第二章黏膠纖維生產用原料-材料與化學工程學院

1、高分子材料加工工藝學,第六章 粘膠纖維,第一節(jié)：粘膠纖維生產用原料,（一）漿粕的結構特點,木漿、棉漿和草,生產黏膠纖維的主要原料是木漿和棉漿,一、漿粕,α－纖維素（也稱為甲種纖維素，簡稱甲纖）、β－纖維素、γ－纖維素。,（二）漿粕的質量控制,1．α－纖維素含量,用α－纖維素和半纖維素來表征漿粕的純度,漿粕浸漬在20℃、17.5%NaOH水溶液中，在45min內不溶解的部分稱為α－纖維素，溶解部分為半纖維素。,提高漿粕的α－纖維素含量，

2、不僅可提高成品纖維的得率，提高設備生產能力，降低化工原料消耗量和簡化浸漬堿液回收，而且還能提高成品纖維質量。半纖維素含量高，影響到其后的浸漬、老成、黃化、過濾、熟成等工藝過程，也降低了成品纖維的品質。,主要成分是SiO2、鐵、鎂、鈣等,2．灰分,它們使黏膠的黏度增高，并能與酸生成不溶性鹽如CaSO4，MgSO4，從而降低酸浴的透明度或堵塞噴絲頭，而且硅酸鹽顆粒易將纖維切斷，降低纖維的強力；灰分中的鐵、銅、錳等能加速堿纖維素的老成降解，

3、使工藝不穩(wěn)定，最終影響?zhàn)つz纖維的強度和色澤?；曳值膩碓粗饕袃蓚€方面：原料本身；各種溶劑、水、環(huán)境條件。,漿粕中含有少量樹脂，有利于過濾；樹脂含量過多，會影響黃化反應的均勻性，使黏膠變得渾濁，堵塞噴絲孔。,3．樹脂,4．聚合度,要求纖維素聚合度適中，聚合度分布分散性小。隨著聚合度的增加對纖維的斷裂強度、延伸度以及疲勞性能都有好處，故制備高強度、高聚合度纖維（如強力黏膠纖維、高性能黏膠纖維），要求較高聚合度。但聚合度過高，則因制得的黏膠

4、黏度過高而致過濾困難，或者需要延長堿纖維素的老成。,聚合度通常為500～1000,5．吸堿性,吸堿性通常是以吸堿值（漿粕吸堿后重量增加的百分比）、膨潤度（漿粕吸堿后體積增加的百分比）和吸堿厚度（將漿粕條一端浸入17.5%%NaOH水溶液中，5min堿液被吸上的mm數(shù)）來表示。,漿粕吸堿值過低，則漿粕浸漬時易上浮，采用連續(xù)浸漬壓榨機時，投料困難，漿粥濃度不均勻；漿粕吸堿值過高，則漿粕表面迅速膨潤，使纖維毛細管很快被堵塞，堿液滲透困難，堿纖

5、維素不均勻。,反應性指漿粕在堿化、黃化及生成的黃酸酯的溶解等性能。它表示漿粕在消耗合理數(shù)量的NaOH和CS2之后，是否能得到溶解性良好的纖維素黃酸酯和易于過濾的黏膠。,6．反應性,反應性能好，NaOH和CS2的消耗量少，溶解性能和過濾性能好，所得到的黏膠可紡性好。,長絲漿粕的α －纖維素含量高，波動范圍較小；半纖維素含量低；黏度均勻；樹脂及蠟質含量低；灰分含量低；白度高；塵埃度低；含鐵量低。,（三）漿粕的制備,從天然纖維材料制取黏膠纖維

6、漿粕，要經過一系列的化學及物理-化學過程，以達到下述三個目的：①除去植物中各種非纖維素雜質；②盡可能充分和均勻地破壞纖維的初生壁和纖維素大分子間的結合鍵，提高漿粕的反應性能；③適當降低纖維素的聚合度。,1.堿法制漿堿法制漿是用燒堿或硫化鈉溶液在適當?shù)臏囟群蛪毫ο聫睦w維原料中分離纖維素的方法。包括燒堿法、預水解苛性鈉法和預水解硫酸鹽法。（1）苛性鈉（燒堿法）此法多用于制造棉絨漿粕，生產過程包括備料、蒸煮、精選、精漂、脫水和烘干

7、等。,,,①備料制漿原料要經過預處理。如原料為棉絨，則要進行開松、除塵，以除去砂粒、礦物性雜質和棉籽殼等；如為蔗渣原料，則要經過開松和一次或多次除髓，除去其中的蔗髓及其它機械雜質（通常還經預水解處理）；如為木材原料，則要經過剝皮、除節(jié)、切片等。,②蒸煮用高溫燒堿液蒸煮，纖維原料發(fā)生如下作用：木素與燒堿作用生成堿木素，樹脂被皂成樹脂皂，蠟質 被乳化，三者均被溶解，大部分被除去，使纖維得到分離；纖維細胞發(fā)生膨潤，初生壁被破壞，漿粕 反應

8、性能提高；大部分半纖維蒸煮素直接溶解在堿液中，并水解成戊糖；纖維素發(fā)生堿性氧化降解，聚合度降低。,蒸煮的主要影響因素如下：用堿率：指用堿量與原料絕干重量的百分比。用堿率高，雜質的溶解程度和溶解速度增加，但纖維素的降聚程度亦增加，漿的得率下降。棉漿蒸煮的用堿率通常為15%～18%；蔗渣漿為10%～12%。,溫度和時間：蒸煮溫度是指蒸煮時的最高溫度。在其它條件不變時，溫度升高，蒸煮時間可縮短。但溫度越高木器的得率越低，漿的黏度、硬度和強度

