行不稳定的原因进行分析,结合纺丝生产实际过程中出现的不同现象、各种故障情况提出了相应的解决办法和处理对策。

再生丝素蛋白水溶液的干法纺丝

以高浓度再生丝素蛋白水溶液为纺丝液,采用自制毛细管纺丝装置制备了再生丝素蛋白纤维。探讨了丝素蛋白分子量、pH、金属离子及纺丝工艺参数对溶液可纺性及纤维力学性能的影响。结果表明:当pH为5.2～6.0时,纺丝液表现出良好的可纺性,尤其以pH=6.0、Ca2+浓度为0.3 mol/L的纺丝液可纺性最佳。在最佳纺丝条件下(纺丝管长径比为133;卷绕速率为30mm/s)制得的纤维力学强度最高约为45.5 MPa。

甲醇处理对再生丝素蛋白干法纺丝纤维结构及性能的影响

采用甲醇水溶液对初生的再生丝素蛋白干法纺丝纤维进行了后处理。研究表明,甲醇处理对再生丝的表面形态、结晶结构及机械性能有影响。甲醇处理前,初生丝蛋白纤维透明而有光泽;甲醇处理后,丝纤维呈现白色,光泽度下降,同时沿纤维轴方向出现了细小的条纹,并可观察到明显的双折射现象。甲醇处理还可使初生丝蛋白纤维中存在的无规卷曲或SilkⅠ结构向SilkⅡ结构转变,并提高初生丝的断裂强度。和脱胶丝相比,处理后的丝纤维模量较高,但断裂伸长率较小,丝纤维的脆性仍较大。

干法纺丝法制备低氧含量SiC纤维

通过粘度、凝胶含量和XRD等手段研究了聚碳硅烷(PCS)纺丝原液的干法纺丝性能和干纺PCS纤维的自交联过程,并对所制得的低氧含量SiC纤维的组成、结构和性能进行了表征.结果表明,PCS/二甲苯纺丝原液的最佳纺丝粘度范围在18.0～22.0Pa·s;干纺PCS纤维在烧成温度超过250℃后开始发生自交联反应,在烧成温度超过550℃后,干纺PCS纤维完全交联形成了"不熔不溶"的网状结构;干法纺丝法制备得到的SiC纤维与空气不熔化法制得的SiC纤维相比,氧含量大幅降低,仅在3.6wt%左右,结晶度较高,其耐高温抗氧化性也有明显的改善.

醋酸纤维素纤维干法纺丝成形模拟

建立了基于Maxwell粘弹性本构方程的干法纺丝动力学模型,对醋酸纤维素纤维干法纺丝过程进行了模拟,预测了纤维成形过程中丝条的溶剂浓度、温度、速度、张力等沿纺程的变化关系。结果表明:纤维固化成形发生在闪蒸结束后离喷丝口不远处,此后丝条溶剂含量变化很小;丝条温度在闪蒸时略低于热吹风温度,闪蒸结束后迅速上升到热吹风温度;丝条张力主要来源于空气的摩擦阻力和卷绕张力,在纺程下半段以摩擦阻力为主;提高泵供量后溶剂蒸发速率变慢,丝条温度达到热吹风温度所需时间变长,丝条固化点离喷丝头越远;闪蒸速率随纺丝液溶剂含量增高而减小,同时丝条温度升到甬道温度的时间也越长。

干法纺丝法制备低氧含量SiC纤维

降低SiC纤维中的氧含量是提高其耐温性能的主要途径之一。本文以高分子量聚碳硅烷(PCS)为原料,通过干法纺丝、高温烧成等工艺,制得了氧含量为3.41%(质量分数)的SiC纤维。通过TG-DTA,IR等手段分析了干纺PCS纤维的无机化过程,并通过元素分析、XRD和SEM等手段,对纤维的结构、组成和耐高温性能进行了分析。结果表明:干纺PCS纤维烧成时,存在着二甲苯残留溶剂的挥发、自交联反应和无机化等复杂的过程,制备的SiC纤维在1000℃的空气中灼烧1 h后强度保持率约为91%。

干法纺丝制备二硼化锆陶瓷纤维及其表征

二硼化锆是一种很具潜力的超高温陶瓷材料。通过干法纺丝手段可以得到具有一定优良性能的二硼化锆纤维:以二硼化锆陶瓷制备中的液相前驱体转化技术为依据,采用八水合氧氯化锆、硼酸、蔗糖和柠檬酸为原料,并利用聚乙烯醇为纺丝助剂,制得二硼化锆前驱体纺丝液,然后利用干法纺丝制得前驱体纤维,通过高温烧结制得二硼化锆陶瓷纤维。仪器分析结果如下:通过同步热分析仪(TG-DSC)分析前驱体纤维在100℃~1400℃的失重情况,发现二硼化锆纤维在1200℃左右生成;采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱分析(XPS),发现陶瓷纤维中二硼化锆晶形完整且含量较高;通过陶瓷纤维的X射线能谱分析(EDS)及元素分析(EA),发现纤维产物的纯度也较高;另外,扫描电镜(SEM)、单丝强度测试和热失重(TG)分析结果表明:干法纺丝制得的陶瓷纤维表面光滑,强度较好,具有一定的耐高温性。

