發布（bù）時間：2024-12-30 14:54:20 人氣：0次
濕法紡絲設備
突然意識到要寫一篇這樣的推文，其實動機是源於我們（men）的（de）一個客戶。他在谘詢紡絲設備時，問了我這樣一個問題：“他說濕法紡絲（sī）是不是一個已經過時的纖維製備方法了？”。聽到他的詢問，我第一感覺其（qí）實（shí）是很驚訝的！作為一個專業（yè）從事濕法紡絲近十年（nián）的一個科研工作者，自己熱愛並追逐的科研領（lǐng）域難道是一個已（yǐ）經（jīng）過時的了嗎？答案肯定是否定的！那麽客戶（hù）為何出此一問（wèn）呢？我想客戶的這個想法應該也是許多非專（zhuān）業（yè）領域人士共同的疑問。所以，作為一個專業攻關科研用濕法紡絲設備研發的團隊，我想我（wǒ）們有必要（yào）而且也有義務和廣大科技愛好者朋友們科普一下，幫助大家走出誤區、正確認識濕法紡絲技術、了（le）解濕法紡絲技術、並（bìng）很（hěn）好（hǎo）地運用濕（shī）法紡絲技術（shù）。
講這個問題之前，要先帶大家了解一下化學纖維的（de）製備方法。在工業生產中，化學纖維的製備方法主要有兩種，一種是熔體紡（fǎng）絲也稱熔融紡絲，另一種是溶（róng）液紡（fǎng）絲。根據紡（fǎng）絲原料的紡絲形式熔（róng）體紡（fǎng）絲又分為熔體（tǐ）直（zhí）紡和切片紡兩種製備方法。所謂的熔體直紡（fǎng）是將聚合反應得到的聚合物熔（róng）體直接輸送（sòng）到紡絲組件進行紡絲的一種（zhǒng）纖維成形技術（shù），而切片紡絲是將聚合後的聚合物熔體先（xiān）擠（jǐ）出造粒、然後再熔融紡絲。兩種熔融（róng）紡絲方（fāng）法（fǎ）各有千秋，工業生產中都經（jīng）常采用，如聚酯纖維（滌綸）的熔體直紡和聚酰胺纖維（錦綸）的切片紡等。溶液（yè）紡絲根據纖維（wéi）的成形原理可分為相分離法、凍膠法和（hé）液晶法。在（zài）實際生產中，絕（jué）大多數的濕法紡絲是通過相（xiàng）分離法實施的，如再（zài）生纖維（wéi）素纖維、殼（ké）聚糖纖維（wéi）、蛋白纖（xiān）維、聚乙烯醇纖維等。隨著紡絲技術的發展，近些年又出現了靜電紡（fǎng）絲、離心紡絲、負（fù）壓紡絲、微流體紡（fǎng）絲（sī）以及瞬時釋壓紡絲（sī）技術等（děng），這些紡絲技術也（yě）都屬於溶液紡絲範疇。為（wéi）了方便大（dà）家理解，小編將工業常用的紡絲方法分類進（jìn）行整理如圖（tú）所示。
相信在（zài）了解完纖（xiān）維成形（xíng）方法之後（hòu）大家都（dōu）清楚了，其實濕法紡絲（sī）是屬於溶液（yè）紡（fǎng）絲中的一種，因為濕法紡絲在溶液紡絲技術中應用較多，故而大家往往（wǎng）認為溶液紡絲與濕法紡絲的（de）概念等同，經常用濕法紡絲（sī）的概念代（dài）替溶液紡絲概念，其實是錯誤的，實（shí）際上二（èr）者是包含與被包含關係。
濕法紡絲工藝流程圖
我國是世界上的（de）化纖生（shēng）產大國，2020年全國（guó）化纖總產量6025.12萬（wàn）噸，占世界化纖產量的70%以（yǐ）上（shàng）。化學纖維種類包括了滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸、氨綸以及再生纖維素纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚（jù）酰亞胺纖維等。在眾多的（de）纖維品種中以滌（dí）綸的（de）產量最大為4922.75萬噸，占2020年我國化纖總產量的（de）81.70%，滌綸纖維的主要加工方式是熔融紡絲。如果（guǒ）從纖維產量和生產應用上看，的（de）確熔融紡絲技術（shù）是應用最廣、最多的紡絲方法（fǎ）。相比而言，濕法紡絲生（shēng）產的化（huà）纖品種產（chǎn）能較少，但是，這（zhè）不表明濕法紡絲技術就是一種已經過時的紡絲成形（xíng）技術，這主要從（cóng）以下幾個事實及數據進行說明。
（1）溶液紡絲技術的（de）應用是某些高分子的結構特性決（jué）定的