9、均下降。在選擇蒸煮溫度和時間時，要全面考慮漿的質量和產量的要求。通常間歇法蒸煮棉漿用150℃～170℃，4～6小時；連續(xù)法蒸煮蔗渣漿用130℃～140℃，40～50分鐘。,浴比：浴比指堿液體積（升）與原料絕干重量（公斤）之比。在用堿率相同的情況下，減少浴比，則堿濃度大，化學反應速度快，蒸煮時間可縮短，用于加熱的蒸汽量可減少，但蒸煮的均勻性差。通常棉漿的間歇式蒸煮浴比為3～4，蔗渣漿連續(xù)蒸煮浴比為4～5。,蒸煮的方式：有間歇式和連續(xù)式兩種

10、。間歇式蒸煮有用立式、臥式、回轉式或固定式蒸煮鍋（或蒸球）；連續(xù)式蒸煮常用多段的方式或水平式的管狀蒸煮器。連續(xù)蒸煮具有生產效率高，質量穩(wěn)定，得率高。勞動強度低等優(yōu)點。,③精選蒸煮后的漿料，經過洗滌、打漿、篩選、除砂、濃縮等過程。以提高其純度和反應性能。洗滌的目的，是除去漿料中蒸煮黑液。打漿就是漿料通過打漿機的飛刀和底刀之間，使纖維受到剪切作用而橫向切斷，降低其長度，同時纖維在縱向分裂，產生纖維化（又稱帚化），提高反應性能。篩選是漿料通

11、過篩網，除去未分散的纖維束或漿團。除砂是使?jié){料通過沉砂溝和通過錐形除砂器，以除去大小砂粒、金屬碎屑和其它機械雜質。,④精漂精漂的目的，是除去漿料中的有色雜質和殘存的木素、灰分和鐵質，進一步提高纖維素的反應性能，并最終調節(jié)纖維素的聚合度。漿料的精漂，通常采用綜合的化學方法，包括氯化、堿處理（堿精制）次氯酸鹽漂白和酸處理四個階段。上述各過程，可在精漂池中分批進行，亦可在管道中連續(xù)進行。氯化和堿處理：其目的是除去未漂漿的殘余木素。在酸性

12、介質中，木素被氧化，生成氯化木素，然后再用堿處理漿料，使氯化木素溶解而除去。氯化時，一般控制漿料的pH值為2，常溫。用氯量和氯化時間根據(jù)未漂漿的含木素量來控制。,漂白：漂白的目的，是進一步除去漿粕中殘余的木素和有色雜質，提高漿的白度，并調節(jié)漿的聚合度。漂白劑有次氯酸鈉、二氧化氯、過氯化氫等，它們可以單獨使用，亦可混合使用，分段進行漂白。漂白過程中，纖維素不可避免會發(fā)生氧化降解，而漂白時纖維素降解的均勻性比蒸煮時的降解為差，為此，在制備

13、聚合度相同的漿粕時，采用重蒸（煮）輕漂（白）的工藝，能夠使聚合度分布更均勻。故漂白的工藝條件必須嚴格控制。以次氯酸鹽作漂白劑時，通常用氯量為1%～2%(以絕干漿重量計)。漂白時間1～2小時，溫度35℃～40℃，pH值為9～10。,酸處理：其目的是降低漿粕的灰分，因為纖維素與水溶液接觸時帶負電荷，能吸附各種金屬離子，當漿料中加入酸，能將纖維素吸附的金屬離子置換出來，生成可溶性的金屬鹽而被除去，從而降低漿粕的灰分。酸處理可用鹽酸或硫酸，而

14、鹽酸的效果較好，因為生成的氯化物比硫酸鹽有更大的溶解度。酸處理時，通常用酸量為2～3（以絕干漿重量計），時間1小時，溫度為常溫。,⑤脫水、烘干根據(jù)需要，漿料可加工成散漿料或漿板，加工散漿料時，先用壓輥或離心機脫水，然后開松和烘干；加工漿板時，先在抄漿機上成形和烘干，然后切成一定規(guī)格的漿板。不管是散漿或是漿板，烘干溫度對纖維素的反應性能有很大影響，必須根據(jù)漿粕的不同用途加以調節(jié)。,（2）預水解苛性鈉法其目的是：①使原料中的半纖維素（主

15、要是多縮戊糖）水解溶出，而未溶出的半纖維素也發(fā)生結構的變化，以利于在堿蒸煮時繼續(xù)溶出。②使部分木素溶出，纖維結構變得松軟，有利于蒸煮時藥液滲透到纖維組織內部，保證蒸煮均勻；③使纖維的初生壁受到破壞，以利于在堿液蒸煮時初生壁脫落，從而提高漿料的反應性能；④水解廢液中生成大量的還原糖或糠醛等，有利于回收和利用。,預水解方法分為水預水解、酸預水解和汽預水解。①水預水解：纖維原料在蒸煮前先在加壓條件下用清水蒸煮，由于原料中原有的和在水解過程中

16、生成的有機酸的作用，就有選擇性地將半纖維素進行了水解，實際上是一次用有機酸進行的預蒸煮。例如蔗渣的水預水解的溫度通常為160℃～170℃，浴比為1：3～4，水解時間 2～3小時。,②酸預水解：在一定壓力下，纖維原料中的半纖維素能在酸性介質中水解。酸預水解可用無機酸如鹽酸、硫酸、亞硫酸或有機酸如醋酸等進行。蔗渣、芒桿等進行酸預水解，以用鹽酸為多。酸的種類不同，則對纖維素的水解降解作用亦不同。采用離解度大的酸如鹽酸、硫酸，則更要嚴格控制酸的

17、用量、水解溫度和時間，以防止過多地損害纖維素。例如蔗渣用鹽酸預水解時，采用1%鹽酸，浴比1：10～12，溫度為165℃，保溫1.5～2小時。,③汽預水解：就是將含水的纖維原料直接通往飽和蒸汽進行預水解。蒸汽預水解的作用機理與水預水解相同，但蒸汽預水解的操作簡單，蒸汽耗用量少。由于蒸汽預水解時，物料中水分少，酸度相對增高，容易造成水解不均勻和局部焦化等缺點。經過預水解后纖維原料變成 “半漿料”，但它仍基本上保持原來的形狀。半漿料經過堿蒸

