聚丙烯腈紡絲工藝種類

聚丙烯腈纖維的生產(chǎn)工藝種類有：

（一）濕法紡絲

聚丙烯腈濕法紡絲工藝，采用與制備原液相同的溶劑——水溶液作凝固浴，紡絲原液由噴絲頭上小孔噴出成細(xì)流狀進(jìn)入

凝固浴，表層首先與凝固浴接觸，凝固成皮層，隨著凝固浴中水透過皮層向細(xì)流內(nèi)部擴(kuò)散和細(xì)流內(nèi)部溶劑通過皮層向凝

固浴擴(kuò)散，使細(xì)流中溶劑濃度不斷降低，當(dāng)達(dá)到臨界淹度時，均相的聚丙烯腈共聚物溶液發(fā)生相分離，聚合物從溶液中

沉淀折出，凝固成具皮芯結(jié)構(gòu)的初生纖維（凍膠體）。此法是目前睛綸生產(chǎn)的主要方法。

（二）干法紡絲

聚丙烯腈干法紡絲工藝，采用易揮發(fā)的有機(jī)溶劑（DMF，丙酮等）制備原液，紡絲時預(yù)先加熱原液，并將原液從噴絲板

小孔噴入具有夾套加熱的紡絲甬道中，與通入甬道的熱氮氣并流前進(jìn)，原液細(xì)流中溶劑被熱的氮氣加熱而蒸發(fā)，并被流

動的熱氣流帶走，在冷凝器中冷凝回收，原液細(xì)流中聚合物因脫溶劑而凝固成初生纖維。

（三）干濕法紡絲

干濕法紡絲工藝，紡絲原液從噴絲板小孔擠出，先經(jīng)10~30mm空氣層，然后進(jìn)入凝固浴，經(jīng)脫溶劑而制得初生纖維。由于出噴絲孔后原液細(xì)流脹大區(qū)在空氣層中，處于未凝固狀態(tài)，無溶劑減少，故液流體積無變化，細(xì)流脹大截面比濕法或干法大幾倍，可經(jīng)受較大噴頭的正拉伸，噴頭正拉伸使高梁物大分子獲得初步取向，為進(jìn)行高速紡絲和經(jīng)受高倍拉伸制高強(qiáng)度纖維創(chuàng)造了條件。目前，該法的最高紡速達(dá)1000~2000m/min，所產(chǎn)纖維強(qiáng)度超過7cN/dtex。產(chǎn)品主要用作碳纖原絲。

（四）凍膠法紡絲

凍膠法紡絲工藝用于制備高強(qiáng)高模聚丙烯腈纖維，將大于50萬的超高相對分子質(zhì)量聚丙烯腈溶液在高溫下擠出噴絲板，

原液細(xì)流先被冷卻固化成含有溶劑的聚合物凍膠絲，再經(jīng)脫溶劑與高倍拉伸制得高強(qiáng)高模纖維。如將相對分子質(zhì)量100萬

的聚丙烯睛，以DMF為溶劑，配成濃度6%～8%的溶液（45℃時黏度100Pa·s），加熱到90~100℃，經(jīng)10mm空氣層后

進(jìn)入0～5℃、75%DMF凝固浴，由于迅速冷卻形成了穩(wěn)定的凍膠絲：制得的凍膠絲中含有與紡絲原液中相近濃度的溶

劑，經(jīng)萃取浴脫除溶劑，干燥去除萃取劑，再經(jīng)多級高倍拉伸（總拉伸15～20倍），可制得強(qiáng)度12eN/dtex、模量

222cN/dtex的高強(qiáng)高模聚丙烯腈長絲。產(chǎn)品可望用作優(yōu)質(zhì)碳纖原絲，傳動帶、復(fù)合材料中增強(qiáng)纖維等。

（五）熔融紡絲

聚丙烯腈熔融紡絲工藝從腈綸產(chǎn)業(yè)化開始就受到合纖界的廣泛關(guān)注，已進(jìn)行的研究可歸納為兩大類，即外增塑法熔融紡絲

和增塑法熔融紡絲。由于熔融紡絲可以少用、不用溶劑，減少了污染，縮短了工序，節(jié)省了能源，為腈綸持續(xù)發(fā)展增加了

競爭力。

1.外增塑法熔融紡絲

早在1952年，Coxe就已發(fā)現(xiàn)：在高壓下，聚丙烯睛與水的混合物可以熔融擠出。在一段時間內(nèi)，以水及溶劑增塑降低

聚丙烯腈熔點的研究工作相當(dāng)活躍，美國ACC（現(xiàn)Sterling）和日本旭化成、Exlan、東麗以及德國BASF都先后發(fā)表了

在用水及添加其他溶劑條件下，降低純聚型或共聚型聚丙烯腈熔點并進(jìn)行熔融紡絲的zhuanli。ACC曾報道：采用丙烯腈

共聚物83.2份，加水16.8份，在單螺桿擠壓機(jī)中加熱制得熔體，在167℃通過直徑為85pum的小孔進(jìn)行紡絲，絲條在

充滿88.4kPa水蒸氣的固化區(qū)固化成絲條，在熱水噴淋下經(jīng)第一拉伸區(qū)2.4倍拉伸、第二拉伸區(qū)21.2倍拉伸可制得線

密度1.1dtex、強(qiáng)度7.0cN/dtex、斷裂伸長率27%、鉤結(jié)強(qiáng)度5cN/dtex的聚丙烯腈長絲。

2.內(nèi)增塑法熔融紡絲

日本三菱人造絲、東麗和美國BP公司、標(biāo)準(zhǔn)油公司等發(fā)布了多項有關(guān)用改變聚丙烯睛大分子組分、結(jié)構(gòu)等方法，降低

共聚丙烯腈熔點，使其可用通常熔紡設(shè)備進(jìn)行熔融紡絲的報道。