眾所周知，對（duì）於線（xiàn）性的熱塑性高分子材料都存在明顯的玻璃化轉變和熔融轉（zhuǎn）變，這就是說這類聚合物（wù）存在著熔點，可以（yǐ）通（tōng）過升（shēng）溫加熱的方式將其熔化進（jìn）而利用熔融紡絲技術製備（bèi）纖維材料。但是對於具有剛性結構的聚合物分（fèn）子，如聚丙烯腈、纖維素等。這類聚合物材料分子（zǐ）結構具有強極性和剛性，分子間相互（hù）作用較強，這（zhè）種分（fèn）子結構特（tè）性決（jué）定了這類（lèi）聚（jù）合物的熔點顯著高於（yú）其分解溫度（dù）。也就是說，如果對這類聚合（hé）物材料進行加熱時，溫度還未達到其熔點，材料就已（yǐ）經發（fā）生了降解，因此這類聚合物材料無法通（tōng）過熔融紡絲技術加工，隻能通過溶液紡絲技術加工。也正是因為這種分子鏈的剛性結構使材料內部的分子間相互（hù）作用力較強，所製備的纖維材料性能優異。所以說，采用（yòng）溶液紡絲技術（shù）加工是某些聚合（hé）物分子結構（gòu）特性決定的。
纖維素分子結構特（tè）點
(2) 溶液紡絲技術（shù）所製備（bèi）高性能纖維是（shì）國防、軍工（gōng）等應用領（lǐng）域不可或缺的材料
碳（tàn）纖維是（shì）現代宇航工業的物質基礎，具有不可替代性。由碳纖維製（zhì）備的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜合性能，在（zài）導彈、空間平台和運（yùn）載火（huǒ）箭，航空器，先進艦船，軌（guǐ）道交通車輛，汽（qì）車（chē），卡車（chē），風電（diàn）葉片，電池，電力電纜等領域具有廣（guǎng）泛的應用。製備碳纖維的聚（jù）丙烯腈原絲（sī）就是采用濕法紡絲技術（shù）生產。由濕法凍膠紡絲技術（shù）生產的超高分子量聚乙烯纖維是防彈衣的核心材料。濕法（fǎ）紡絲技術製備的粘（zhān）膠基碳纖維是火箭、導（dǎo）彈（dàn）、航天器等的關鍵戰（zhàn）略性材料，濕法紡絲製備的聚酰亞胺纖維是一種新型高性能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫（wēn）、耐腐蝕以及優良的（de）力學性（xìng）能，其應用領域已經開始從特種防護、航（háng）空航天等（děng）高技術領域（yù）向民生領域延伸。
濕法紡絲製備的聚合物纖維在軍工航天等特殊領域的應用
(3) 濕法紡絲設備操作簡單、紡絲條件溫和是纖維科研應用最廣的研究方法
在（zài）Web Of Science數（shù）據庫（kù）中以wet spinning(濕法紡絲（sī）)為關鍵詞進行檢索，可檢索（suǒ）到17981條相關文獻記（jì）錄。其涉獵領域包括材料科（kē）學（xué）、化學、高分子科學、工程、物理、電（diàn）化學等眾多學科領域。
Web Of Science 數據庫以 wet spinning(濕（shī）法紡絲)為關鍵詞的文獻檢索情況
複旦大學彭慧勝、王兵傑等人采用濕法紡絲技術一步生產連續的纖維電池。所（suǒ）采用的三通道工業噴絲頭可以同時擠出、並結合纖維電池的電極和電解液，生產速度得到遠遠提高。功能部件間的（de）層流保證了擠壓過（guò）程中其界麵的無縫銜接。研究發現，每一個噴絲器單元可以（yǐ）生產1500公裏長的連續纖維電（diàn）池，比之前報道的（de）纖維長了三個數量級。所（suǒ）製備的纖維電池用於（yú）智能帳篷(麵積約10平方米)，電池的能量密（mì）度可達550 mWh每平方米。
濕法紡（fǎng）絲技術製備纖維狀電池[2]
近年來發展的石墨烯纖維、碳納米管纖維、MXene纖維等新型無機纖維都是采用濕法紡絲技術生產。綜上所述，相信大家（jiā）已經了解並熟悉了濕法紡絲製備化學纖維這（zhè）一生產技術。與熔融紡絲相比，濕法紡絲技術確屬小眾，但是是（shì）一種不可替代、不可或缺的纖維成形技術，在未來的纖維材料發展過程中必定會蓬勃（bó）發（fā）展，展現（xiàn）出它特有的魅力。