18、煮，分散成粗漿，然后再經過精選、精漂、脫水、烘干等過程，制成散漿或漿板。,（3）預水解硫酸鹽法預水解硫酸鹽法是堿法制漿的一種，此法蒸煮所用的藥液的主要成分，是燒堿和硫化鈉。其生產過程及工藝控制，與預水解荷性鈉基本相同。蒸煮過程消耗的燒堿和硫化鈉用硫酸鈉補充，硫酸鈉是在回收蒸煮液（黑液）時加入的。當將黑液濃縮并灼燒時，黑液內的有機物即能將硫酸鈉還原而得硫化鈉，反應如下：Na2SO4 +2C →Na2S + 2CO2,2.亞硫酸鹽法制

19、漿亞硫酸鹽法制漿的工藝過程與荷性鈉法相同，亦可分為原料的準備、蒸煮、精選、精漂、脫水和烘干等過程。亞硫酸鹽蒸煮液是用亞硫酸氫鹽的亞硫酸鹽溶液。鹽基有鈣、鈉、銨或鎂。蒸煮時，纖維原料主要發(fā)生下列變化：（1）木質互在較低溫度（60℃～70℃）下迅速發(fā)生磺化反應，生成固態(tài)的木質素磺酸。然后固態(tài)的木質素磺酸緩慢地水解而溶出。纖維得以分離；,（2）半纖維素局部水解成單糖或寡糖而溶出；（3）在高溫、高壓和酸液的作用下，纖維細胞的初生壁受到破

20、壞，纖維素的反應性能提高 ；（4）纖維素的聚合度下降，尤其是木質素大部分溶解之后，聚合度下降更為迅速。生產上往往就利用這段時間 來調節(jié)漿料的聚合度。樹脂在蒸煮時較難除去，但在蒸煮后用溫水洗滌，可除去樹脂的大部分。,亞硫酸鹽蒸煮，通常是采用立式 的蒸煮鍋分批地進行。蒸煮過程基本上分為兩個階段：首先是將物料在3～4小時內逐步加熱到105℃～115℃，并保溫2～3小時，然后再升溫至140℃～145℃，蒸煮8～12小時。粗漿料的精選、精漂、

21、脫水和烘干過程與堿法制漿基本相同。亞硫酸鹽法制得漿料的反應性能好，漿的得率（對木材而言）較高。,二、其它化工原料,（一）燒堿,燒堿俗稱固堿、苛性鈉、燒堿、火堿，學名氫氧化鈉。無色透明結晶體，吸濕性強，易溶于水，溶解時放出大量熱。暴露空氣中吸濕后呈黏稠狀液體，也溶于甘油、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。腐蝕性強，能破壞纖維和有機組織。高溫下能腐蝕碳鋼。吸收空氣中二氧化碳后，生成碳酸氫鈉和碳酸鈉，能與酸類中和成鹽。,燒堿制造方法有：苛化法、水銀電

22、解法和隔膜電解法。其中，水銀電解法和采用離子交換膜的隔膜電解法所生產的產品純度高，適宜黏膠纖維生產用料。黏膠纖維生產對燒堿質量要求很高，含雜質越少越好。鹽類雜質，如NaCl、Na2CO3等，影響漿粕浸漬時膨潤不勻，使堿纖維素黃化不正常；鹽類又是強電解質，使黏膠熟成過快；燒堿中的鐵和錳等雜質，能使堿纖維素老成加快；此外。鐵質還影響?zhàn)つz過濾，或者受氧化作用生成有色物質，斑染纖維。,（二）二硫化碳,外觀為無色或淡黃色透明油狀液體，易燃、有毒

23、，有惡臭，但純CS2并無惡臭，只有微弱芳香味，CS2惡臭來自于無機的或有機的硫化物雜質。,CS2沸點46.4℃，是一種優(yōu)良溶劑，也是一種無色易揮發(fā)的可燃液體。CS2氣體與空氣混合后有強烈爆炸性。CS2對人體有毒性，能通過呼吸系統(tǒng)和皮膚進入人體，因此，在生產、運輸、貯存和使用等過程中應采取特別相應的安全措施。,CS2在水中溶解度很?。?0℃時0.2%），比重又大，因此運輸、貯存時多用水封。,,（三）硫酸,黏膠生產用硫酸要有較高的純度，而且

24、其中氧化氮、鐵、鉛等雜質不能過多。黏膠纖維生產用硫酸主要配置黏膠纖維凝固浴。,（四）硫酸鈉,硫酸鈉（Na2SO4·10H2O）又名芒硝，無色晶體，帶苦咸味。相對密度1.462，熔點324℃；100℃時失去全部結晶水轉化為晶體。工業(yè)用無水硫酸鈉又名元明粉，含硫酸鈉90～97%。黏膠纖維生產用硫酸鈉主要配置黏膠纖維凝固浴。,（五）硫酸鋅,硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）又名白礬，無色晶體，相對密度1.966，是黏膠纖維凝固

25、浴組分。,（六）水,黏膠纖維生產耗用的水量大，水質要求高，根據(jù)用途的不同，黏膠纖維用水通常分為工藝用水（用于溶液配制、纖維洗滌等）和一般用水（用于冷卻、洗滌等）。一般用水是經過混凝和過濾處理的清凈水；而工藝用水則需經過混凝、過濾并經軟化處理的軟水，其硬度不超過0.1～0.3。,1.簡述黏膠纖維工藝過程。1.黏膠纖維生產對漿粕的質量要求是什么？2.簡述漿粕的生產工藝過程。3. 黏膠纖維生產所用相關的化工原料有哪些？,第二節(jié)：黏膠短