再生丝素/丝胶蛋白水溶液的同轴干法纺丝

模仿蚕丝的成分、结构和成丝方法,通过同轴干法纺丝初步制备了以添加有金属钙离子(Ca2+)并调节了pH值的再生丝素蛋白(RSF)为芯层、丝胶蛋白(SS)为皮层的RSF/SS纤维。采用荧光显微镜、扫描电镜、拉曼光谱和材料试验机研究了所得纤维的微观形貌、二级结构和力学性能,并与纯RSF纤维和蚕丝进行了对比。研究结果表明同轴干法纺RSF/SS纤维具有清晰的皮-芯层结构,直径较粗且表面略有皱痕;与纯RSF纤维相比,该初生纤维具有更多的β-折叠构象,力学性能也相对较好,但与天然蚕丝相比尚有较大差距。

聚羟基丁酸羟基戊酸共聚酯纤维干法纺丝成形研究

从生物源聚合体聚羟基丁酸羟基戊酸共聚酯(PHBV)出发,对其干法纺丝成形作了探索。重点研究了纺丝原液的流变行为,初生纤维截面形态,初生纤维可拉伸性能随存放时间的变化,拉伸过程对纤维力学性能的影响等。结果表明,用干法纺丝制备的PHBV初生纤维具有较好的可拉伸性,但需严格控制初生纤维的存放时间;经拉伸及后处理,PHBV纤维的断裂强度可以达到1.8cN/dtex以上,断裂伸长可以达到40%以上。

三叶形喷丝孔干法纺丝挤出膨胀过程的模拟

建立三叶形喷丝孔的三维挤出膨胀模型,对聚酰胺酸(PAA)/二甲基乙酰胺(DMAC)体系纺丝液的挤出膨胀过程做了模拟分析。研究结果表明,纺丝液从三叶形口模挤出后呈非均匀膨胀,单叶的长轴和短轴膨胀比不同;提高牵伸比后丝条明显细化,但截面异形度变化不大;改善喷丝孔壁面条件可以使纺丝液挤出时的速度趋于平均并能有效减小膨胀比,挤出物的截面形状也更加接近喷丝孔。

干法纺丝制备α-Al_(2)O_(3)陶瓷纤维及其力学性能研究

以异丙醇铝和过氧化氢经水热反应制备的拟薄水铝石为原料,合成了可纺性铝溶胶,用干法纺丝法制备了氧化铝凝胶纤维,烧结后得到了α-Al_(2)O_(3)连续纤维,对烧结工艺研究表明:慢速升温至650℃后在1300℃下快速烧结10 min后,制备的α-Al_(2)O_(3)纤维直径均匀,约10μm,最大断裂强度为1.37 GPa。

腈纶生产工艺第四讲 腈纶干法纺丝

腈纶生产工艺第四讲腈纶干法纺丝汪维良，任铃子，王精铎（中国石化总公司发展部，北京，１０００２９）（上海石化总厂研究院，２００５４０）（山东淄博合成纤维厂，２５５０４０）１腈纶干法纺丝发展概况腈纶干法纺丝最早由美国杜邦公司于１９４４年完成中试，１９５０...

干法纺丝用UHMWPE的性能剖析

从相对分子质量、颗粒分布、热分析和溶胀溶解等方面对干法纺丝用超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）的性能进行分析,探讨了各因素对干法纺丝UHMWPE纤维的影响.结果表明：相对分子质量是决定UHMWPE纤维质量的关键因素,应控制在（4～5） ×10^6;UHMWPE粒径小及分布窄,可加快纺丝溶解溶胀;当UHMWPE的相对分子质量接近时,其初始结晶度越高,纤维性能越好.

腈纶干法纺丝生产中溶剂对纤维成形和质量的影响

讨论了腈纶干法纺丝生产工艺中溶剂对纤维成形和质量的影响 ,主要阐述了DMF在干法纺丝生产过程中对纤维的成型和质量的影响 。

腈纶干法纺丝纺纱油剂的研制与应用

在分析研究了国外同类油剂的基础上，经过几十个配方的各项性能指标的考核，研制出较为理想的干法腈纶纺丝纺纱油剂，经实践验证其性能指标已达到国外同类产品水平，取得了令人满意的效果。

干法纺丝的实验教学装置

由于工业干法纺丝设备费用高、占地空间大,几乎没有几所高校能够为在校的高分子及其相关专业本科学生提供相应的干法纺丝的实践机会。黑龙江大学化学化工与材料学院实验室利用工业用干法纺丝设备,依据干法纺丝的实验原理组建了一套微型干法纺丝装置。该装置不仅能满足大多数高分子及其相关专业对干法纺丝实验的需求,还能拓展学生的专业实验技能。

蜜胺短纤维干法纺丝成套设备的研发

简要介绍了蜜胺纤维的性能特点及主要技术参数。从机械设备角度分析、探讨了蜜胺短纤维干法纺丝生产线的配置,分析了纺丝及后处理设备的结构特点。

残留溶剂对连续莫来石纤维干法纺丝的影响

以干法纺丝制备连续莫来石纤维,研究残留溶剂质量分数在纺程上的变化以及甬道温度、纤维直径对其影响.实验结果显示:沿平行纺丝线方向,残留溶剂质量分数的变化分为3个阶段,变化最快的阶段在距离喷丝板1m长度范围内,残留溶剂质量分数变化量占全程变化总量的60%～63%;沿垂直纺丝线方向,溶剂蒸发分为2个阶段,通过计算机模拟得到了残留溶剂在纤维横截面上的分布曲线.相同实验条件下,纺丝甬道温度升高30℃,残留溶剂质量分数降低2%～3%;纤维直径增大30μm,残留溶剂质量分数减少1%～2%.在实验范围内,最佳纺丝甬道温度为80℃,最佳纤维直径为80～90μm.