發布時（shí）間：2024-12-30 14:54:20 人氣：0次
濕（shī）法紡絲設備
突然（rán）意識到要寫一篇這（zhè）樣（yàng）的（de）推（tuī）文，其實動機（jī）是源（yuán）於我們的一個客（kè）戶。他在谘詢紡絲設備時，問了我這樣一個問題：“他說（shuō）濕法（fǎ）紡絲是不是一（yī）個（gè）已經過時的纖維製（zhì）備方法了？”。聽到他的詢問，我第一感覺其（qí）實是很驚訝的！作為一個專業從事濕法紡絲近十年的（de）一個科研工（gōng）作者，自己熱愛並追逐的科研領域難道是（shì）一（yī）個已經過時的（de）了嗎？答（dá）案肯定是否定的！那麽客戶為何出（chū）此一問呢？我想客戶的這個想法應該也是許（xǔ）多非專（zhuān）業領域人士共同（tóng）的（de）疑問。所以，作（zuò）為一個專業攻關科研（yán）用（yòng）濕法紡絲設備研（yán）發（fā）的（de）團隊，我想我們有必要而且也（yě）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（wù）區、正確認識濕法紡絲技術、了解濕法紡絲技術、並很（hěn）好地運用（yòng）濕法紡絲技術。
講這個問題之前（qián），要先（xiān）帶大家了解一下化學纖維的（de）製備方法（fǎ）。在工業生產（chǎn）中，化學纖維的製備方法主要有兩種，一種是熔體紡絲也稱熔（róng）融紡絲，另一種是溶液紡絲（sī）。根（gēn）據紡絲原料的紡絲形式熔體紡絲又（yòu）分為熔體直紡和切片紡兩種製備方法。所謂的熔體直紡是將聚合反應得到的聚合物熔（róng）體直接輸送到（dào）紡絲組件進（jìn）行紡絲的一種纖維成形技術，而切片紡絲是（shì）將聚合（hé）後的聚合物熔體先擠出造粒、然後再熔融紡絲。兩種熔融紡絲方法各有千秋，工業生產中都經常采用，如聚酯纖維（滌綸）的熔體直紡和聚酰胺纖維（錦綸）的（de）切片紡等（děng）。溶液紡絲根據纖維的成形（xíng）原理可分為（wéi）相分離法、凍膠（jiāo）法（fǎ）和液晶法。在實際生產中，絕大多數的濕法紡絲是通過相分離法實施（shī）的，如再生纖維素纖（xiān）維、殼聚（jù）糖纖維、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（lí）心紡絲、負壓紡絲、微（wēi）流體紡絲以及瞬時釋壓紡絲技術等，這些紡絲技術也都屬於溶液紡絲範疇。為了方便大家理解（jiě），小編將（jiāng）工業常用的紡絲方法分（fèn）類進行整理如圖所示（shì）。
相信在了解完纖維成形方法之後大家都清楚了，其實濕法紡絲是屬於溶液紡絲中的一種，因為（wéi）濕法紡絲在溶液紡絲技術中應用較（jiào）多，故而大家往往認為溶液紡絲與濕法紡絲的概念等（děng）同，經常用濕（shī）法紡（fǎng）絲的概念代替溶液紡絲（sī）概念，其實是錯誤（wù）的，實際上二者是包含與被包（bāo）含關係。
濕（shī）法紡（fǎng）絲工藝流程圖
我國是（shì）世界上的化纖生產大（dà）國，2020年全國化（huà）纖總產量6025.12萬噸，占世界化纖產量（liàng）的70%以上。化學纖維種類包括了滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸、氨綸以（yǐ）及再生纖維素纖維、碳纖維、超高分子（zǐ）量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等。在眾多的纖維品種中以滌綸的產量最大為4922.75萬噸，占2020年我國化纖總產量的81.70%，滌綸纖維的主要加工方式是熔融紡絲。如果從纖維產量和生產應用上看，的（de）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（fǎ）紡絲生產的（de）化纖品種產能較少，但（dàn）是，這不（bú）表明濕法紡絲技術就是一種已經（jīng）過時的紡絲成形技（jì）術，這主要從以下幾（jǐ）個事實（shí）及（jí）數據（jù）進行說明。
（1）溶液紡絲技術的應用是某些高（gāo）分子的結構特性決定的