26、纖維的后處理,經紡絲、集束、拉伸、切斷（或未切斷）的黏膠纖維含有一系列雜質，包括絲條所帶出的硫酸（約占絲束重1%～1.2%）、硫酸鹽（占12%～14%）、膠態(tài)硫磺（占1%～1.5%）以及附著在纖維上的鈣、鐵的金屬鹽，這些雜質一部分在纖維表面，一部分包埋在纖維內部，會影響纖維外觀、手感，嚴重損害纖維性能，故必須通過后處理過程加以清除。同時，纖維在必要時所進行的漂白及上油也同樣是纖維后處理工藝過程中的一部分。,黏膠纖維后處理項目有水洗、脫硫

27、、漂白、酸洗、上油、烘干和打包。通常的工藝流程，根據(jù)絲束是否被切斷，后處理可以分成四種方式 目前很多生產廠采用切斷后再進行后處理的方法，其工藝流程如下： 水洗 → 脫硫 → 水洗 → 漂白 → 水洗 → 酸洗 → 水洗 → 上油 → 烘干 → 打包 其中，漂白過程可根據(jù)需要取舍，例如紡制深色織物的普通黏膠短纖維就無需要漂白。,（一）黏膠短纖維后處理工藝控制,水洗可除去纖維上的硫酸、硫酸鹽和絲條表面上部分硫磺，因此后處理的第一步就是

28、水洗。而且每經脫硫、漂白、酸洗等化學處理后，仍需進行水洗，以除去藥液和生成的雜質。在進行水洗時，工藝上控制下列因素：,1．水洗,水質：洗滌水的質量對纖維的質量有很大的影響。如用硬水處理，則由于水的硬度高，水中含有大量的鎂鹽、鈣鹽，在以后上油等處理時所用的油劑往往會與鈣鹽、鎂鹽等作用，而生成不溶性的鈣皂或鎂皂，黏附在纖維表面。水中如含有較多的鐵質會使纖維在脫硫時產生黑褐色的硫化亞鐵。因此，后處理水洗所用的水，必須是具有較高純度的軟水。,水

29、溫：一般控制為60～70℃。溫度高，雜質去除較干凈，但熱能消耗增多，車間散發(fā)的蒸汽霧增大。水循環(huán)量：洗水量大，則纖維漂洗得較干凈，但必然消耗更多水和蒸汽。為了節(jié)約用水，除了第一道水洗和脫硫后洗過的水全部排放外，其余各道水洗的水一般都經回收后，部分循環(huán)使用。,2．脫硫,從紡絲機出來的纖維上黏附著1%～1.2%的硫磺，這些硫磺的存在會使纖維帶有淡黃色，并使絲條有粗硬的感覺，此外纖維表面附著硫磺，在以后的紡織加工中產生灰塵，惡化車間環(huán)境，脫

30、硫不凈對機械設備也有腐蝕作用。,纖維表面的硫的較大部分能用70～80℃或更高溫度的熱水洗去。水洗以后纖維上的含硫量下降至0.25～0.4%。纖維內部的膠質硫是以膠體質點狀態(tài)存在的，不能用水洗去，必須借助于化學藥劑，使與其生成可溶性的多硫化物和硫代硫酸鹽而除去。脫硫使纖維上含硫量降低到0.05～0.1%或更低。常用的脫硫劑有氫氧化鈉、亞硫酸鈉、硫化鈉等。,（1）氫氧化鈉脫硫：氫氧化鈉與硫作用，其反應式如下：6NaOH＋4S→2Na2S＋

31、Na2S2O3＋3H2O氫氧化鈉脫硫作用最為強烈。因為它在水溶液中的離解度高，OH-離子濃度很大，即堿性大，使纖維劇烈膨化，纖維內層的硫容易脫出，因此脫硫速度很快。但同時使纖維素大分子間的鍵大大變弱，纖維容易被空氣中的氧所氧化，使纖維的斷裂強度下降（特別是濕態(tài)強度），斷裂延伸率也相應地降低。普通黏膠短纖維廠采用這種方式脫硫，一般控制溫度65～75℃，濃度3～7g/L。,（2）亞硫酸鈉脫硫：亞硫酸鈉與硫作用，其反應式如下：Na2SO3

32、＋4S→Na2S2O3亞硫酸鈉脫硫速度慢，作用溫和，因它在水溶液內的OH-離子濃度較低，使纖維膨化較小，又因為亞硫酸鈉是一種還原劑，對纖維有保護作用，纖維不易被氧化，纖維損傷小，脫硫后纖維手感好，對設備腐蝕小。普通黏膠長絲廠采用這種方式脫硫，一般控制溫度65～75℃，濃度10～25g/L。,（3）硫化鈉脫硫：硫化鈉與硫作用，其反應式如下：Na2S＋H20→NaHS＋NaOHNa2S＋S→Na2S2應用硫化鈉脫硫，其作用與氫氧化鈉

33、基本相同。但是它的堿性較氫氧化鈉為弱。由于硫化鈉本身是一種還原劑，因此在脫硫時能防止纖維素的氧化，使纖維在脫硫后有關質量指標不致有很大的下降。硫化鈉本身還能溶解硫，所以脫硫比氫氧化鈉更充分，使所得纖維白度較高。用硫化鈉脫硫的缺點是，硫化鈉內含有大量的硫化亞鐵很難從脫硫液中去除，往往會使纖維上產生黑色條紋或斑點。普通黏膠短纖維廠可以采用這種方式脫硫，一般控制溫度60～70℃，濃度2～5g/L。,3．漂白,漂白是為了提高纖維白度，以改善織物

34、外觀。漂白劑通常采用次氯酸鈉、過氧化氫和亞氯酸鈉等。近年正在研究無氯漂白工藝。NaOCl能與纖維上不飽和的有色物質起加成反應，或使其氯化，從而達到漂白效果。通常控制漂白液的pH值為8～10，含活性氯1～1.2g/L，在常溫下漂白。使用NaOCl做漂白劑的優(yōu)點是，它在常溫下進行漂白，配制漂白液的方法比較簡單。缺點是，NaOCl溶液不穩(wěn)定，在使用過程中pH值容易發(fā)生變化。當pH值小于8，纖維易受到損傷，NaOCl會大量地分解，而且得到的纖

