第8章新型化学纤维.ppt

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1、第八章第八章 新型化学纤维的性能及生产新型化学纤维的性能及生产一、一、Lyocell纤维纤维（一）概述（一）概述 莱塞尔（Lyocell）纤维是目前已实现工业化生产的使用有机溶剂法的再生纤维素纤维，它是以季铵类氧化物N甲基吗啉N氧化物（简称NMMO）为溶剂，将纤维素浆泊溶解后进行纺丝而成。l工艺流程简单，生产周期短：粘胶纤维和Modal纤维：40h；Lyocell：3hl生产中不污染环境：溶剂回收率99.9%l原材料消耗少：l粘胶纤维：1.732.50t烧碱等化工料/t纤维lLyocell纤维：0.050.08tNMMO/t纤维l原料丰富：木材、棉短绒、甘蔗渣l产品：棉的舒适性、涤纶的强度、粘

2、胶纤维的悬垂性、蚕丝般的手感 第一节第一节 新型再生纤维素纤维新型再生纤维素纤维（二）（二）LyocellLyocell纤维结构及性能纤维结构及性能1 1LyocellLyocell纤维结构纤维结构l分子结构分子结构 纤维素，聚合度400700（生产过程物理过程，木浆纤维素结构没有被破坏，聚合度较高纤维强度较高）l形态结构形态结构 皮芯层结构；截面（椭圆形或圆形）；纵向（光滑均一）l聚集态结构聚集态结构 高结晶（Lyocell 63.9%，粘胶40%）且晶粒较大（使纤维弹性模量、刚性、脆性及织物尺寸稳定性提高）、高取向（Lyocell双折射率0.050.07；粘胶0.02）2 2性能性能l机械

3、性能机械性能强度：较高（原因：纤维素不降解、结晶度高、取向度高）湿强80%干强生产高支轻薄纱线织物伸长：较低，织物水洗后变形小初始模量和湿模量：较高织物尺寸稳定性、抗皱勾结强度：较大l沸水收缩率沸水收缩率 较小（Lyocell 2.68%；粘胶4.09%）原因：Lyocell结晶度较大，晶粒较大l对碱溶液的稳定性对碱溶液的稳定性 较高丝光处理l吸湿膨润性吸湿膨润性 吸湿膨润的异向特点（径向40%，轴向0.03%）纺丝牵伸诱导结晶原纤的结晶化沿纤维轴向排列轴向结合力；径向力层状排列湿润下分子进入无定形区大分子链间的横向结合被切断分子间距加大纤维变粗 较高的径向膨润率织物湿加工困难 较低的纵向膨润

4、率在湿加工后尺寸稳定性好l舒适性舒适性 回潮率、保水率人出汗时吸收汗液热传导能力和汗湿汽传导能力当人体蒸发的汗液和热量被织物吸收后，又能很快从织物表面扩散出去人体感到凉爽（三）（三）LyocellLyocell纤维原纤化纤维原纤化l原纤化定义原纤化定义 湿态下纤维与纤维或与金属等物体发生湿磨损时，原纤沿纤维主体剥离成为直径小于14m的巨原纤以及进而裂为更加细小的微原纤的过程l原纤化结果原纤化结果 微小细原纤部分脱离纤维主体纤维或织物多毛染色后：无光、可洗烫性差lLyocellLyocell纤维与原纤化纤维与原纤化纺丝过程：干湿法纺丝纤维皮芯结构（皮层结构致密且较薄；芯层结构疏松且较厚）原纤化水

5、溶胀作用 纤维轴向有排列规则的微孔（直径1530nm）水溶胀 纤维较高的结晶度和取向度，而微纤间的横向结合力较弱湿润下非晶态或无定形态的纤维素吸收相当于自身重量几倍的水而膨胀伸长部分氢键被破坏结合力减弱由于连续摩擦及振动原纤从纤维表面分离出来原纤化l原纤化控制原纤化控制纤维制造阶段：纺丝中加入交联剂+调整纺丝工艺参数+对纤维进行处理染整阶段：机械控制+纤维素酶处理+交联处理染色交联：选用多官能团的染料（活性染料）l原纤化应用原纤化应用 仿桃皮+仿麂皮（四）（四）LyocellLyocell纤维生产工艺控制及主要设备纤维生产工艺控制及主要设备 Lyocell纤维生产工艺流程纤维生产工艺流程1 1

