聚丙烯腈紡絲工藝種類

聚丙烯腈纖維的生產(chan) 工藝種類有：

（一）濕法紡絲(si)

聚丙烯腈濕法紡絲(si) 工藝，采用與(yu) 製備原液相同的溶劑——水溶液作凝固浴，紡絲(si) 原液由噴絲(si) 頭上小孔噴出成細流狀進入

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

固浴擴散，使細流中溶劑濃度不斷降低，當達到臨(lin) 界淹度時，均相的聚丙烯腈共聚物溶液發生相分離，聚合物從(cong) 溶液中

沉澱折出，凝固成具皮芯結構的初生纖維（凍膠體(ti) ）。此法是目前睛綸生產(chan) 的主要方法。

（二）幹法紡絲(si)

聚丙烯腈幹法紡絲(si) 工藝，采用易揮發的有機溶劑（DMF，丙酮等）製備原液，紡絲(si) 時預先加熱原液，並將原液從(cong) 噴絲(si) 板

小孔噴入具有夾套加熱的紡絲(si) 甬道中，與(yu) 通入甬道的熱氮氣並流前進，原液細流中溶劑被熱的氮氣加熱而蒸發，並被流

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

（三）幹濕法紡絲(si)

幹濕法紡絲(si) 工藝，紡絲(si) 原液從(cong) 噴絲(si) 板小孔擠出，先經10~30mm空氣層，然後進入凝固浴，經脫溶劑而製得初生纖維。由於(yu) 出噴絲(si) 孔後原液細流脹大區在空氣層中，處於(yu) 未凝固狀態，無溶劑減少，故液流體(ti) 積無變化，細流脹大截麵比濕法或幹法大幾倍，可經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(wei) 進行高速紡絲(si) 和經受高倍拉伸製高強度纖維創造了條件。目前，該法的最高紡速達1000~2000m/min，所產(chan) 纖維強度超過7cN/dtex。產(chan) 品主要用作碳纖原絲(si) 。

（四）凍膠法紡絲(si)

凍膠法紡絲(si) 工藝用於(yu) 製備高強高模聚丙烯腈纖維，將大於(yu) 50萬(wan) 的超高相對分子質量聚丙烯腈溶液在高溫下擠出噴絲(si) 板，

原液細流先被冷卻固化成含有溶劑的聚合物凍膠絲(si) ，再經脫溶劑與(yu) 高倍拉伸製得高強高模纖維。如將相對分子質量100萬(wan)

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

進入0～5℃、75%DMF凝固浴，由於(yu) 迅速冷卻形成了穩定的凍膠絲(si) ：製得的凍膠絲(si) 中含有與(yu) 紡絲(si) 原液中相近濃度的溶

劑，經萃取浴脫除溶劑，幹燥去除萃取劑，再經多級高倍拉伸（總拉伸15～20倍），可製得強度12eN/dtex、模量

222cN/dtex的高強高模聚丙烯腈長絲(si) 。產(chan) 品可望用作優(you) 質碳纖原絲(si) ，傳(chuan) 動帶、複合材料中增強纖維等。

（五）熔融紡絲(si)

聚丙烯腈熔融紡絲(si) 工藝從(cong) 腈綸產(chan) 業(ye) 化開始就受到合纖界的廣泛關(guan) 注，已進行的研究可歸納為(wei) 兩(liang) 大類，即外增塑法熔融紡絲(si)

和增塑法熔融紡絲(si) 。由於(yu) 熔融紡絲(si) 可以少用、不用溶劑，減少了汙染，縮短了工序，節省了能源，為(wei) 腈綸持續發展增加了

競爭(zheng) 力。

1.外增塑法熔融紡絲(si)

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

聚丙烯腈熔點的研究工作相當活躍，美國ACC（現Sterling）和日本旭化成、Exlan、東(dong) 麗(li) 以及德國BASF都先後發表了

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並進行熔融紡絲(si) 的zhuanli。ACC曾報道：采用丙烯腈

共聚物83.2份，加水16.8份，在單螺杆擠壓機中加熱製得熔體(ti) ，在167℃通過直徑為(wei) 85pum的小孔進行紡絲(si) ，絲(si) 條在

充滿88.4kPa水蒸氣的固化區固化成絲(si) 條，在熱水噴淋下經第一拉伸區2.4倍拉伸、第二拉伸區21.2倍拉伸可製得線

密度1.1dtex、強度7.0cN/dtex、斷裂伸長率27%、鉤結強度5cN/dtex的聚丙烯腈長絲(si) 。

2.內(nei) 增塑法熔融紡絲(si)

日本三菱人造絲(si) 、東(dong) 麗(li) 和美國BP公司、標準油公司等發布了多項有關(guan) 用改變聚丙烯睛大分子組分、結構等方法，降低

共聚丙烯腈熔點，使其可用通常熔紡設備進行熔融紡絲(si) 的報道。