發（fā）布時間：2024-12-30 14:54:20 人氣：0次
濕法紡絲設備（bèi）
突然意識到要寫一篇這樣的推文，其實動機是源於我們的一個客戶。他在谘詢紡絲設備時，問了我這（zhè）樣一個問題：“他說濕法紡絲是不是一個已經過時的纖維製備方法了？”。聽到他的詢問，我第一感覺其實是很驚訝的！作為一個專業從事濕法紡絲近十年（nián）的一個科（kē）研工作者，自己熱愛並追逐的科研領域難道是一個已經過時（shí）的（de）了嗎？答案肯定是否定的！那（nà）麽（me）客戶為何出此一問呢（ne）？我想客（kè）戶的（de）這個想法應該也是（shì）許多非專業領域人士共同的疑問。所以，作為一個專業攻關科研用（yòng）濕法紡絲設（shè）備研（yán）發的團隊，我想我們有必要而且也有義（yì）務和廣大科技愛好者朋（péng）友們科普一下，幫助大家走出（chū）誤區、正確認識濕法紡絲技術、了解濕法（fǎ）紡（fǎng）絲技術、並很好地運用濕法紡（fǎng）絲技術。
講這個問題之（zhī）前，要先帶大家（jiā）了解一下化學纖維的製備方法。在工（gōng）業生產中，化學（xué）纖維的製備方法主要有兩種，一種是熔體紡絲也稱熔融紡絲，另（lìng）一種（zhǒng）是溶（róng）液紡絲。根據紡絲原料的紡絲形式熔體紡絲又分為熔體直紡和切片（piàn）紡兩種（zhǒng）製備（bèi）方法。所謂的（de）熔體直紡（fǎng）是（shì）將（jiāng）聚合反應得到的聚合物（wù）熔體直接輸送到紡絲組（zǔ）件進行紡絲的一種纖維成形技術（shù），而切片紡（fǎng）絲是（shì）將聚合後的聚合物熔體（tǐ）先擠出造粒、然後再熔融紡絲（sī）。兩種熔融紡絲方（fāng）法各（gè）有千秋，工業生產中都經常采用，如聚酯纖（xiān）維（滌綸（lún））的（de）熔體直紡（fǎng）和聚（jù）酰胺纖維（wéi）（錦綸）的切片紡等。溶（róng）液紡絲根據纖維的成形原理可分為相（xiàng）分離法、凍膠法和液晶法。在實際生（shēng）產中，絕大多數的濕法紡絲是通過相分（fèn）離法（fǎ）實施的，如再生纖維素（sù）纖維、殼聚（jù）糖纖維、蛋白纖維、聚乙烯醇纖（xiān）維等。隨著紡絲（sī）技術的發展，近些年又出現了靜電紡絲、離心紡絲、負壓紡絲、微流體紡絲以（yǐ）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（chóu）。為了方便大家（jiā）理解，小編將工業常用的紡絲方法分類進行整理如圖所示。
相信在了解完纖維成形方法之後大家都清（qīng）楚了，其實濕法紡絲是屬於溶液（yè）紡絲中的一種，因為濕法紡絲在溶液紡絲技術中應用較多，故而大家往往認為溶（róng）液紡絲與濕法紡絲的概念等同（tóng），經常用濕法紡絲的（de）概念代替溶液紡絲概念，其實是（shì）錯誤的，實（shí）際上二者是包含與被包（bāo）含關係。
濕法紡絲工（gōng）藝流程圖
我國是世界上的化纖（xiān）生（shēng）產大國，2020年全國（guó）化纖總產量6025.12萬噸，占世（shì）界化（huà）纖產量的70%以上。化學纖維種類包括了滌綸、錦綸、腈（jīng）綸、丙綸、維綸、氯綸、氨綸以及再（zài）生纖維素纖維、碳纖維、超高分（fèn）子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等。在眾（zhòng）多的（de）纖維品種中以滌綸的產量最（zuì）大為4922.75萬噸（dūn），占2020年我國化纖總產量的81.70%，滌綸纖維的（de）主要加工方式是熔融紡絲。如果從纖維（wéi）產量和生產應用上看，的確熔融紡絲技術是應用最廣、最多的紡絲方法。相比（bǐ）而言，濕法紡絲生產的化纖品種產能較少，但是，這不表明濕法紡絲技術就是一種已經過時的（de）紡絲成形技術，這主要從以下幾個事實及數據進行（háng）說明。
（1）溶（róng）液紡（fǎng）絲技術的應用是某些高分子的結構特性（xìng）決定（dìng）的
