發布時間：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的一個客戶。他在谘詢紡絲設備時（shí），問了我這樣一個問（wèn）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（le）？”。聽到他的詢問，我第一（yī）感覺其實是很驚訝的！作為一個專業從事濕法紡絲近十年的一個科研工作者，自己熱愛並追逐（zhú）的科研領域難道是一個已經（jīng）過時的了嗎（ma）？答案肯定是否定的！那麽客戶（hù）為何出此一問（wèn）呢？我想（xiǎng）客戶的這個想法應（yīng）該也是許多非專業領域人士共同的疑問。所以，作為一個（gè）專（zhuān）業攻關科研用濕法紡絲設備研（yán）發的團隊，我想我們有必要而且也有義務和廣大科技愛好者朋友們科普一下，幫助（zhù）大家（jiā）走出誤區、正確（què）認識濕法紡絲技術、了解濕法紡絲技術、並很好地運用濕（shī）法紡絲技術。
講這個問題之前，要（yào）先帶大家了解一下化學纖維的製備方法。在工業生產中，化學纖維的製備方（fāng）法主要有兩種（zhǒng），一種是熔體紡絲也稱熔融紡絲，另（lìng）一種是溶液紡絲。根據紡絲原料的紡絲形式熔體紡絲又分為熔體直紡（fǎng）和切片紡（fǎng）兩種製（zhì）備方法。所謂的熔體直（zhí）紡是將聚合反應（yīng）得到的聚合物熔（róng）體直接輸送到紡絲組（zǔ）件（jiàn）進行紡絲的一種纖維（wéi）成形技術，而切片（piàn）紡絲是將（jiāng）聚合後的聚（jù）合物熔體先擠出造粒、然後再熔（róng）融紡絲。兩種熔融紡絲方法（fǎ）各有千秋（qiū），工業生產中都經常采用，如聚酯纖維（滌綸）的熔體直紡和聚（jù）酰胺纖（xiān）維（錦綸）的切片紡等。溶液（yè）紡絲（sī）根據纖維的成形原理可分（fèn）為相分離法、凍膠法和液晶法。在實際生產中，絕大多數的濕法紡絲是（shì）通（tōng）過相分離法實施的，如再生纖（xiān）維素纖維（wéi）、殼聚糖纖維、蛋白纖維、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絲、離心紡絲、負壓紡絲、微流體紡（fǎng）絲以及瞬時（shí）釋壓紡（fǎng）絲（sī）技術等，這些紡絲技術（shù）也都屬（shǔ）於溶液紡絲範疇（chóu）。為（wéi）了方便大家理解，小編將工業常用的紡（fǎng）絲（sī）方法分類進（jìn）行整理如圖所示。
相信在了解完纖維成形方法之後大家都清楚了，其（qí）實濕（shī）法紡絲是屬於溶液紡（fǎng）絲（sī）中（zhōng）的一種，因為濕法紡絲在溶液紡絲技術中應（yīng）用較多，故（gù）而大家往往認為溶液紡絲與（yǔ）濕法紡絲的概念等同，經常用濕法紡（fǎng）絲的概念代替（tì）溶液紡絲概念，其（qí）實是錯誤的，實際上二者是（shì）包（bāo）含與被包含關係。
濕法紡絲工藝流程圖（tú）
我（wǒ）國是世界上的化纖生產大國，2020年全國化纖總產量6025.12萬噸，占世界化纖產量的70%以上。化學纖維種類包括了滌綸、錦綸、腈綸（lún）、丙綸、維綸（lún）、氯綸、氨綸（lún）以及（jí）再生（shēng）纖維素纖（xiān）維、碳纖維（wéi）、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖（xiān）維等。在眾多的纖（xiān）維品種中以滌綸的（de）產量最大為4922.75萬（wàn）噸（dūn），占2020年我國化（huà）纖總產（chǎn）量的（de）81.70%，滌綸（lún）纖維的主要加工（gōng）方式是熔融紡絲。如果從（cóng）纖維產量和生產（chǎn）應用上（shàng）看，的確熔融紡絲技術是應用最廣、最多的紡絲方法。相比而言，濕法紡絲（sī）生產的化纖品種產（chǎn）能（néng）較少，但是，這不（bú）表明濕法紡絲技術就是一種已經過時（shí）的紡絲成形技術，這主要從以下幾個事實及數據進行說明。
（1）溶液紡絲技術的應用是某些高（gāo）分子的結構（gòu）特性決定的（de）