6、工艺控制工艺控制l原料准备原料准备浆粕：木浆或棉浆，纯度大（纤维素96.5%99%），聚合度小 （650700：纤维素降解不明显）溶剂：NMMO（含水4.5%19%）l纺丝液制备纺丝液制备纤维素的溶解：浆粕+NMMO+水90125，2h黏稠溶液（纤维素 15%18%，黏度700750Pas）过滤脱泡l纺丝纺丝 干喷湿法纺丝，即通过空气夹层的湿法纺丝。Lyocell纤维纺丝拉伸装置示意图纤维纺丝拉伸装置示意图1原液罐原液罐 2计量泵计量泵 3喷丝头组件喷丝头组件 4空气夹层空气夹层 5凝固浴凝固浴 6导丝辊导丝辊 7水洗浴水洗浴 8卷绕辊卷绕辊喷丝孔孔经及长径比：0.100.15mm，长径比纺丝

7、流体在喷出前取向拉伸气体夹层高度：拉伸和轴向变形主要区段。30mm；高度纺丝线的液流段太长断裂凝固条件：凝固浴浓度：50%NMMO（浓度双扩散速度凝固速 度；浓度表层凝固阻碍双扩散内层凝固速度）凝固浴温度：15拉伸倍数：712，主要在气体夹层区，拉伸倍数纤维双折射率断裂强度纺丝速度：4050m/min，纺丝速度产量l纤维后处理及后加工纤维后处理及后加工 Lyocell纤维凝固后，经过水洗、上油、干燥、卷曲、切断、打包就可出厂。l溶剂回收溶剂回收 2 2LyocellLyocell纤维的生产设备纤维的生产设备.由制浆机、薄膜蒸发机构成的纺丝液制备体系由制浆机、薄膜蒸发机构成的纺丝液制备体系1称重

8、传送皮带称重传送皮带 2电动机电动机 3转子转子 4物料进口物料进口 5加热介质进口加热介质进口 6旋转叶片旋转叶片 7供热夹套供热夹套 8水蒸气排出口水蒸气排出口 9浓浓浆排出泵浆排出泵 10浓缩的浆粕悬浮液浓缩的浆粕悬浮液 11接受器接受器 12加热介质出口加热介质出口 13内壁内壁 14分配环分配环 15进口进口 16水蒸气排出口水蒸气排出口B，B造纸的制浆机造纸的制浆机 C薄膜蒸发机薄膜蒸发机 D薄膜蒸发机薄膜蒸发机（注：图中省（注：图中省B、B轮流使用）轮流使用）二、竹纤维二、竹纤维（一）概述（一）概述l定义定义 以大自然的速生常青植物竹子为原料生产的纤维。l分类分类 原生竹纤维和再

9、生竹纤维。原生竹纤维：竹原纤维、天然竹纤维常采用竹子碾平、扭转、梳理，而后再对竹纤维脱胶、去除糖分、脂肪、消毒、晾干而成，它保留了竹子抗菌、除螨、清热、解毒的特性和天然清香机械、物理过程再生竹纤维：竹浆纤维、竹粘胶纤维竹子竹浆粕化学变化纺丝后加工（二）再生竹纤维（二）再生竹纤维l结构结构化学成分：纤维素81.5%、木质素10.1%、半纤维素、脂蜡质、杂质形态：纵向（光滑、均一，多条浅的沟槽）截面（圆形，边缘为不规则锯齿形，多孔隙）超分子：结晶度31.6%、聚合度280、取向度0.023l性能性能强度较低、伸长度较大：结晶度、取向度、吸湿强度、伸长度卷曲性能好、可纺性好抗菌、抑菌、防紫外线性和保

10、健功能：竹醌（抗菌、抑菌）；竹蜜和果胶 （皮肤保健）；紫外线透过率几乎为零较好的吸湿性、透气性：羟基、横截面的高度中空较好的染色均匀性：羟基生物降解性：微生物（二氧化碳+水）其它良好性能：良好的悬垂性，耐磨性，光泽亮丽，不易褪色，丝质感觉，手感柔和、光滑。l生产工艺生产工艺 竹纤维的生产类似于粘胶纤维等再生纤维的生产，即先将竹子制成浆粕，再纺丝而成。浆粕的生产：竹子（纤维素40%50，木质素20%30%）预水解碱煮法或二次蒸煮法竹浆粕（纤维素81.5%，木质素10%）纺丝、后处理及后加工：与普通粘胶纤维基本相似 浆板浸渍压榨粉碎老成磺化研磨溶解过滤脱泡过滤纺丝牵伸切断后处理干燥打包三、三、Mo

