以稀堿溶液為溶劑體系的纖維素纖維紡絲工藝研究.pdf

1、纖維素纖維由于具有吸濕性好、透氣性強(qiáng)、可以生物降解等優(yōu)良性能，非常受消費(fèi)者青睞。目前再生纖維素纖維的生產(chǎn)大多還是采用傳統(tǒng)粘膠法工藝，其生產(chǎn)流程長(zhǎng)、能源消耗大、生產(chǎn)成本高，而且在生產(chǎn)中會(huì)釋放出大量有毒的CS2和H2S氣體，產(chǎn)生大量的酸性和堿性廢水、廢渣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，從而發(fā)展受到限制。因此，開發(fā)一種環(huán)境友好型纖維素纖維生產(chǎn)工藝受到了國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。目前纖維素纖維的制備工藝正在由粘膠纖維向新型工藝技術(shù)轉(zhuǎn)變，其中尤為引人注意的是N

2、MMO溶劑紡絲技術(shù)、無機(jī)堿液法紡絲技術(shù)以及纖維素衍生物熔融紡絲技術(shù)，這三項(xiàng)技術(shù)的采用提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗，產(chǎn)品性能優(yōu)良，特別是解決了環(huán)境污染的問題。
　　本文首先采用新型堿復(fù)合溶劑NaOH/硫脲/尿素水溶液為溶劑，采用雙螺桿直接進(jìn)行低溫溶解，并研究纖維素溶液的流變性能，從而為纖維素/NaOH/硫脲/尿素溶液紡絲提供理論依據(jù)。研究表明：纖維素溶液均呈現(xiàn)典型的假塑性流體行為，溶液的粘流活化能和結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)均隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大

3、，且隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，纖維素溶液凝膠溫度降低，7wt％纖維素溶液凝膠溫度為30.4℃。在低于凝膠溫度時(shí)，溶液粘度隨著溫度的升高而下降，在25℃（±2℃）時(shí)較為穩(wěn)定。在紡絲過程中要適當(dāng)控制溫度和時(shí)間，以免紡絲過程中溶液穩(wěn)定性下降，15-25℃是纖維素溶液紡絲的適宜溫度范圍。
　　對(duì)7wt%纖維素溶液進(jìn)行濕法紡絲，研究不同工藝條件比等對(duì)纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響。獲得的纖維素纖維表面光滑，截面近圓形，且結(jié)構(gòu)致密均勻；斷裂強(qiáng)度最大可達(dá)到2.

4、41cN/dtex，伸長(zhǎng)率為10.5%；纖維素晶型由原纖維素I型轉(zhuǎn)變成為II型，結(jié)晶度60-65%，取向因子0.76。最佳的紡絲工藝條件如下：凝固浴組分為8-10%H2SO4/6%Na2SO4；凝固浴溫度為25℃；噴頭拉伸比為0.97倍、一級(jí)水浴牽伸比為1.2倍、二級(jí)水浴牽伸比為0.96倍；水浴溫度為45-55℃。
　　利用上述紡絲工藝條件對(duì)纖維素/NaOH/硫脲/尿素/PEG溶液體系進(jìn)行紡絲，比較纖維結(jié)構(gòu)與性能，初步探索添加 P