張玉潔

摘要：腈綸纖維按生產(chǎn)工藝的不同分干法和濕法兩種。腈綸干法紡絲工藝由美國杜邦公司首先發(fā)明，并于1950年投入工業(yè)化生產(chǎn)，20世紀(jì)90年代初引入中國。干法紡絲工藝?yán)w維橫截面呈“犬骨狀”，結(jié)構(gòu)緊密，柔軟光滑，毛型感強(qiáng)，具有優(yōu)良的染色性。以其為原料制成的服裝具有穿著舒適，不變形，外觀好，抗褶皺的優(yōu)良特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：干法腈綸纖維;特點(diǎn);應(yīng)用

前言：

總結(jié)干法腈綸纖維在棉紡系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)。從干法腈綸纖維具有結(jié)構(gòu)緊密、毛型感強(qiáng)、蓬松性好等特點(diǎn)出發(fā)，分析了干法腈綸短纖維在紡紗加工及染色上的技術(shù)要點(diǎn)。提出添加適量油劑可提高纖維的可紡性;在紡紗過程中適宜采用“低車速、輕定量、大隔距、小速比”的工藝原則;選用陽離子染料染色，纖維上染效果較好。

一、干法腈綸纖維的特點(diǎn)

在干法紡絲的過程中，紡絲溶液經(jīng)過計(jì)量泵之后，會(huì)以特定的速度與壓力進(jìn)入到噴絲板的小孔當(dāng)中，并從孔口流出進(jìn)而形成液體細(xì)流。通常情況下，形成初生纖維需要經(jīng)歷如下幾個(gè)階段：其一，入口段，即紡絲溶液進(jìn)入噴絲板的孔道;其二，溶液在孔內(nèi)以恒定的速度進(jìn)行流動(dòng);其三，液體細(xì)流出口段;其四，細(xì)流受到外力的作用后出現(xiàn)形變，并在冷卻介質(zhì)的作用下固化成形。相關(guān)研究結(jié)果表明，聚合物紡絲溶液的粘度越高，紡絲過程中流體經(jīng)過噴絲孔直徑就越小，這樣一來便會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)時(shí)雷諾準(zhǔn)確性系數(shù)較小。此外，由于紡絲溶液主要是在外部壓力的作用下強(qiáng)迫流出噴絲孔的，這使得流動(dòng)過程中會(huì)有一部分應(yīng)力得到松弛，因此，在纖維成形的過程中，要求紡絲溶液的彈性應(yīng)當(dāng)盡可能的小，這樣有利于成形。干紡成型具有紡絲速度快、原液固體含量較高等特點(diǎn)，同時(shí)，由于纖維中的溶劑對纖維的拉伸還具有一定的增塑作用，故此，生成的纖維拉伸倍數(shù)較高。正因干紡過程的這些特點(diǎn)，使得加工出來的纖維表面非常光滑，纖維本身的結(jié)構(gòu)也十分均勻且緊密，其表面與內(nèi)部的微小孔隙也比較少，這使得干紡腈綸纖維具有了優(yōu)異的性能。紡絲細(xì)流在紡絲過程形成細(xì)流的可能性與溶液從噴絲孔流出的穩(wěn)定性有著非常密切的關(guān)系。大體上可將影響液體細(xì)流穩(wěn)定性的因素歸納為以下幾個(gè)方面：其一，噴絲頭的表面與液體之間的界面層上的表面引力以及液體細(xì)流同冷卻介質(zhì)之間的界面上的表面引力都會(huì)紡絲細(xì)流的實(shí)際流動(dòng)行為造成一定程度的影響;其二，液體實(shí)際流動(dòng)的動(dòng)能大小也會(huì)對紡絲細(xì)流的穩(wěn)定產(chǎn)生影響;其三，紡絲液體從紡絲板流出之后到絲線成形區(qū)內(nèi)張力的影響。在流速相對較低的前提下，形成的細(xì)流橫斷面大概是孔徑的3-5倍左右，如果速度提升至一個(gè)特定的范圍時(shí)，會(huì)在距離噴絲板表面一定距離的位置處出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，若是提高紡絲速度，則細(xì)流直徑會(huì)與噴絲孔的直徑越來越接近，從而便會(huì)形成較為穩(wěn)定的流動(dòng)過程，此時(shí)細(xì)流的速度相對比較均勻。通常情況下，紡絲溶液從噴絲板流出的速度達(dá)到使散流消失的速度被稱之為臨界速度，只有超過這個(gè)速度才可能形成細(xì)流，相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果顯示，臨界速度主要與液體的粘度以及孔徑的大小有關(guān)，即粘度越高、孔徑越小，所需的臨界速度就越大。