11、dal纤维纤维 Modal 纤维是奥地利兰精公司生产的，它是由木浆粕制造而成的新一代再生纤维素纤维，具有环保性，使用后可生物降解处理。其轻柔、滑糯，有丝的光泽且吸湿透气性好，染色均匀，色牢度好。其干强、湿强优于传统的纤维素纤维，可纺细号纱。lModalModal纤维的结构纤维的结构 Modal纤维属于再生纤维素纤维，由纤维素大分子构成。Modal纤维采用高湿模量粘胶纤维的制造工艺，从其性能看它属于变化型高湿模量纤维。Modal纤维成形时，粘胶中有变性剂，凝固浴中ZnSO4含量较高，故Modal纤维的截面为圆滑的皮芯结构，皮层厚度大于普通粘胶纤维。Modal纤维属于皮芯纤维，具有与超强力粘胶纤维

12、近似的皮层结构，而其芯的结构则与波里诺西克纤维比较近似。皮层贡献了韧性，而芯层则贡献了刚性。lModalModal纤维的性能纤维的性能物理机械性能：干强较大，湿强略低于棉，大于粘胶纤维，柔软顺滑，丝 质感觉；湿态伸长较小，纤维的干态伸长介于棉和粘胶之间。化学性质：耐碱性较好，但不耐酸。染色性：染色性能较好且经过多次洗涤仍保持鲜艳如新，色牢度好。耐热性、耐目光性：在150左右强力开始下降，180200分解。微生物降解性：可以自然降解。耐洗性：与棉织物一起经过25次洗涤后，柔软度、亮洁度都比好。其它性能：柔软、光洁，色泽艳丽，织物手感特别滑爽，光泽亮丽。l形态结构形态结构皮芯结构：共聚部分蛋白质在

13、湿法纺丝中先凝固纤维芯层 共混部分蛋白质在湿法纺丝中后凝固纤维皮层截面（哑铃形或不规则三角形）；纵向（表面光滑，凹凸沟槽，卷曲）（二）性能（二）性能l外观（视角效果）外观（视角效果）光泽、悬垂性、织纹细腻l舒适性舒适性 手感柔软、滑爽、质地轻薄l染色性能染色性能 本色为淡黄色，酸性染料、活性染料染色，色牢度好l保健功能性保健功能性 大豆蛋白纤维（氨基酸）与人体皮肤亲和性好保健中草药（纺丝时加入）与蛋白质链以化学键相结合药效持久l导湿性导湿性 纤维表面沟槽导湿性优于棉避免织物由于汗湿而紧贴在身体上第二节第二节 新型再生蛋白质纤维新型再生蛋白质纤维一、大豆蛋白纤维一、大豆蛋白纤维 以榨油后的的大豆

14、废粕为原料，利用高新技术，将豆粕中的球蛋白分离提纯，并通过助剂、药物分子处理，使提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基和氨基等高聚物改性剂，制成一定浓度的的大豆蛋白质纺丝液，经湿法纺丝工艺和后加工处理而成大豆分离蛋白质和聚乙烯醇高分子共聚共混纺丝而成。（蛋白质：23%55%，聚乙烯醇：45%77%）（一）结构（一）结构l化学结构化学结构 大豆蛋白纤维的蛋白质含量为23%55%，聚乙烯醇高分子聚合物含量为45%77%。蛋白质是由氨基酸组成的，大豆蛋白纤维含有1617种氨基酸。在氨基酸的侧基上有不同的活性基团，如OH、NH、COOH等，能参与各种化学反应。在大豆蛋白纤维纺丝过程中，大豆蛋白纤维中酪氨

