解析干湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈原丝_生产现场_印花技术

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解析干湿法纺丝工艺制备聚丙烯腈原丝

集萃印花网 2010-01-29

3二次拉伸及热定型工艺

纤维在进行二次高温拉伸以前需要进行干燥致密化，以消除纤维内部溶胀态的原纤化和多孔结构。

通过一定张力下的干燥致密化，可以使孔隙闭合，原纤维的网状结构变得致密。致密化过程是热与水分的扩散过程，不宜过快。缓慢的致密化，可以防止产生皮芯结构，并可防止单丝间的融并。

为了进一步提高纤维的取向度和结晶度需要对其进行二次高温拉伸。二次高温拉伸的介质通常选取干热空气、过热饱和蒸汽及甘油等。多数公司如：东丽、东邦、三菱等采用水蒸汽为拉伸介质。

采用干湿法纺丝时，因为纤维已经有较大的喷丝头拉伸倍数及水浴拉伸倍数，因此二次拉伸中，纤维的拉伸倍数不会很大，否则会引起丝条断裂或产生环状裂缝，使拉伸无法顺利进行。

通过热定型工艺可以消除纤维内部的应力，从而减小纤维在预氧化阶段毛丝的产生和内部结构的破坏。通过热定型还可以使纤维结构更加致密。一般热定型温度控制在150—220℃之间，收缩率在3%一10％范围内。

4PAN原丝的油剂

PAN原丝在炭化前必须能够阻燃、不融化、不粘结，不起毛丝和断丝，这些现象与PAN原丝所用的油剂的性能有重大关系。油剂耐热性差，导致原丝发粘，造成原丝质量下降；油剂抗静电性不佳，容易造成原丝生产加工过程中起毛、缠绕、断裂，影响最终碳纤维的产品性能。油剂的使用对PAN原丝的亲水性、集柬性、分纤性及加工毛丝率等有重要影响。

日本各生产碳纤维的公司都开发了PAN原丝用油剂，其中三菱人造丝公司多采用瓜耳胶基油剂，东丽公司多采用硅氧烷基油剂或脂肪酸及其衍生物基油剂进行改性或与其它油剂成分进行复配。这方面的专利及文献报道很多。

5生产原料的纯化及生产环境的净化

原丝中微量碱金属及碱土金属的存在，会使高温炭化阶段的得率降低、碳丝强度受损。因此必须对纺丝原料进行纯化，控制金属离子的含量。日本三菱人造丝公司采用含磺酸基团的离子交换树脂除去纺丝原液中金属离子，纯化PAN聚合体。潘鼎等选取了以碱金属引发体系的HNO2溶液聚合工艺制得纺丝原液，并得到了碱金属及碱士金属总含量〈30μg/g的PAN原丝。

为了除去纺丝原液中的微凝胶粒子及其他机械杂质，在纺丝前必须对纺丝原液进行过滤。滤器的微孔直径至少要在10μm以下，最好在lμm以下。

提高原丝纯度的另一途径是采用无尘纺丝，使纺丝过程在洁净室中进行。据报道，日本钟纺公司生产PAN原丝时，其纺丝生产线封闭在玻璃罩内。

来源:印染在线

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