眾所周知，對於線性的熱塑性高分子材料都（dōu）存在明顯的玻（bō）璃化轉變和熔融轉變（biàn），這就是說這（zhè）類聚合物存在著熔點，可以通過升溫加熱（rè）的（de）方式將其熔（róng）化進而利用（yòng）熔融紡絲（sī）技術製（zhì）備纖維材料（liào）。但是對於具有剛性結構的聚（jù）合物分子，如聚丙烯腈、纖維素等。這類聚合物材料分（fèn）子結構具有強極性和剛性，分子間（jiān）相互（hù）作用較（jiào）強，這種分子結構特性決定了這類聚合物的熔（róng）點顯（xiǎn）著高於其分解溫度。也就是說（shuō），如（rú）果對這（zhè）類聚合物（wù）材料（liào）進行加熱時，溫度還未達到其熔點，材料就已經發生了降解，因此這類聚合物材料無（wú）法通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（zǐ）鏈的剛性結構使材料內部的分子間相互作用力較強，所製備的纖維材料性能優異。所以說，采（cǎi）用溶液紡絲技術加工是某些聚合物分子（zǐ）結構特性決定（dìng）的。
纖維素分子結構（gòu）特點
(2) 溶液紡絲技術所製備高性能纖（xiān）維是國防（fáng）、軍工等應用領域不（bú）可或缺的材料
碳纖維是現代宇航工業的物質基礎，具有不（bú）可替代性。由碳纖維製備的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜（zōng）合性能，在導彈、空（kōng）間平台和運載火箭，航空器，先進艦船（chuán），軌道交通車輛，汽車，卡車，風電葉片，電池，電力電纜等領域具有廣泛的應用。製備碳纖維的聚丙烯腈原絲就是采用濕法（fǎ）紡（fǎng）絲（sī）技術生產。由濕法凍膠紡絲技術生產的超高分子（zǐ）量聚乙烯纖維是防彈衣的（de）核心材料。濕法紡絲技術製備的粘膠（jiāo）基碳纖維（wéi）是火（huǒ）箭（jiàn）、導彈、航（háng）天器等的關（guān）鍵戰略性材料，濕法紡絲製備（bèi）的聚（jù）酰（xiān）亞胺纖維是一（yī）種新型高性能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫、耐腐蝕以及（jí）優良的力（lì）學性能，其應用領域已（yǐ）經開始從特種防護、航空（kōng）航（háng）天等（děng）高技術領域向民生領域延伸。
濕法紡絲製備的（de）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（cāo）作簡單、紡絲條件溫和是纖維科研應（yīng）用最廣的研究方法
在（zài）Web Of Science數據庫中以wet spinning(濕法紡絲)為關鍵詞進行檢索，可檢索到17981條相關文獻記錄。其涉獵領（lǐng）域包括材料科學、化（huà）學、高分（fèn）子科學、工程、物理（lǐ）、電化學等眾（zhòng）多學科領域（yù）。
Web Of Science 數（shù）據庫以（yǐ） wet spinning(濕（shī）法（fǎ）紡（fǎng）絲)為關鍵詞的文獻檢索情況
複旦大學彭（péng）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（tōng）道工業噴絲頭可以同時（shí）擠出、並結合纖維（wéi）電池的電極和電解液，生產速度得到遠遠提高。功能部件間（jiān）的層流保證了擠壓過程中其（qí）界麵的無縫銜接。研究發現，每一個噴絲器單元可以生產1500公裏長（zhǎng）的連續纖維電池，比之前報道的纖維（wéi）長了三個數量級。所製備的纖維（wéi）電池（chí）用於智（zhì）能帳篷(麵積約10平方米)，電池的能量密度可達（dá）550 mWh每平（píng）方米。
濕法紡絲技術製備纖維狀電池[2]
近年來發展的（de）石墨（mò）烯纖（xiān）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（suǒ）述，相（xiàng）信大家已經了解（jiě）並熟悉了濕法紡絲製備化學纖維這（zhè）一生產技（jì）術。與熔融紡絲相比，濕法紡絲技術確屬小（xiǎo）眾，但是是一種（zhǒng）不可（kě）替代、不可或缺的纖維成形技術，在（zài）未來的纖維材料發展過程中必定會蓬勃發展，展現出它特有的魅力。
