腈綸第四次課

1、第六節(jié)第六節(jié) 聚丙烯腈纖維后加工聚丙烯腈纖維后加工 （post treatment；post processing）一、濕法成形濕法成形PAN纖維后加工工藝路線纖維后加工工藝路線 （mathod of PAN fiber post processing）初生纖維初生纖維(as-spun fiber) 拉伸拉伸(drawing) 水洗水洗(water flushing) 上油（上油（oiling） 干燥致密化干燥致密化(dry densification) 卷曲卷曲(crimping) 熱定型熱定型(heat setting) 干燥干燥(drying) 切斷切斷(cutting) 打包打包(wr

2、apping；packing)預(yù)熱浴預(yù)熱浴濕熱二段拉伸濕熱二段拉伸（drawing in preheating bath and wet-heating drawing）初生纖維初生纖維(as-spun fiber) 預(yù)熱浴拉伸（預(yù)熱浴拉伸（drawing in preheating bath） 濕熱拉伸（濕熱拉伸（wet drawing） 水洗水洗(water flushing) 上油（上油（oiling） 干燥致密化干燥致密化(dry densification)(水或蒸汽；浴溫：水或蒸汽；浴溫：95100；拉伸；拉伸810倍倍) （水洗到溶劑含量小于（水洗到溶劑含量小于0.1%）(506

3、0；2.53% 溶劑；拉伸溶劑；拉伸 1.52.5倍倍)二、二、 各工序的主要作用及工藝條件各工序的主要作用及工藝條件 （actions of each sequence and process conditions）1、拉伸（、拉伸（drawing）預(yù)熱浴拉伸（預(yù)熱浴拉伸（drawing in preheating bath）A、預(yù)熱浴拉伸的目的（、預(yù)熱浴拉伸的目的（purpose or aim）(a) 脫溶劑化脫溶劑化(b) 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)單元之間的作用力加強(qiáng)結(jié)構(gòu)單元之間的作用力(c) 脫除大分子中氰基與水分子的締合體脫除大分子中氰基與水分子的締合體(d) 提高可拉伸性提高可拉伸性 B、預(yù)熱浴拉

4、伸的溫度（、預(yù)熱浴拉伸的溫度（drawing temperature）預(yù)熱浴拉伸的溫度為預(yù)熱浴拉伸的溫度為5565。（2）濕熱拉伸）濕熱拉伸(wet-heating drawing) A、拉伸介質(zhì)（、拉伸介質(zhì)（medium of drawing）先拉伸后水洗先拉伸后水洗一定濃度的溶劑為介質(zhì)一定濃度的溶劑為介質(zhì)先水洗后拉伸先水洗后拉伸水為介質(zhì)水為介質(zhì) B、拉伸倍數(shù)（、拉伸倍數(shù)（drawing ratio） 一般腈綸的總拉伸倍數(shù)為一般腈綸的總拉伸倍數(shù)為10倍以上倍以上（3）拉伸后纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化）拉伸后纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化 （fiber morphology after drawing） a. 初

5、生纖維的微孔拉長(zhǎng)變細(xì)初生纖維的微孔拉長(zhǎng)變細(xì) b. 生成由大分子鏈?zhǔn)M成的微纖生成由大分子鏈?zhǔn)M成的微纖 c. 微纖與微纖之間有結(jié)點(diǎn)連接微纖與微纖之間有結(jié)點(diǎn)連接2、水洗（、水洗（water flushing） 水洗的目的（水洗的目的（purpose）: 主要是除去絲束中含有的一定量的溶劑，一般溶劑含量小于主要是除去絲束中含有的一定量的溶劑，一般溶劑含量小于0.1%。 水洗溫度（水洗溫度（temperature of water）: 水洗溫度一般為水洗溫度一般為50左右左右3、上油（、上油（oiling） 上油的目的：上油的目的： 增加纖維之間的抱合力增加纖維之間的抱合力 增加抗靜電性，減少摩擦增

6、加抗靜電性，減少摩擦 提高紡織加工性能提高紡織加工性能 毛型腈綸的上油率：毛型腈綸的上油率：0.20.3% 棉型腈綸的上油率：棉型腈綸的上油率：0.40.5%4、干燥致密化（關(guān)鍵工序）（、干燥致密化（關(guān)鍵工序）（dry densification）（1）干燥致密化的作用（）干燥致密化的作用（action of dry densification） A、去除水分、去除水分 B、消除拉伸后纖維內(nèi)部存在的內(nèi)應(yīng)力及存在的缺陷，、消除拉伸后纖維內(nèi)部存在的內(nèi)應(yīng)力及存在的缺陷， 并提高尺寸穩(wěn)定性。并提高尺寸穩(wěn)定性。 C、使纖維內(nèi)部孔洞彌和，結(jié)構(gòu)緊密，提高強(qiáng)度及染色均勻性。、使纖維內(nèi)部孔洞彌和，結(jié)構(gòu)緊密，提高

