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常规氨纶的制备方法

# 氨纶 # 氨纶纤维
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氨纶是一种重要的功能型纺织原料,具有软硬交替排列的结构特点,是目前市场上最具弹性的合成纤维。本文介绍了常规氨纶纤维的制备方法。

 

 

1.干法纺丝法制备氨纶

干法纺丝也称干法溶液纺丝,生产过程分为预聚、扩链及纺丝成形三部分。纺丝源液在热气流之下通过喷丝板喷丝,溶剂在较高温度下挥发,溶质凝固之后再卷绕成型。干法纺丝是其生产中使用最多的方法。有大约80%的氨纶是通过这种方法进行纺丝,纺丝工艺对其回弹力及强度有比较大的影响。

总体而言,干法纺丝的工业化水平高,生产设备健全,产品性能最好。然而,干法工艺比较复杂,设备多、能耗高、生产成本高,生产过程中的溶剂对人体和环境危害极大,回收处理复杂,限制了干法纺丝的进一步发展。提高干法纺丝的竞争力必须寻找绿色环保的新型溶剂、简化工艺的步骤。

 

2.熔融纺丝法制备氨纶

熔融纺丝是升温到热塑性聚氨酯(TPU)切片的熔点之上再进行喷丝形成纤维的过程,有三种常见的方法:一步法、两步法和封端法。反应温度大约在170~210℃间。因为TPU在高温条件下不稳定,一般会添加交联剂来提高产物的力学性能,防止其在高温条件下受热分解。

熔融纺丝具有工艺精简、设备简易、成本低、生产流程快的特点,工业化方便。而且,与溶液纺丝相比,无溶剂生产体系更为环保及友好,解决了溶液纺丝毒性较大、不好后处理的问题。然而,熔融纺丝的工艺还没有完全成熟,喷丝板的消耗速度快,产品力学技能和耐热性能仍然和干法的产品有一定差距,大多用于中低档纺织品的生产,高端纺织品的选择仍然以干法为主。近年来,随着熔融纺丝技术的逐步完善,一些产品已经能够与干法氨纶相媲美,再加上低成本、环保、可持续的特点,熔融纺丝有望成为其产品未来发展的重要方向。

氨纶

3.湿法纺丝法制备氨纶

湿法纺丝和干法纺丝大致相似。在成形步骤上,不同于干法的喷丝进入高温甬道,纺丝原液从泵挤压到喷射头,然后喷入凝固浴中(通常温度低于90℃),溶质慢慢凝结成丝,最终经过集束、干燥,卷绕成其产品。由于生产温度较低,可以与生物大分子和纳米粒子等制备功能性氨纶。

湿纺纺丝主要产出聚酯型弹性纤维,可以在低温下生产差异化的功能纤维,产品的耐氯性最好。与干法纺丝一样,湿法纺丝工艺复杂,生产过程中的溶剂污染比较大,溶剂的回收成本高,后处理复杂。虽然湿法纺丝的生产成本较低于干法纺丝,但湿法纺丝的生产速度较慢,产品性能远低于干法纺丝,目前已经逐渐被其他方法所取代。

 

4.化学纺丝法制备氨纶

化学纺丝作为早期的氨纶生产方法,是在纺丝的过程中利用化学反应控制纺丝液固化成形的速度,生产工艺流程长,成本高,产生的污染物二胺对环境污染大。除了少数公司用于生产细旦丝外,这种纺丝方法基本已经被淘汰。

氨纶纤维

随着氨纶产业的发展和日常生活必需品的升级换代,现有纺丝工艺的不断优化、高效且环保的新型纺丝工艺的研发是氨纶纤维未来发展的主要趋势。

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作者

Nikolay K

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