15、酸、组氨酸等能与聚乙烯醇分子上的羟基反应，形成交联；同时，在醛化交联过程中，聚乙烯醇分子间、大豆蛋白分子间以及聚乙烯醇分子和大豆蛋白质分子间都有可能产生各种交联结构。l形态结构形态结构皮芯结构：共聚部分蛋白质在湿法纺丝中先凝固纤维芯层 共混部分蛋白质在湿法纺丝中后凝固纤维皮层截面（哑铃形或不规则三角形）；纵向（表面光滑，凹凸沟槽，卷曲）（二）性能（二）性能l外观（视角效果）外观（视角效果）光泽、悬垂性、织纹细腻l舒适性舒适性 手感柔软、滑爽、质地轻薄l染色性能染色性能 本色为淡黄色，酸性染料、活性染料染色，色牢度好l物理机械性能物理机械性能l吸湿性吸湿性 蛋白质分子中含大量氨基、羧基、羟基等亲

16、水基团吸湿好l湿热稳定性湿热稳定性聚乙烯醇OH湿热稳定性110水浴明显收缩解决方法：缩甲醛封闭OH湿热稳定性收缩率（注意纤维游离甲醛含量）（三）生产及质量控制（三）生产及质量控制 大豆蛋白纤维是以豆粕为原料，利用生物工程技术提取豆粕中的球蛋白并提纯，提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基和氰基高聚物配制成一定浓度的蛋白纺丝液，经熟成后用湿法纺丝工艺纺成单丝0.93.0dtex的丝束，通过醛化稳定纤维的性能，再经过牵伸、卷曲、热定型、切断等工序生产出各种长度规格的大豆蛋白短纤维。大豆蛋白纤维生产工艺流程图大豆蛋白纤维生产工艺流程图l原料原料 从大豆豆粕中提取，该豆粕是农副产品大豆榨过油的饼粕l纺丝

17、溶液黏度纺丝溶液黏度 在黏度小于410MPas范围内，黏度越大，可纺性越好。蛋白质浓度大于14%时，纺丝溶液黏度过大，无法纺丝；低于12.5%时，纺丝溶液黏度太低，纺不出理想纤维。l蛋白质溶液蛋白质溶液pHpH值值 大豆蛋白纺丝液是将高纯度大豆蛋白质在碱的作用下，调制而成。在碱性条件下，有助于分子间相互作用，蛋白质中的疏基（SH）和二硫键（SS）的交换反应较易进行，有利于提高蛋白质的溶解度，增加纺丝液黏度。当溶液pH4.6时（酸性增强），蛋白质溶解度随pH值的增加而减小；当 pH4.6时（碱性增强），其溶解度明显增大。因此，从大豆分离蛋白质的溶液pH值控制在蛋白质的等电点4.64.8较适宜。l

18、喷丝孔的长经比喷丝孔的长经比 由于大豆蛋白质纤维可纺性较差，因而选择大的长径比有利于纤维成形，提高可纺性。在蛋白质浓度、纺丝速度一定的情况下，喷丝孔长径比为60时，纤维可纺性以及强度最好。二、蜘蛛蛋白纤维二、蜘蛛蛋白纤维（一）蜘蛛丝（一）蜘蛛丝1 1结构结构l化学组成：蜘蛛丝和蚕丝相似（蛋白质），基本组成单元为氨基酸酸。l形态结构：横截面：接近圆形，蜘蛛丝是单丝，不需要丝胶来粘住两根丝；纵向：丝中央有一道凹缝痕迹l超分子结构：蜘蛛丝蛋白构成的高分子化合物微原纤原纤蜘蛛丝 结晶度=55%60%蚕丝结晶度l蜘蛛丝网主要包的丝：扑捉丝(扑获猎物)：蜘蛛的鞭毛腺体中合成拉索丝或径向丝和园周网丝：径向丝

19、和圆周丝蛋白则是在蜘蛛的壶腹腺中合成2 2性能性能l力学性能：高强、高弹、韧性强、初始模量大、断裂功高、耐低温性 高强：结晶区的分子链间以氢键结合分子间作用力强度高弹：不规则纠结状的蛋白分子链 蜘蛛丝上80%的水分薄膜包住蜘蛛网中的连接点丝纠结、稳固弹性 初始模量大、断裂功大：初始模量=芳纶Kevlar纤维的高强高模 断裂伸长率36%50%（Kevlar2%5%）l耐低温性：40时仍有弹性l其他性能：质轻、密度小、光滑、闪亮，耐紫外线性能强（二）再生蜘蛛蛋白纤维（二）再生蜘蛛蛋白纤维l牛羊乳蜘蛛丝法牛羊乳蜘蛛丝法 生物技术复制蜘蛛丝蛋白的合成基因山羊乳腺细胞山羊生产的羊奶中就含有类似于蜘蛛丝蛋