35、維白度不高；當pH值大于10，纖維素雖不致受破壞，但有色物質不易被氧化。此外，NaOCl在弱堿性溶液中會腐蝕塑料、軟橡皮等制成的機器零件。纖維經漂白后需進行水洗。,H2O2在堿性介質中分解，釋出原子態(tài)氧，將纖維上的有色雜質氧化，生成淡色或無色物質，通?？刂破自∫汉琀2O21～2g/L，pH值8～8.5，浴溫60～70℃。H2O2漂白是在弱堿性介質（pH＝8～8.5）中進行的，此時纖維素不發(fā)生分解。為了避免H2O2在堿性介質中分解過多，

36、可在浴液內添加穩(wěn)定劑，如水玻璃、磷酸鹽、鎂鹽等。 H2O2的漂白作用較NaOCl緩和，漂白后纖維的白度不很高，但纖維的強度降低少。用H2O2漂白時，不能去除金屬氧化物，如要去除氧化鐵，必須進—步進行酸洗。采用H2O2漂白，可與上油過程同時進行，漂白后不需再進行水洗，纖維上殘留的H2O2在干燥機中的高溫下會分解。,4．酸洗,酸洗的目的，是中和殘存在黏膠纖維上的堿性漂白液或脫硫液，并把不溶性的金屬鹽類（或氧化物）轉化為可溶性金屬鹽，以進一步

37、提高纖維的白度。通常是用HCl或H2SO4溶液，濃度為1～2g/L，常溫酸洗。生產一般纖維也可不進行酸洗。,5．上油與油劑配制,上油是為了調節(jié)纖維的表面摩擦力，使纖維具有柔軟、平滑的手感，良好的開松性和抗靜電性，適當?shù)募院捅Ш狭Γ纳评w維的紡織加工性能。黏膠纖維油劑通常配成穩(wěn)定的水溶液或水乳液，要求無色、無臭、無味、無腐蝕，洗滌性好。普通黏膠纖維油浴濃度為2～5g/L，纖維上油率為0.15%～0.3%，溫度為常溫。,油劑的組成部分包

38、括潤滑劑、乳化劑、抗靜電劑，有時還加入消泡劑、防腐劑、防銹劑等。普通黏膠短纖維的油劑很多，例如，602油劑：A級工業(yè)白油30%，脂肪醇聚氧乙烯醚（MOA3）30%，聚氧乙烯蓖麻油（EL—10）10%，烷基磷酸鉀鹽（P－K）30%。,6．烘干,切斷纖維或絲束狀纖維在烘干前都要先軋輥來預脫水，使其含水率由300～400%降至120%～150%。烘干后纖維含水率6%～8%。經過回潮吸濕，產品回潮率11%～13%。黏膠短纖維干燥可用多種形式，

39、如循環(huán)熱風干燥，熱輥接觸干燥，射頻干燥等。一般多采用循環(huán)熱風干燥烘干，烘干速度取決于熱空氣溫度、濕度、循環(huán)速度及纖維層厚度和開松度，在生產上通常是調節(jié)熱風溫度。溫度高則干燥快，但溫度過高，會使部分纖維過熱或燒焦，纖維強度、含油率、白度下降，故熱空氣通常不高于120℃；由于濕纖維的實際溫度大大低于熱風濕度，故烘干機中帶有濕纖維的區(qū)域應保持最高的溫度（70～110℃），而在干纖維的區(qū)域卻保持較低溫度（60～70℃）。,7．打包,短纖維經烘干

40、和干開棉后，借助氣流或輸送帶送入打包機，打成一定規(guī)格的包，以便于運輸和貯存。打包在打包機上進行。每包纖維的重量，根據(jù)紡織廠的要求、運輸?shù)那闆r及打包設備的情況而定，通常為50～120kg/包，也有打成200kg/包以上的，包上應注明生產廠家、纖維規(guī)格等級、重量、批號、包號等,（二）黏膠短纖維后處理設備,黏膠短纖維的后處理方式，可分兩種，一種是絲束后處理：另一種是散狀短纖維后處理。絲束后處理一般采用較少，這里只介紹散狀短纖維后處理設備。,1

41、．輸送槽,切斷后的纖維用水送到輸送槽，經過輸送槽到淋洗機。輸送槽是多級階梯分配槽，該槽是數(shù)節(jié)呈階梯狀的堰式盛水淺槽。來自切斷機的短狀纖維隨著水流由上而下逐級流經由窄到寬的輸送槽內，得到松散，形成一定寬度的纖維層，其最終寬度與淋洗機纖維鋪放寬度相同，其厚度約30～50mm。,2．網帶式后處理機,網帶式后處理機是最常見的黏膠短纖維后處理設備，由一個或多個串聯(lián)的無端不銹鋼網帶組成，網帶由轉動輥帶動，網帶的上方工作面上裝置若干個不銹鋼制的淋洗

42、篩子，每個工作區(qū)有2～4個淋洗篩子。切斷的纖維經過纖維輸送槽均勻地鋪滿在網帶上，網帶上的纖維層不斷向前移動，經過各區(qū)淋洗篩子淋洗。淋洗浴液通過纖維層，被網帶下方的接受浴槽導出機外逆流回用。為了防止纖維被處理浴液沖出機外，通常將網帶翻邊。為了避免浴液從前一區(qū)帶入后一區(qū)，在各區(qū)、段之間都裝有橡膠的壓輥對，其壓力通過彈簧或壓縮空氣調節(jié)。,3．柵條式后處理機,柵條式后處理機是一排具有假底的寬而淺的長槽，每一長槽就是一個處理區(qū)段。長槽的假底由許