眾所（suǒ）周知，對於線性的熱塑性高分子材料都存（cún）在明顯的玻（bō）璃（lí）化轉變（biàn）和熔融轉變，這就是說這類聚合物存在著熔點（diǎn），可以（yǐ）通過升溫加熱的方式（shì）將其熔化進而（ér）利用熔融紡絲技術製備纖維材料。但是對於具有剛性結構（gòu）的（de）聚合物分子，如聚丙烯腈、纖（xiān）維素等。這類聚合物材（cái）料分子結構具有強極性和剛性，分子間相互作用較強，這種（zhǒng）分子結構特性決定了這類聚（jù）合物的熔點顯著高於其分解溫度。也就是說，如果對這類聚合物材料進行加熱時（shí），溫度還未達到其熔（róng）點，材料就已經（jīng）發生（shēng）了降（jiàng）解，因此這類聚合物材（cái）料無法通過熔融紡絲技（jì）術加工，隻能通過溶液紡絲技術加工。也（yě）正是因為（wéi）這（zhè）種分子鏈的剛（gāng）性結構使（shǐ）材料內部的分（fèn）子間相互作用力較強，所製備（bèi）的（de）纖維材料性能優異。所以說，采用溶液（yè）紡絲技術加工是某（mǒu）些（xiē）聚合物分子（zǐ）結構特性決定的。
纖維素分子結構特（tè）點（diǎn）
(2) 溶液紡絲技術所製備高性能纖維是國防、軍工（gōng）等應用領域不可或缺的（de）材（cái）料
碳纖維是現代宇航工業（yè）的物質（zhì）基礎，具有不可替（tì）代性。由碳纖維製備的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜合性能，在導彈、空間平台和運載火箭，航空（kōng）器，先進艦（jiàn）船，軌道交通車輛，汽車，卡車（chē），風電葉片，電池，電力電纜等領域具有（yǒu）廣泛的（de）應用。製備碳纖維的聚丙烯腈原絲就是采用（yòng）濕法紡絲技術生產。由濕法凍（dòng）膠紡絲技術生產的超高分子量（liàng）聚乙烯纖維是防彈衣的核心材料。濕法紡（fǎng）絲（sī）技術製備的粘（zhān）膠（jiāo）基碳纖維是火箭、導彈、航天器等的關鍵戰略性材料，濕（shī）法紡絲（sī）製備的聚酰亞胺纖維是一種（zhǒng）新型高性能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫、耐腐蝕以及優良的力（lì）學性能，其應（yīng）用領域已經開始從特種防護（hù）、航空航天等高技術（shù）領域向民生領域延伸（shēn）。
濕（shī）法紡絲製備的聚合物纖維在軍工航天等特殊領域的應用（yòng）
(3) 濕法紡絲設備操作簡單、紡（fǎng）絲條件溫和（hé）是纖維科研應用最廣的研究方法
在Web Of Science數據庫中以wet spinning(濕法紡絲)為關鍵（jiàn）詞進行檢索，可檢索到（dào）17981條相關文獻記錄。其涉獵領域（yù）包括材料科學、化學（xué）、高分子科學、工程、物（wù）理、電化學等眾多（duō）學科領域。
Web Of Science 數據庫以 wet spinning(濕（shī）法紡絲)為關鍵詞（cí）的文獻檢索情況
複旦大學彭慧（huì）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。所采用的三通道（dào）工業噴絲頭可以同（tóng）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。功能部件間的層流保證了擠壓過程中其界麵的無縫銜接。研究發現，每（měi）一個噴絲器單（dān）元可以生產1500公裏長的連續纖維電池，比之前報道的纖維長了三個數量級。所製備的纖維電池用於智能（néng）帳篷(麵積約10平方（fāng）米)，電池（chí）的能量密（mì）度可達550 mWh每平方米。
濕法紡絲技術製備纖維狀電池[2]
近年來（lái）發展的石墨烯纖維、碳納米管纖維（wéi）、MXene纖維等（děng）新型無（wú）機纖維都是（shì）采（cǎi）用濕法紡絲技術生（shēng）產。綜上所述，相信大家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，但是是一種不可替代（dài）、不可或缺的纖維成形技（jì）術，在未來的纖維材料發展（zhǎn）過程中必定（dìng）會蓬勃發展，展現出它特（tè）有的魅力。
