幹法紡絲中纖維結構的形成

由於(yu) 成型機理不同,幹紡初生纖維的結構特征與(yu) 熔紡初生纖維有較大區別。

幹法紡絲(si) 過程中形成的凍膠體(ti) 在適合高彈形變的黏度區域的停留時間很短，因此來不及充分進行取向；又由於(yu) 離開幹燥甬道的絲(si) 條會(hui) 有相當數量的殘留溶劑存在，使分子的活動性較大，因此此幹紡初生纖維中分子和微晶的取向度很低，它在紡程上通常是各向同性的，或稍有一點取向。但一般來說,紡絲(si) 期間纖維產(chan) 生的取向度隨溶液的黏度、紡絲(si) 速度和噴絲(si) 頭拉伸倍數提高而上升，也隨纖維固化速度的提高而上升(固化速度同纖維的表麵積有關(guan) ，纖維越細，其表麵積越大,故固化速度加快)。紡絲(si) 甬道溫度高低的存在有利和不利兩(liang) 方麵因素，其溫度高會(hui) 增加分子的活動性，但阻礙了分子的取向。在紡絲(si) 過程中較高的取向，會(hui) 降低纖維的可拉伸性；或者如果拉伸比不變，則提高纖維的強度。然而，紡絲(si) 甬道的溫度遠遠沒有纖維上殘留溶劑量的影響大。

由於(yu) 樣品的不均勻性，用於(yu) 測定熔紡初生纖維結晶度的密度法不適用於(yu) 幹紡初生纖維，因此關(guan) 於(yu) 幹紡初生纖維結晶度的資料較少。對於(yu) 幹法腈綸初生纖維等的X射線衍射的測定表明，幹紡初生纖維中存在某種結晶或準結晶。但其超分子結構參數對紡絲(si) 條件遠不如熔紡初生纖維敏感。

紡絲(si) 參數對纖維的結果和性質的影響也與(yu) 熔紡不同，在熔紡中力學因素和傳(chuan) 熱因素，如紡絲(si) 線中的應力和速度場以及冷卻強度，起著重要作用。在幹紡中,這些因素的作用是次要的，纖維的微觀結構、形態結構以及機械性質強烈地依賴於(yu) 紡絲(si) 線和周圍介質之間的傳(chuan) 質強度以及各種濃度所控製的轉變。例如，在幹紡過程中,由於(yu) 溶劑存在於(yu) 整個(ge) 絲(si) 條中，溶劑從(cong) 絲(si) 條表麵蒸發的速度(E)和溶劑從(cong) 絲(si) 條中心擴散到表麵的速度(v)的相對大小，即 E/v值決(jue) 定了初生纖維斷麵形態結構的特征。

幹紡纖維的截麵形狀除與(yu) 成型過程中絲(si) 條表麵和內(nei) 部溶劑的蒸發、擴散速度有關(guan) ，在很大程度上還取決(jue) 於(yu) 紡絲(si) 液的初始濃度、固化時的濃度以及纖維在甬道中的停留時間等。紡絲(si) 液的濃度越低，纖維截麵形狀與(yu) 圓形差別越大。

另一方麵，幹紡初生纖維中的結構特征與(yu) 濕紡初生纖維也有較大的差異。大量的研究表明，采用相同的成纖聚合物進行濕紡和幹紡製取纖維，後者不但宏觀結構較均勻沒有明顯的皮層和芯層，纖維的超分子結構尺寸大，纖維的微纖結構也不明顯。這與(yu) 成型方法及成型條件密切相關(guan) 。因為(wei) 濕法紡絲(si) 液的濃度較低，絲(si) 條固化采用非溶劑，體(ti) 係的相分離速率比較快，並且存在雙擴散，因此初生纖維會(hui) 形成多孔凝膠網絡。而幹紡紡絲(si) 液的濃度較高，絲(si) 條的機理為(wei) 單相凝膠化，不存在雙擴散，因此成型條件比濕法緩和，從(cong) 而導致纖維的結構均勻、致密，纖維表麵光滑，截麵收縮不大，在顯微鏡下沒有明顯可見的孔洞。而且染色後色澤豔麗(li) ，光澤優(you) 雅。且纖維更富於(yu) 彈性，織物尺寸穩定性也較好。