43、多凹形斷面的不銹鋼柵條沿處理槽縱向排列而成，柵條間的距離很小，通常在0.5mm以下，以免纖維被淋洗浴液帶走。偶數(shù)柵條固定在機架上；奇數(shù)柵條則裝在橫向的托梁上，朝纖維前進方向傾斜10°～15°，橫向托梁由偏心軸帶動，由于它的轉動，使每一區(qū)段的奇數(shù)柵條作封閉循環(huán)運動。循環(huán)的方式是：可動柵條首先向上提到高出固定柵條，在這一位置上向前運動，而后降到低于固定柵條，再沿相反的方向回復原位。,切斷后的纖維，借助于專用的輸送槽，沿著

44、假底的寬度形成均勻的纖維層（厚度為30～50mm），可動柵條每一次循環(huán)運動，就把纖維層抬起并往前移送一次，移送的距離就是柵條的動程。在纖維層不斷向前移動的同時，受到上面篩子噴淋下來的各種浴液處理。處理浴液通過纖維層后，落入柵條下面的接受浴槽并導出機外。為了減少纖維將前一區(qū)段的浴液帶入后一區(qū)段，纖維層在各區(qū)段間都受到輥筒對的壓榨。由于柵條式后處理機結構復雜，使用較少。,4．干燥設備,黏膠短纖維干燥過程是由纖維開松機、纖維喂給機、烘干機、

45、調溫裝置和纖維輸送機所組成的機組完成的。（1）開松機：用于烘干過程前的開松機又稱濕開松機，用于烘干過程的中段和烘干后的開松機稱為干開松機。無論是濕開松機還是干開松機，都起著把纖維開松的作用，所用的設備是開棉機。中、濕開棉機的主要構造由一對喂入輥和一個角釘打手所組成，其開松的程度較弱。干開棉機它配比有兩個速度不同的角釘打手，轉速快，開松強度大。,,,（2）纖維喂給機：纖維喂給機的主要作用是將濕開松機開松的黏膠短纖維經梳理后較均勻地鋪到烘

46、干機的輸送帶上。喂給機工作過程如下：角釘斜簾將纖維抓起向上運動，經過勻棉耙的梳理，然后經剝棉輥將纖維均勻地剝下，落到鋪棉帶上，鋪棉帶往復擺動，將纖維均勻地鋪到干燥輸送帶上。,（3）圓網式烘干機：此機由多個排列成單行的旋轉圓網構成。 圓網的主體是一多孔的圓筒，并與一離心式風機相連，筒的表面，覆蓋一層不銹鋼網，筒內的一半裝有固定不動的弧形擋板，擋板的周邊通過耐高溫橡皮或毛毯與筒內壁相密貼。工作時，空氣由風扇從筒內抽出后散開，通過加熱器

47、后又吹在網的表面，由于筒外噴吹空氣的正壓和筒內負壓而產生吸力，使纖維吸附于圓筒的沒有檔板的那一半表面上，熱風通過纖維層進入圓筒內，使纖維得到烘干。,,經后處理和開松的纖維（含水率約130～150%），由喂毛機均勻地落在送毛簾子上，并送往第一個圓網，由于此網內上半部有固定的檔板，纖維只能被吸附于圓網的下半部表面。當纖維由第一個圓網送至第二個圓網的交接處時，由于第二個圓網內的固定擋板裝于下半部，且它的旋轉方向與第一個圓網相反，故纖維轉而吸附

48、于第二個圓網上半部表面。這樣，纖維經過多個圓網時，即進行正、反面的交替烘干，因此，烘干比較均勻。,圓網式烘干機是粘膠短纖維生產中常采用的烘干機，它干燥均勻性好，纖維飛散少，清掃和修理方便，蒸發(fā)能力高而且能量消耗少，但容易產生落棉，給操作帶來麻煩。,（4）帶式烘干機：帶式烘干機是由貫穿于整個機臺的履帶來輸送纖維的。履帶是由許多塊固裝在機身兩側的環(huán)形長鏈的布滿小孔的鋁板所組成，它在運動中把纖維從機頭帶向機尾，見圖6-66。由于加熱器和風扇的

49、作用，熱空氣在機內通過纖維層而循環(huán)。為了提高烘干的均勻性，通常采用多區(qū)段，即在一個區(qū)段上熱空氣是自上而下通過纖維層，而在另一區(qū)段熱空氣則是自下方而上穿過纖維層，如此交替進行。帶式烘干機的缺點是纖維易飛散和改變品種時做清潔困難，故工廠中少采用。,5.纖維輸送裝置,烘干后的纖維送去打包，輸送的裝置一般采用兩種方式，由風機通過風管輸送；或由帶式輸棉機輸送。前者設備較簡單，而且輸送的距離較遠，后者可避免纖維輸送過程中帶來的扭結。,二、粘膠長絲

50、的后處理及紡織準備,（一）粘膠長絲的后處理,連續(xù)法紡絲的絲條成形與后處理是在同一臺設備上連續(xù)完成的，得到具有低捻度的絲筒，無需另行后處理和紡織準備便能用于織造。筒管紡絲法目前很少用，故下面僅討論離心絲餅的后處理及加工。普通離心紡絲法得到酸性絲餅，而半連續(xù)離心法紡絲得到中性絲餅，酸性絲餅與中性絲餅的性質不同，因而后處理工藝略有差別。,1．絲餅后處理方法,（1）淋洗工藝：淋洗是采用后處理浴液自絲餅的表面滲入絲層的噴淋方法，來達到處理的目的

51、。即將絲餅掛在淋洗篩下移動的淋洗棒上，靠機械轉動，使淋洗棒在間隔一定時間內向前遞送一定距離，并順次受到自篩上噴淋下來的后處理浴液的淋洗，以除去絲餅上所帶雜質。再經離心脫水和烘干后，即可進行絡絲。,其工藝流程為：水洗→脫硫→水洗→酸洗→水洗→中和→水洗→上油→脫水→烘干淋洗流程，是按紡絲后絲餅的性質和對成品的不同要求而確定的。酸性絲餅要加強脫硫前的水洗，一般采用兩道水洗；對成品白度有特殊要求或使用白度較低的漿粕為原料時，在酸洗前要加一