7、強(qiáng)度及染色均勻性。（2） 干燥致密化后纖維結(jié)構(gòu)的變化干燥致密化后纖維結(jié)構(gòu)的變化 （fiber structure after dry densification） A、 微孔和裂隙融合微孔和裂隙融合 B、纖維密度提高，比表面積下降（、纖維密度提高，比表面積下降（290m2/g下降到下降到0.50.9m2/g） C、序態(tài)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，、序態(tài)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，Tg升高升高 D、脫溶脹引起纖維徑向軸向收縮、脫溶脹引起纖維徑向軸向收縮 E、結(jié)晶粒子大小和準(zhǔn)晶區(qū)取向度的變化、結(jié)晶粒子大小和準(zhǔn)晶區(qū)取向度的變化 結(jié)晶粒子變大（結(jié)晶粒子變大（30A 50A）,準(zhǔn)晶區(qū)取向度準(zhǔn)晶區(qū)取向度不變或略下降。不變或略下降。（3）干燥

8、致密化后纖維性能的變化）干燥致密化后纖維性能的變化 （fiber properties after dry densification） A、透光率增加、透光率增加20% 93%，白度下降；，白度下降； B、染色的均勻性增加、染色的均勻性增加 C、物理機(jī)械性能提高、物理機(jī)械性能提高（4）干燥致密化的機(jī)理（）干燥致密化的機(jī)理（mechanism of dry densification） A、要有適當(dāng)?shù)臏囟?、要有適當(dāng)?shù)臏囟萒 Tg，使大分子鏈段能比較自由地運(yùn)，使大分子鏈段能比較自由地運(yùn) 動(dòng)，使孔洞壓縮并融合；動(dòng)，使孔洞壓縮并融合；B、脫除水分時(shí)存在微孔負(fù)壓（毛細(xì)管壓力），使水分蒸發(fā)。、脫除水分時(shí)

9、存在微孔負(fù)壓（毛細(xì)管壓力），使水分蒸發(fā)。（5）干燥致密化的工藝條件）干燥致密化的工藝條件 （process conditions of dry densification） A、溫度和時(shí)間、溫度和時(shí)間 (temperature and time) 干燥的溫度：應(yīng)高于纖維的玻璃化溫度。干燥的溫度：應(yīng)高于纖維的玻璃化溫度。 對(duì)于常用的圓網(wǎng)半松弛式干燥機(jī)各區(qū)溫度控制如下：對(duì)于常用的圓網(wǎng)半松弛式干燥機(jī)各區(qū)溫度控制如下： 區(qū)：區(qū)：130， 區(qū)：區(qū)：115，區(qū)：區(qū)：105， 區(qū)：區(qū)：95， 區(qū)：區(qū)：80，區(qū)：區(qū)：70干燥時(shí)間：干燥時(shí)間：18分鐘分鐘B、介質(zhì)的相對(duì)濕度（、介質(zhì)的相對(duì)濕度（relative h

10、umidity of medium）C、張力、張力(stress)5、熱定型（、熱定型（heat setting）熱定型的目的熱定型的目的 （1）熱定型過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)的變化）熱定型過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)的變化 (effect of heat setting on fiber supermolecular structure) 結(jié)構(gòu)主要是發(fā)生兩種變化：結(jié)構(gòu)主要是發(fā)生兩種變化： 一是晶粒尺寸變大，二是取向度下降。一是晶粒尺寸變大，二是取向度下降。（2）熱定型對(duì)腈綸性能的影響）熱定型對(duì)腈綸性能的影響 (effect of heat setting on fiber property) 沸水收縮率下降（沸水收

11、縮率下降（8%下降到下降到2%）；）； 鉤強(qiáng)、鉤伸上升；鉤強(qiáng)、鉤伸上升； 染色均勻性增加。染色均勻性增加。（3）熱定型的工藝條件（）熱定型的工藝條件（process conditions of heat setting） A、介質(zhì)的種類（、介質(zhì)的種類（kind of medium） 常用的熱定型傳熱介質(zhì)：常用的熱定型傳熱介質(zhì)： 熱板、空氣浴、水浴、飽和蒸汽或過(guò)熱飽和蒸汽浴等五種熱板、空氣浴、水浴、飽和蒸汽或過(guò)熱飽和蒸汽浴等五種 腈綸常采用汽蒸定型腈綸常采用汽蒸定型 B、 溫度（溫度（160）（）（temperature） 熱定型溫度首先應(yīng)低于熱定型溫度首先應(yīng)低于PAN分解溫度，一般為分解溫度，一般為160左右。左右。 C、熱定型時(shí)間（、熱定型時(shí)間（time） 熱定型時(shí)間與加熱介質(zhì)、定型溫度等有關(guān)。熱定型時(shí)間與加熱介質(zhì)、定型溫度等有關(guān)。 120時(shí)，定型時(shí)間時(shí)，定型時(shí)間14分鐘，分鐘，160時(shí)只要時(shí)只要10秒鐘，高于秒鐘，高于 160時(shí)時(shí)間更短。時(shí)時(shí)間更短。6、卷曲（、卷曲（crimping）卷曲的目的卷曲的目的