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化學(xué)纖維的成型原理是，將高分子化合物（天然高分子或合成高分子）熔融成熔體或制成濃溶液，然后經(jīng)噴絲小孔擠出成細(xì)微細(xì)液條，將此微細(xì)液條冷凝、脫出溶劑，并在張力下進(jìn)行一定牽伸比的拉伸以使高分子鍵在纖維中盡可能規(guī)則性地沿纖維長軸方向，最終定型而成纖維。

成纖工藝

目前的成纖工藝主要有分為:

1. 熔紡工藝，即將聚合物的熔融或聚合物合成的原液，將熔體在螺桿作用下以噴絲板擠出到空氣中，自然冷卻，經(jīng)牽伸而成纖維。這種紡絲工藝可以提高紡絲速度，減少成纖后纖維中的結(jié)構(gòu)缺陷。目前聚脂纖維、聚酰胺纖維（尼龍）纖維等均采用熔紡生產(chǎn)工藝。

2. 濕紡工藝，即將聚合物選用適當(dāng)溶劑制成濃溶液，然后將高分子濃溶液在螺桿作用下，經(jīng)噴絲板擠出到液體凝固浴中，液條在凝固浴中冷卻、溶出液條中的溶劑，同時(shí)經(jīng)牽伸而成纖維。這種紡絲工藝適宜于難熔聚合物的成纖，缺點(diǎn)是在聚合物液條中溶劑溶出的過程中，易于在成纖后的聚合物的纖維中留下結(jié)構(gòu)缺陷。目前，粘膠纖維（纖維素纖維Lyocell），部分聚丙烯腈纖維，聚乙烯醇纖維（維尼綸）采用此類工藝生產(chǎn)。

3. 干紡工藝，即將聚合物選用適當(dāng)溶劑制成濃溶液，然后將高分子濃溶液在螺桿作用下，經(jīng)噴絲板擠出到空氣中，噴絲液條在冷卻，揮發(fā)出溶劑，同時(shí)經(jīng)牽伸而成纖維。這種紡絲工藝比濕法紡絲可以提高一些紡絲速度，同時(shí)因聚合物液條中溶劑僅是揮發(fā)出來，而不像濕法紡絲工藝那樣存在液條和凝固浴物質(zhì)的質(zhì)交換過程，因此相對(duì)來說在成纖后的聚合物纖維中留下的結(jié)構(gòu)缺陷可以減少一些。但不足之處是，液條中溶劑的揮發(fā)帶來一些后處理的附加設(shè)備，目前部分聚丙烯腈纖維采取此類工藝。

4. 干噴濕紡工藝，即將聚合物選用適當(dāng)溶劑制成濃溶液，然后將高分子濃溶液在螺桿作用或壓力下，經(jīng)噴絲板擠出到空氣層中（約幾厘米），之后很快進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中冷卻、溶出液條中的溶劑（對(duì)超高分子量聚合物的凝膠紡絲技術(shù)中，這時(shí)溶劑不溶出，只在凝固浴中冷卻成凝胺絲條），再經(jīng)牽伸而成纖維。干噴濕紡絲工藝適合于高分子液晶溶液的成纖維和超高分子的量聚合物的凝胺法成纖，目前芳綸（聚對(duì)苯二甲醇對(duì)苯二胺PPTA   kevlar），超高分子量聚乙烯（UHMPE），超高分子量聚乙烯醇，超高分子量聚丙烯腈均采用此類工生產(chǎn)。

成纖工藝的進(jìn)一步發(fā)展，主要是對(duì)上述四類基本工藝，在不同環(huán)節(jié)上進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，這方面的技術(shù)和在研技術(shù)有：

1.難熔聚合物的熔融加工技術(shù)，例聚乙烯醇、纖維素等，因分子間H鍵過強(qiáng)，聚合物未熔則先分解。研究這類聚合物高分子間H鍵的技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)這類聚合物的熔融。從而實(shí)現(xiàn)這類聚合物的熔紡技術(shù)。

2.制備共混物的相分離熔體，紡絲成纖后，纖維結(jié)構(gòu)橫面成海－島結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步剝離這些“島”纖維，而紡出更細(xì)的纖維，由此原理形成了超細(xì)纖維紡制技術(shù)。

3.超高速紡絲技術(shù)，熔紡工藝提高紡絲速度，不僅可以提高生產(chǎn)率，而且兼具可以省去拉伸工序，得到全取向絲，以及減少不勻率等優(yōu)點(diǎn)。目前聚脂的紡絲速度已達(dá)3000～4000米/分。

4.難溶聚合物的溶解技術(shù)，例，由于找到了超高分子量聚乙烯的適當(dāng)溶劑，從而可將超高分子量聚乙烯制成半稀溶液，并根據(jù)這類溶液的特定，發(fā)展出了凝膠紡絲技術(shù)；由于找到了可以溶解纖維素的新溶劑（N－甲荃瑪啉氮氧化合物），而且這種溶劑無毒，易于回收，而發(fā)展了新的粘膠絲技術(shù)（Lyocell）。另外，如何提高紡絲液（高分子溶液）中高分子的濃度，也是進(jìn)一步提高濕法紡絲工藝中纖維性能的課題之一。

5.噴絲板，噴絲組件制造技術(shù)，例，為紡制中空（管狀）纖維，而出現(xiàn)環(huán)狀噴絲孔的噴絲板組件；為提高民用纖維的閃光度，增加紡絲過程中的纖維抱合力等需求，而研制出噴絲孔為三角形棱形等形狀的異型孔噴絲組件等。

6.靜電紡絲技術(shù)，在噴絲組件中下設(shè)置一個(gè)高壓靜電場，當(dāng)絲條自噴絲板噴出，進(jìn)入空氣中后，聚合物本身在紡絲過程中會(huì)產(chǎn)生靜電，而在外加靜電場的作用下，聚合物本身產(chǎn)生靜電，會(huì)使絲條本身因靜電斥力而變成更小更細(xì)的絲條，最細(xì)可達(dá)100納米左右，將這種絲條收集起來，即可紡得直徑100納米纖維。

7.高強(qiáng)度高模量纖維的制造技術(shù)。將聚丙烯腈原絲（或纖維原絲）在隋性氣氛中，施加張力下，進(jìn)行高溫度處理，可得高強(qiáng)度高模量碳纖維，同樣，將芳綸原絲在隋性氣氛中，施加張力下，高溫?zé)崽幚恚部梢悦黠@提高芳綸纖維的模量。 

（撰稿：胡漢杰）

主要文獻(xiàn)：

1．《高分子科學(xué)今天與明天》施良和  胡漢杰 主編 1994年出版 化工出版社

2．《聚合物原理及成型技術(shù)》瞿金平胡漢杰　編著 2001年出版 化工出版社