眾所周知，對於（yú）線性的（de）熱塑性（xìng）高（gāo）分（fèn）子材料都存在明顯的玻（bō）璃化轉變（biàn）和熔融轉變，這就是說這類聚（jù）合（hé）物存（cún）在著熔點，可以通過升溫（wēn）加熱的（de）方式將其熔化進而利用熔融紡絲技術製備纖維材料。但是對於具有剛性結構的聚合物分子，如聚丙烯腈、纖維素等。這類聚合物材（cái）料分子結構具有強極性和剛性，分子間相互作（zuò）用較強，這種分子結構特性決（jué）定了（le）這類聚合物的熔點顯（xiǎn）著（zhe）高於其分解溫（wēn）度。也就是說，如（rú）果對這類聚合物材料進行加熱（rè）時，溫度還未達到（dào）其熔點（diǎn），材料就已經發生了降解，因此這類聚合（hé）物材料無法通過熔融紡絲技（jì）術加工，隻能通過溶液紡絲技術加（jiā）工。也正是因為這種分子鏈（liàn）的剛性結構（gòu）使材料內部的分子間相互作用力較強，所製備的纖維（wéi）材料性（xìng）能（néng）優異。所以說，采用溶液紡絲技術加工是（shì）某些聚合物分子結構（gòu）特（tè）性決定的。
纖維素（sù）分子結構（gòu）特（tè）點
(2) 溶液紡絲技術（shù）所製備高性能纖維是國防、軍工等應用領域不可或缺的材料
碳纖（xiān）維是現代宇航工業的物質基礎，具有不（bú）可替（tì）代性。由碳纖維製備的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜合性能，在導彈、空間平台（tái）和運（yùn）載火箭，航空器，先進艦船，軌道交通車輛，汽車，卡（kǎ）車，風電（diàn）葉片，電池（chí），電（diàn）力電纜等領域具有廣泛的應用。製備碳纖（xiān）維的聚（jù）丙（bǐng）烯（xī）腈原絲就是（shì）采用濕法紡絲技術（shù）生產。由濕（shī）法凍膠紡絲技（jì）術生產的超高分子量聚乙烯纖維是防彈衣的核心材料。濕法紡絲技術（shù）製備的粘膠（jiāo）基碳纖維是火箭、導彈、航天器等的關鍵戰略（luè）性材（cái）料（liào），濕法紡絲製備的聚酰亞胺纖維是（shì）一種新型高性（xìng）能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫（wēn）、耐腐蝕以及優良的力學性能，其應用領域（yù）已經開始從特種防護、航空航天等（děng）高技術領域向民生領域（yù）延（yán）伸。
濕（shī）法紡絲製備的聚合物纖維（wéi）在軍工航天等特殊領域的應用
(3) 濕法紡絲設備操作簡（jiǎn）單、紡絲條件溫和是纖維科研應用最廣的研究方法
在Web Of Science數據庫中以wet spinning(濕法紡絲)為關鍵詞進行檢（jiǎn）索，可檢索到17981條相關文獻記錄。其涉（shè）獵領域包括材料科學、化學、高分子科學、工（gōng）程、物理、電化學等眾多學科領域。
Web Of Science 數據庫以 wet spinning(濕法紡絲)為關鍵詞的文獻（xiàn）檢索情況
複旦大學彭慧勝、王兵傑等人采用濕法紡絲（sī）技術一步生產連續的纖（xiān）維電池。所采用的（de）三通道工業噴絲頭可以（yǐ）同時擠出、並結合纖維電池的電極和電解液，生產速度得到遠遠提高（gāo）。功（gōng）能部件間的層流保（bǎo）證了擠壓過程中其界麵的（de）無縫銜接。研究發現，每一個噴絲器單元可以生產1500公裏長的連續纖維電池，比之前報道（dào）的纖維長了三個數量級。所製備的纖維電池用於智能帳（zhàng）篷(麵積約10平方（fāng）米)，電池的能量密度可達550 mWh每平方米。
濕法紡絲技（jì）術製（zhì）備纖維狀電池[2]
近年來發展的石墨（mò）烯纖維、碳納（nà）米管纖維、MXene纖維等（děng）新型無機纖（xiān）維都是采用濕法（fǎ）紡絲技術生產。綜上（shàng）所述，相信大家已經（jīng）了解並熟（shú）悉了濕法（fǎ）紡絲製備化學纖維這一生產技術。與熔融紡（fǎng）絲相比（bǐ），濕法紡（fǎng）絲（sī）技術確屬小眾，但是是一種不可替代、不可或缺的纖維成形技術，在未來（lái）的纖維材料發展過程中必定會蓬勃發展，展現出它（tā）特有的魅力。