20、白的蛋白质提炼出蜘蛛蛋白（纯度可高达70%90%）再生蜘蛛蛋白纤维l微生物植物吐丝法微生物植物吐丝法 蜘蛛丝基因细菌、酵母或植物微生物发酵蜘蛛丝的蛋白质纺嘴挤出再生蜘蛛蛋白纤维l植物生产蜘蛛丝蛋白质法植物生产蜘蛛丝蛋白质法 转基因方法或将能产生蜘蛛丝蛋白的基因植物（花生、烟草和谷物）大面积种植植物植物大量生产出类似蜘蛛丝蛋白的蛋白质提取再生蜘蛛蛋白纤维l蚕吐蜘蛛丝法蚕吐蜘蛛丝法 转基因技术中“电穿孔”的方法将蜘蛛的基因注入只有半粒芝麻大的蚕卵家蚕分泌出含有蜘蛛丝基因的丝再生蜘蛛蛋白纤维l化学合成蜘蛛丝方法化学合成蜘蛛丝方法 模仿蜘蛛丝的组成元素和结构化学合成“有蜘蛛丝功能”的高分子纤维。第三节

21、第三节 新型合成纤维新型合成纤维一、聚乳酸纤维一、聚乳酸纤维（一）概述（一）概述l定义定义 聚乳酸纤维PLA是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸，再经聚合、熔融纺丝而制得的合成纤维。l聚乳酸纤维的自然循环系统聚乳酸纤维的自然循环系统（二）聚乳酸纤维制造（二）聚乳酸纤维制造1、乳酸、乳酸 70%生物工程发酵法，30%化学合成法l生物工程发酵法：玉米（含淀粉）+糖化酶（生物催化剂）葡萄糖+乳酸菌（由麦芽汁培养）发酵68h，均匀搅拌；3550，再发酵80h发酵液用石灰乳中和至微碱性煮沸（杀菌）冷却过滤重结晶（热水）50%硫酸硫酸钙沉淀 乳酸减压蒸发70%工业用乳酸乙醚溶解工业乳酸脱色（活性炭

22、）过滤蒸发乙醚 纯乳酸目前最大生产商：美国卡吉尔Cargill；荷兰purao公司；l化学合成法：乙醛氢氰酸合成法、丙烯腈合成法2 2聚乳酸聚乳酸l直接缩聚法直接缩聚法溶液缩聚：原始：聚合度低，M5000（反应体系存在乳酸、水、聚酯、丙交酯平衡；反 应副产物水在黏性物中难以除去不能保证反应向正反应进行）；聚合 物带色（聚合温度180）；改进：二苯醚添加溶剂中共沸除水（二氯化锡催化剂；对甲苯磺酸阻色剂）先溶液缩聚低分子聚乳酸固相后缩聚高分子聚乳酸（M=300000）熔融固相缩聚：密闭体系，乳酸固相缩聚，氧化钙脱水剂高分子聚乳酸 （M=250000）微波辅助聚合：微波加热（热从材料内部产生有利于水

23、脱除）l开环聚合开环聚合 应用广，M=2000001000000（脱水在乳酸丙交酯这步，体系黏度低，容易脱水）3 3、聚乳酸纤维（、聚乳酸纤维（PLAPLA纤维）纤维）熔融纺丝、溶液纺丝l熔融纺丝熔融纺丝*工艺流程：同PET纤维*工艺控制：原料预处理：聚乳酸树脂：高真空干燥（PLA酯键水解M纤维质量）醋酸酐、吡啶使PLA末端OH乙酰化PLA热稳定性 抗氧剂（亚磷酸三壬基苯酯：TNPP）聚乳酸树脂热氧稳定性工艺参数：纺丝温度185230，拉伸倍数47倍*特点：工艺成熟、环境污染小、生产成本低、成为主导方法；但PLA水解和 热降解，故必须原料预处理l溶液纺丝溶液纺丝*工艺流程：聚乳酸树脂纺丝溶液过