52、道漂白和水洗。,經淋洗處理后的絲餅，含水量高達300%左右，為了減少干燥中水的蒸發(fā)量，縮短干燥時間和降低干燥蒸汽消耗，在干燥前要把絲餅上部分游離水去掉，所以必須進行脫水處理。經脫水后的絲餅含水量約150%～200%，一般在離心式脫水機內進行。,（2）壓洗工藝：壓洗是將后處理浴液在壓力下通過絲餅的絲層，來達到處理的目的，是粘膠長絲常用的后處理方法。絲件筐有兩種形式，其一是在筐內組裝多層隔板，即在每層間隔板上放置數(shù)十個絲餅；其二是將絲餅逐個

53、套在絲件筐的帶孔燭管上。集裝好的絲件筐，用升降機構放入后處理機的浴槽中，使后處理浴液由疊置在間隔板上的絲餅內部通過絲餅的絲層，或使后處理浴液通過燭管的孔眼而進入絲餅內部，最后通過絲餅絲層，使絲條所吸附的雜質得到清洗。處理后的絲餅經離心脫水，烘干后進行絡絲。,其工藝流程為：水洗→脫硫→水洗→漂白→水洗→酸洗→水洗→上油→脫水→烘干壓洗工藝流程與紡絲后的絲餅特性關系較大，上述壓洗流程適于酸性絲餅。中性絲餅壓洗，對白度要求不高時可以不加漂

54、白過程。當對白度有一定要求需要加漂白過程時，在第一道水洗前要加硫酸洗，以消除成品的色澤差異。淋洗與壓洗相比，淋洗機械結構簡單，但對大卷裝絲餅的洗滌效果較差。壓洗機結構復雜，但由于絲餅在后處理時完全被浸透在浴液中，能夠受到后處理浴液的均勻處理，同時絲餅內外兩面的溫度可一致，所以效果較好。,2．絲餅后處理工藝控制,（1）水洗：水洗時主要控制水溫、水洗時間和水的循環(huán)量。通常壓洗時水溫、時間及循環(huán)量為30～45℃、30min和2.0L/min

55、·只絲餅。每一次化學處理（上油除外），其后都要進行水洗，以除去化學處理液和反應生成的雜質。,（2）脫硫：粘膠長絲的脫硫劑可用氫氧化鈉、硫化鈉或亞硫酸鈉。經脫硫處理后成品絲的含硫量應降至0.05～0.1%以下。用NaOH脫硫，通常浴液中NaOH為4～5g/L，溫度50～60℃，脫硫時間壓洗為30～60min。，淋洗為75～100min；如用Na2SO3脫硫，則浴液的濃度為20～55g/L，溫度70～75℃。,（3）漂白：粘膠絲的

56、漂白劑，可用次氯酸鈉、亞氯酸鈉或過氧化氫等氧化劑，目前以用次氯酸鈉居多。漂白時，漂液中含活性氯1～1.2g/L，溫度20～30℃，pH值為8～10。,（4）酸洗：漂白后絲餅，經水洗后再行酸洗，以進一步除去殘存漂液和漂白時生成的化合物。用于織造深色織物的粘膠絲，可以省去漂白過程，但脫硫后還應進行酸洗，以中和殘存的脫硫堿液，并除去纖推上吸附的微量鐵等金屬雜質，提高絲條白度。酸洗可用鹽酸或硫酸水溶液，目前以用鹽酸居多，濃度為1～3g/L，溫度

57、30±2℃，洗滌時間30～45min，壓洗液循環(huán)量為3～3.5L/min·只絲餅。,在半連續(xù)紡絲機上成形的絲餅理應為中性，但如果絲條成形不完全，則有一定的殘余酯化度（γ為1.5～2），絲餅放置一段時間后，變?yōu)槁云珘A性（pH值8～9）。這種絲餅在后處理時增加了處理藥品尤其是漂白液的消耗量，又延長了漂白時間。為此，絲餅在脫硫前往往先用硫酸進行預酸洗，使其在稀硫酸（10g/L）中繼續(xù)再生，殘余酯化度降為0.5～0.9，以加

58、速漂白過程，減少漂液消耗。對于酸性絲餅，其殘余酯化度較小，約為O.2，故一般不進行預酸洗。,（5）中和：經酸洗后的絲餅雖經過水洗，但絲餅仍然顯酸性，導致纖維強度下降，直接影響纖維質量。為了使絲餅達到中性，可以采用弱堿性的物質配成中和浴進行洗滌，達到中和酸的目的。一般使用碳酸鈉或氨水配中和浴，也可以用濃度較低的氫氧化鈉配制中和浴，但濃度要低，控制在0.1g/L升以下。,（6）上油：粘膠絲的上油劑主要包括潤滑劑和乳化劑兩部分，此外還加入少量

59、抗靜電劑、調粘劑、增白劑和pH調節(jié)劑等。例如白油71%，油酸16%，三乙醇胺8%，丙三醇（冬季用）5%，軟水200%。配制時分兩次稀釋，第一次調配工作液的母液，一般調成120～150g/L，第二次是調配工作液，一般調成0.8～2g/L，pH7～7.5（用碳酸鈉調配），油浴溫度20～30℃，壓洗時油浴循環(huán)量3.3L/min·只絲餅。,（7）脫水、烘干與調濕：粘膠絲餅經上述浴液處理后含水率為320%～350%，必須經過脫水、干燥和