二、干法腈綸超尺寸纖維形成原因與控制措施

1.形成原因。蒸發(fā)量直接決定超尺寸纖維的百分含量，另外某些外界條件和機(jī)械問題也會(huì)導(dǎo)致超尺寸纖維的產(chǎn)生。在甬道內(nèi)的纖維可因主氮?dú)獾耐牧鞫鹌?，溶劑含量、原液溫度等因素的影響。?dāng)影響半徑大于噴絲孔間距的一半時(shí)，兩根相鄰的絲就相互接觸，該點(diǎn)稱作接觸點(diǎn)。噴絲板表面與絲接觸點(diǎn)之間的距離稱為接觸長度，接觸長度愈長相鄰兩根絲接觸的機(jī)會(huì)愈小，越不易形成，初生纖維的粘結(jié)性主要取決于纖維內(nèi)部DMF濃度和其自身的溫度。在原液剛從噴絲板中噴出成形的時(shí)候，都具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，如這時(shí)兩絲接觸就容易形成超尺寸纖維。當(dāng)絲向下運(yùn)行時(shí)其內(nèi)部DMF會(huì)逐漸減少，當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)距離時(shí)纖維將不再粘結(jié)，該距離為粘結(jié)長度用日表示，在這一點(diǎn)上絲不再粘結(jié)，稱該點(diǎn)為非粘結(jié)點(diǎn)。粘結(jié)長度日越長，纖維在甬道中保持的時(shí)間越長。如果具有粘結(jié)性的纖維相遇，將形成超尺寸纖維。因而要想減少超尺寸纖維，要盡可能長，要嚴(yán)格控制單絲旦數(shù)、原液溫度、紡絲氮?dú)饬髁考捌錅囟?、甬道加熱器溫度等工藝條件。超尺寸纖維的形成很大程度上取決于溶劑的脫除情況。若DMF脫除不充分，單絲就處于半原液狀態(tài)（發(fā)粘），從而粘結(jié)、融合在一起;相反若DMF脫除過度，則會(huì)造成單絲不穩(wěn)定，當(dāng)抖動(dòng)使之與剛出噴絲孔的鄰近單絲過早接觸形成超尺寸纖維。另外，工藝條件和纖維性能的不穩(wěn)定也會(huì)造成單絲間相互接觸的傾向，粘連敏感性提高。不同超尺寸纖維現(xiàn)象對應(yīng)以下具體原因：孿生絲：①氮?dú)庀到y(tǒng)波動(dòng)，甬道旦數(shù)改變;②單絲溶劑含量高，絲束張力小;③主氮、原液溫度低。慢孔：①組件濾網(wǎng)損壞或堵塞，硅油質(zhì)量差;②原液壓力波動(dòng)、過熱、含固量變化大、有凝膠、空氣、水存在，雜質(zhì)多;③主氮?dú)饬髁坎▌?dòng)大，甬道旦數(shù)低;④壓濾機(jī)更換后排空不足;⑤原液頂部加熱器部分堵塞，計(jì)量泵磨損干轉(zhuǎn);⑥廢原液加入量過多，原液溫度低，內(nèi)外環(huán)溫度低，氮?dú)鉁囟鹊?，甬道壁溫度低。抖?dòng)絲：①原液含固量高，噴絲板孔處原液溫度過高;②氮?dú)饬髁?、流速不穩(wěn)定，產(chǎn)生過度湍流;③氮?dú)夥峙浒逍孤?、松?dòng)，氮?dú)鉃V網(wǎng)臟或壞;④甬道真空箱濾網(wǎng)堵塞，視鏡箱門泄漏;⑤原液總管壓力低，主氮溫度過高，上甬道加熱器溫度過高。失控孔：①原液溫度低（含固量變化較大），有氣泡、水;②甬道旦數(shù)波動(dòng)大。

2.控制措施。孿生絲、慢孔、抖動(dòng)絲、失控孔、“魚餌”出現(xiàn)后可根據(jù)上文所述的產(chǎn)生原因逐條進(jìn)行排查，找出不符合工藝參數(shù)的項(xiàng)目，通過調(diào)整參數(shù)使之達(dá)到工藝要求。設(shè)備機(jī)械方面的問題，維修或更換設(shè)備元件;原液質(zhì)量的問題，則根據(jù)工藝要求改善原液質(zhì)量，完善工藝條件;所有的條件滿足工藝要求后，更換噴絲板，使超尺寸纖維得以控制。生產(chǎn)中出現(xiàn)超尺寸纖維產(chǎn)品，除實(shí)施上述措施后，還要做好如下工作：（1）對產(chǎn)生超尺寸纖維的紡位，停位換板運(yùn)行正常后，及時(shí)追蹤到下道工序，將相對應(yīng)產(chǎn)生的不合格纖維進(jìn)行分離，并用分離卡標(biāo)示出來。（2）加強(qiáng)對產(chǎn)生超尺寸纖維紡位的內(nèi)、外環(huán)溫度、視鏡箱密封、主氮?dú)夥峙浒宓汝P(guān)鍵甬道條件的檢查維護(hù)，進(jìn)一步完善紡絲機(jī)硬件條件。（3）因質(zhì)量斷頭停下的紡位重新升位后，首先檢查絲束質(zhì)量，如果紡位仍然慢孔，禁止引絲，停位換板。（4）對出口噴淋的水量，清潔導(dǎo)絲器的間隙大小、溢流盒水量以及傳感羅拉的角度進(jìn)行檢查，確保其在工藝要求的范圍。（5）新生的紡位觀察其運(yùn)行正常后，及時(shí)將絲束打人清潔導(dǎo)絲器中，同時(shí)關(guān)好甬道門。（6）檢測數(shù)采顯示報(bào)警的內(nèi)、外環(huán)溫度，確認(rèn)達(dá)到工藝要求，對存在偏差的，通過疏通疏水管道、更換疏水器、檢查三通球閥等措施，使溫度達(dá)到工藝要求。

結(jié)束語：

總而言之，干法腈綸纖維因其工藝合理性較高，從而使纖維本身具有良好的紡織性能。在實(shí)際加工中，只需要對加工過程進(jìn)行合理、有效的控制，并對可能影響加工質(zhì)量的問題進(jìn)行注意，便能夠加工出性能優(yōu)良的產(chǎn)品。

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