24、滤计量喷丝板出丝溶剂蒸发纤 维成形卷绕拉伸纤维成品*特点：聚乳酸树脂热降解小，纤维强度较高；但溶剂（二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯）有毒，纺丝环境恶劣，溶剂回收 困难，需作特殊处理，纤维生产成本高中试阶段l静电纺丝静电纺丝*定义：带电荷的高分子溶液或熔体静电场流动形变溶剂蒸发或熔体冷却 固化纳米级至亚微米级（51000nm）的超细纤维接收屏非 织造超细纤维膜附加特殊装置将超细纤维纺成纱线*装置：高压电源+给料装置+喷射装置+收集装置*特点：优点：超细纤维 缺点：产量很低（1mgh1gh）；纤维力学强度不高（三）聚乳酸纤维的性能（三）聚乳酸纤维的性能 l 物理机械性能物理机械性能 聚乳酸纤维结构规整，

25、具有较高的结晶度（约为83.5%）、较高的拉伸强度和较好的柔软性，具有较好的物理机械性能，与聚酯和聚酰胺纤维比较，PLA纤维具有更好的手感和悬垂性，比重低，抗紫外线好，可燃性差、发烟量小，有较好的卷曲性和保型性。l生物降解性生物降解性 聚乳酸纤维的生物降解性优于合成纤维和纤维素纤维，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可完全分解成二氧化碳和水，是一种完全意义上的环保纤维。聚乳酸纤维降解的原因是聚合物链上酯键的水解。它的降解方式是必须先行水解，之后方可进行酶解。二、水溶性纤维二、水溶性纤维 在水中溶解或遇水缓慢水解成水溶性分子（或化合物）的纤维，其品种有水溶性聚乙烯醇（PVA）纤维、海藻纤维、

26、羧甲基纤维素纤维。水溶性PVA纤维是目前世界上生产的唯一溶于水的合成纤维，它不仅成本低，而且性能比其他水溶性纤维好。（一）水溶性（一）水溶性PVCPVC纤维性能纤维性能l水溶性水溶性 膨润收缩和溶解分散 水溶纤维热水纤维吸水膨润随之产生收缩水温纤维达到最大收缩率纤维就被溶断成胶状片段水温或处理时间PVA就以分子形式溶解分散而成为均匀的溶液。l物理机机性能物理机机性能 水溶性纤维除用作高吸湿卫生用品外，通常都不作为结构材料而保留在最终成品中，它们总是在加工过程的某一个阶段，为取得某种效果而被溶去物理机械性能无较高要求。l环保性能环保性能 自然分解（二）水溶性（二）水溶性PVCPVC纤维的制取方法

27、纤维的制取方法1 1、聚乙烯醇的制备、聚乙烯醇的制备 游离态乙烯醇不稳定不能用乙烯醇为单体合成聚乙烯醇；l醋酸乙烯的制备醋酸乙烯的制备乙炔法：200左右，常压、气相通到以活性炭等为载体的催化剂醋酸锌乙烯法：200以上，加压，催化剂（钯一金），助催化剂（醋酸钾或醋酸钠），载体（活性氧化铝或硅胶）l聚醋酸乙烯的制备聚醋酸乙烯的制备 通常是以甲醇为溶剂采用溶剂聚合法制得。化学反应：主反应：主要副反应：工艺流程：醋酸乙烯溶液聚合工艺流程醋酸乙烯溶液聚合工艺流程1引发剂配制槽引发剂配制槽 2引发剂贮槽引发剂贮槽 3计量泵计量泵 4换热器换热器 5第一聚合釜第一聚合釜 6，8冷凝器冷凝器 7，10泵泵9第

28、二聚合釜第二聚合釜 11脱单体塔脱单体塔 12醋酸乙烯一甲醇分离塔醋酸乙烯一甲醇分离塔 13一沉析槽一沉析槽工艺控制：引发剂：偶氮二异丁腈（AIBN）；以甲醇为醋酸乙烯聚合的溶剂时，一般将引 发剂配成一定浓度的甲醇溶液 溶剂：甲醇、无水乙醇、苯、甲苯、醋酸乙酯、丙酮 甲醇：溶解单体和聚合物；分子量调节剂；聚乙烯醇的凝固剂；转化率：5O%60%转化率未反应单体经济性好 聚合产物的支化度、分子量分布变宽产品品质聚合时间：4.55.0h 聚合时间生产能力，但产品的分子量分布宽聚合温度：6465 链转移及副反应的活化能正常链增长反应的活化能升高温度会加 速链转移反应和副反应 l聚乙烯醇的制备聚乙烯醇的