60、調濕，使絲餅的公定回潮率為13%。絲餅的脫水有兩種方法。其一是用壓縮空氣脫水，即在壓洗后的密閉的絲餅內通入壓縮空氣，壓縮空氣壓力30～50kPa，經15～20min吹脫。絲餅含水率可降至180%～190%；其二是離心脫水，將淋洗或壓洗后的絲餅，用高速離心機脫水，含水率可降至170%以下。絲餅烘干在隧道式烘干機內進行。絲餅置于小車上從機頭到機尾依次通過有熱風循環(huán)的各溫度區(qū)，使水分蒸發(fā)，到第七區(qū)絲餅含水量6～8%，在第八區(qū)進行給濕，使絲

61、餅含水達到10%（相當于公定回潮率為13%左右）。,干燥工藝條件：第一區(qū)熱風溫度（75～85℃），第二區(qū)熱風溫度（75～85℃），第三區(qū)熱風溫度（70～80℃），第四區(qū)熱風溫度（65～75℃），第五區(qū)熱風溫度（65～75℃），第六區(qū)熱風溫度（55～65℃），第七區(qū)熱風溫度（50～60℃）。干燥時間50～70h。給濕工藝條件：第八區(qū)自然溫度，相對濕度60～65%，給濕時間8～10h。,絲餅在干燥過程中，干燥速度對絲質質量有一定影響。在絲

62、餅含水量及強、排風量不變條件下，干燥速度取決于干燥溫度，即溫度越高，干燥速度越快。但干燥速度不宜過快，因為絲餅上水分蒸發(fā)是由絲的內層向外表面擴散的，通過絲外表面蒸發(fā)掉。干燥溫度過高，使絲條表面過早烘干，妨礙了絲的內層水分擴散，易出濕塊。,3．后處理設備,（1）淋洗式后處理機：絲餅洗滌以淋洗方式進行，全機共204～224站，主要由傳動機構、淋洗篩、浴液接受槽、擋水板、離心泵、加熱器、過濾器及淋洗棒等組成,淋洗式后處理機的工作程序是，在機器

63、的一端將絲餅逐個套在絲餅棒上，每根絲餅棒套8～9個絲餅，然后將套有絲餅的絲餅棒，放置在自上噴淋的后處理浴液下進行淋洗。絲餅棒每經過一定間隔時間 （視產量的多少而定），向前移動一個槽的距離，這樣絲餅就順次地得到各種后處理浴液的淋洗，直到絲餅棒移至機器的另一端，即完成各處理過程。,我國的R661型淋洗式后處理機，全機長31.5米，寬2米，高3米。機身由槽鋼制成，外涂耐酸漆，以防浴液腐蝕。機臺有上、中、下三層，12個淋洗區(qū)，由機架固定在有一定

64、高度的底座上。在機架上閨怨有拉條，借機頭的轉動，每隔1.5-4分鐘，使拉條作向上、下運動一次。當拉條運動到最上位置時，焊接在擺動架上的釘耙就插到淋洗棒之間，推動淋洗棒向前運動，當拉條向下運動時，淋洗棒被擱在固定架上，拉條就和淋洗棒脫離，然后拉條向后運動，淋洗棒則保持不動。拉條接著向上運動時，釘耙又插入淋洗棒之間，周而復始，絲餅棒不斷向前移動，使絲餅得到了處理。,淋洗棒在淋洗過程中接觸酸和堿，所以應包以橡膠。為了避免絲餅在處理過程中本身滑

65、動，淋洗棒外形為四角棱形，中間略向內凹。在淋洗棒一端裝有膠木齒輪，以帶動絲餅轉動，在同一端還裝有皮圈，以防止絲餅繞扣。全機可裝淋洗棒620根（其中8根為備用棒）。淋洗機上部裝有淋洗篩，將后處理浴液均勻地分散到絲餅上，它由塑料和不銹鋼制成，以免腐蝕。每一淋洗篩都有4排小孔，孔徑通常為1.3-1.5毫米，一般為1.5毫米，浴液溫度為35℃時，淋洗篩的流量為60-100毫升/分。,每臺淋洗機上共設有淋洗篩40個，根據(jù)后處理各個流程處理時間的

66、不同，通常淋洗篩的分布情況大致下下：脫硫 8個第一次水洗 4個第二次水洗 4個漂白 4個第三次水洗 4個酸洗 4個第四次水洗 4個第五次水洗 4個上油 4個淋洗式后處理機的優(yōu)點是結構簡單，制作方便，造價低廉。缺點是對厚絲餅的洗滌效果不夠均勻。,（2）壓洗式后處理聯(lián)合機：壓洗式后處理聯(lián)合機

67、是由壓洗車、快速接頭裝置、推進裝置、游車、浴液輸送系統(tǒng)組成。它是較新型的絲餅后處理機?？焖俳宇^裝置：交替將各浴液接頭快速與壓洗車對接，將浴液送到壓洗車完成絲餅壓洗。推進裝置：定時推動壓洗線上的壓洗車，自動完成定距運行。游車：運載壓洗車作轉角運動的，把壓洗車送到生產上的工具。,壓洗車：由車架、側架、托盤、橫梁、頂蓋、進液三通、排液水箱、側罩、撐桿、車架車輪等組成,絲餅分層立裝在壓洗車托盤上，然后由頂蓋壓緊。浴液經進液三通進入絲餅內側

68、，靠一定壓力通過絲層完成壓洗過程,（3）脫水機：離心脫水機由地腳、外殼、機內轉動殼、中軸和電機組成。4～6個絲餅包成一包，擺放在轉動殼內，轉動殼高速旋轉，絲餅內水分在離心力作用下被甩出機外，完成絲餅脫水。,自動脫水機屬于回轉式設備，適于壓洗絲餅的脫水。脫水機由上轉盤、下轉盤、絲餅輸送帶組成,自動脫水機的上轉盤上裝有16根帶氣囊的升降桿，下轉盤上裝有16個離心罐。下轉盤轉動時離心罐受區(qū)間控制，即旋轉區(qū)間、制動區(qū)間、停止區(qū)間。絲餅在停止區(qū)間