29、制备化学反应：聚醋酸乙烯在甲醇中醇解：聚醋酸乙烯在氢氧化钠中醇解：工艺流程：高碱醇解法（湿法醇解）：反应体系中含水量6%，每摩尔聚醋酸乙烯链 节需加碱0.10.2mol。氢氧化钠以水溶液的形 式加入，所以此法也称。该法的特点是醇解反应 速度快，设备生产能力大，但副反应较多，碱催 化剂耗量也较多，醇解残液的回收比较复杂。低碱醇解法（干法醇解）：反应体系中含水量0.1%0.3%，每摩尔聚醋酸乙 烯链节需加碱0.010.02摩尔。氢氧化钠是以甲醇 溶液的形式加入。该方法副反应少。醇解残液的回 收比较简单，但反应速度较慢，物料在醇解机中的 停留时间较长。低碱醇解法工艺流程示意图低碱醇解法工艺流程示意图

30、1碱液调配槽碱液调配槽 2树脂中间槽树脂中间槽 3，4泵泵 5混合机混合机 6皮带醇解机皮带醇解机 7，8粉碎机粉碎机9洗涤釜洗涤釜 10中间槽中间槽 11蒸发机蒸发机12连续式固连续式固液分离机液分离机 13干燥机干燥机工艺控制：碱摩尔比：碱摩尔比是指进入醇解反应的氢氧化钠量对聚醋酸乙烯量的摩尔比。0.110.12（高碱醇解法）；0.0120.016（低碱醇解法）碱摩尔比醇解度、副反应聚醋酸乙烯浓度：聚醋酸乙烯量醇解反应的初始速度醇解后期反应速度减 缓效应出现得较早使所得聚乙烯醇的酸解度（高碱醇解明 显；低碱醇解不明显）醇解介质的含水率：湿法醇解的反应速度较快，但所耗用的碱量和副产物醋酸钠的

31、含量也多；干法醇解的反应速度较低，而耗用的碱量和生成的醋酸钠的含量明显减少；醇解温度：50（链转移及副反应的活化能正常链增长反应的活化能升高温 度会加速链转移反应和副反应）醇解时间：高碱醇解时，醇解反应速度快，醇解时间lmin；低碱醇解时，反应速度慢，醇解时间15min。聚合度：17902 2、聚乙烯醇纤维的生产、聚乙烯醇纤维的生产l纺丝原液的制备纺丝原液的制备 乙烯醇水溶液 PVA水洗脱水精PVA溶解混合过滤脱泡纺丝原液水洗：降低聚乙烯醇中醋酸钠含量（0.050.2），否则将使纤维在 热处理时发生碱性着色；除去物料中一部分分子量过低的聚乙烯醇；聚乙烯醇适度膨润，有利于溶解；水洗温度3040，

32、长网式水洗机；挤压脱水：保证水洗后聚乙烯醇的醋酸钠含量（避免纤维热定型时的碱性着 色）和稳定的含水率（避免溶解时的浓度控制发生困难）。精PVA：含水率6065对应：压榨率70溶解：9598热水、24h聚乙烯醇水溶液14%18（湿法纺丝）；30%40（干法纺丝）过滤、脱泡：l纺丝成形纺丝成形湿法纺丝：PVA水溶液喷丝头凝固浴（高浓度硫酸钠溶液）初 生纤维湿热牵伸干燥干热牵伸热定型短纤维干法纺丝：高浓度的PVA水溶液喷丝头热空气溶剂蒸发凝固 成丝初生纤维干热牵伸热定型主要长丝增塑熔融纺丝：增塑剂（水、乙醇、甘油）PVA增塑120 150成半熔化喷丝头空气冷却凝固初生纤 维干热牵伸热定型硼酸凝胶纺丝：已添加硼酸的PVA凝胶液喷丝头凝固浴（NaOH 和硫酸钠溶液）成形、交联交联的纤维湿热牵 伸、热处理返回目录