發（fā）布時間：2024-12-30 14:54:20 人氣：0次
濕法紡絲設（shè）備
突然意識到（dào）要寫（xiě）一篇這樣的推文，其實動機是源於我們的一個（gè）客戶。他（tā）在谘詢紡絲設備時，問了我這樣（yàng）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（wǒ）第一感覺其實是很驚（jīng）訝的（de）！作為一個專業從事濕法紡絲近十年的一個科研工作者，自己熱愛並追逐（zhú）的科研領域難道（dào）是一個已經過時（shí）的了嗎？答案肯定是否定的！那麽客戶為何出此一問呢？我想客戶的（de）這個想法應該也是許多非專業領域人士共同的疑問。所以，作（zuò）為一個（gè）專業攻關科研用濕法（fǎ）紡絲設備研發（fā）的團（tuán）隊，我想我們有必要而且（qiě）也（yě）有義務（wù）和廣（guǎng）大科技愛好（hǎo）者朋友們科普一下，幫助大家走出誤區、正確認識濕（shī）法紡絲技術、了解濕法紡絲技術、並很好（hǎo）地運用濕法紡絲技術。
講這個問題之前，要先帶大家了解一下化學纖維的製備方法。在工業生產（chǎn）中，化學纖維的製備方（fāng）法主要有（yǒu）兩種，一種（zhǒng）是熔體紡絲也稱熔融紡絲，另（lìng）一種是（shì）溶液紡絲。根據紡絲原料的紡絲形式熔體紡絲（sī）又分（fèn）為熔體直紡和切片紡兩種製備方法（fǎ）。所謂的熔體直紡是（shì）將聚合反（fǎn）應得到的（de）聚合（hé）物熔體直接（jiē）輸送（sòng）到紡絲組件進行（háng）紡絲的一（yī）種（zhǒng）纖維成形（xíng）技術，而切片紡絲是將聚合後的聚合物熔體先（xiān）擠出造粒（lì）、然後再熔（róng）融紡（fǎng）絲。兩種熔融紡絲（sī）方法各有千秋，工業生產中都經常采用，如（rú）聚酯纖維（滌綸）的熔體直紡和聚酰胺（àn）纖維（錦綸）的切（qiē）片紡等。溶液紡絲根據纖維的成形（xíng）原理可分為相分離法、凍膠（jiāo）法和液晶法。在實際生產中，絕大多數的濕法紡絲是通過相分離法實施的，如再生纖維素纖維、殼聚糖纖維、蛋白纖維、聚乙烯醇纖（xiān）維等。隨著紡絲技術的（de）發展，近些年（nián）又出現（xiàn）了靜電紡絲、離心紡絲、負壓紡絲、微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（yè）紡絲範疇。為了方便（biàn）大家理解，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（chéng）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，因為濕法（fǎ）紡絲在溶液紡絲技術中應用（yòng）較多，故而大家往往認為溶液紡絲與濕法紡（fǎng）絲的概念等同（tóng），經常用濕法紡絲的（de）概念代（dài）替（tì）溶液紡（fǎng）絲概念，其（qí）實是錯誤的，實際上二者（zhě）是包含與被包含關係。
濕法紡絲（sī）工藝流程圖
我國是世界（jiè）上的化纖生產大國，2020年全國化纖總產量6025.12萬噸，占世界化纖產量（liàng）的70%以上。化學纖維（wéi）種類包括了滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸、氨（ān）綸以及再生纖維素纖維、碳纖維、超高分子量（liàng）聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖維等。在眾多的纖維品種中以（yǐ）滌綸的產量最大為4922.75萬噸，占2020年我（wǒ）國化纖（xiān）總產量（liàng）的81.70%，滌綸纖維的主要加工方式是熔融紡（fǎng）絲。如果從（cóng）纖（xiān）維產（chǎn）量和生產應用上看，的確熔融紡（fǎng）絲技術是應用最廣（guǎng）、最多的（de）紡（fǎng）絲方法。相比而言，濕法（fǎ）紡絲生產的化纖品種產能較少，但是，這（zhè）不表明濕（shī）法紡絲技術（shù）就（jiù）是一種已經過（guò）時的紡絲成形技術，這主要從以下幾個事實及（jí）數據進行說明。
（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（zhòng）所周知，對於線（xiàn）性的熱塑性（xìng）高分子材料都存在明顯的玻璃化轉變和（hé）熔融轉變，這就是說這類聚合物存在著熔點，可（kě）以通過（guò）升溫加熱的方式將其熔化進而利用熔融紡絲（sī）技術製備纖維材料（liào）。但是對（duì）於具有剛性結構的聚合物分（fèn）子，如聚丙烯腈（jīng）、纖維素等。這類聚合物材料分子結構具有強極性和剛性，分子間相互作用（yòng）較強，這種分子結構特性決（jué）定了這類聚合物（wù）的熔點顯著高於其分解溫度。也（yě）就是說（shuō），如果對這類聚合物材料進行加熱時，溫（wēn）度還未達到（dào）其（qí）熔（róng）點，材料就已（yǐ）經發生了降（jiàng）解，因此這類聚合物材料無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（zhǒng）分子鏈的剛性結構使材料內部的分子間相互作用（yòng）力較強，所製備的纖維材料性能優異。所以（yǐ）說，采用溶液紡絲技術加工是某些聚合物分子結構特性決（jué）定的。
纖維素分子結構特點
(2) 溶（róng）液紡絲技術所製備高性能纖維是國防、軍工等（děng）應用領域不可或缺的材料
碳纖維是現代宇航工業的物質基礎，具有不可（kě）替代性。由碳纖維製備的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜合（hé）性能，在導（dǎo）彈（dàn）、空間平（píng）台和運載火箭，航空器，先進艦船，軌道交通（tōng）車輛，汽車，卡車，風電葉（yè）片，電池，電力（lì）電纜等領域具有廣泛的應（yīng）用。製備碳纖維的聚丙烯腈原絲就是采用濕（shī）法紡絲技術生產。由濕法（fǎ）凍膠紡絲技術生產的超高分（fèn）子量聚乙烯纖維是防彈衣的核（hé）心材料。濕法紡絲技術（shù）製備的粘膠基碳（tàn）纖維是火箭、導彈、航天器（qì）等（děng）的關鍵戰略性材料，濕法紡絲製備（bèi）的聚酰亞胺纖維是（shì）一種新型高性能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫、耐腐蝕以及優良的力學性能，其（qí）應用領域已經開始從特（tè）種（zhǒng）防護、航空航天等高技術領（lǐng）域向民生領域延伸。
濕法紡（fǎng）絲（sī）製備的聚合物纖維在（zài）軍工航天等特殊（shū）領域的應（yīng）用
(3) 濕法紡絲設備操作簡單（dān）、紡絲條件溫和是纖維（wéi）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（fǎng）絲)為關鍵詞進行檢（jiǎn）索，可檢索到（dào）17981條相關文獻記錄。其涉獵領域包括材料科學、化學、高分子科（kē）學、工程、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)為關鍵詞的文獻檢索情況
複旦大（dà）學彭慧勝、王兵傑等（děng）人（rén）采用濕法紡絲技（jì）術一步生產連續的纖維電池。所采用的三通道工業（yè）噴絲頭可（kě）以同時（shí）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。功（gōng）能部件間的層流保證了擠壓過程中其界麵的（de）無（wú）縫銜（xián）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，比之前報道的纖維長了三個數量級。所製備的纖維電池用於（yú）智能帳篷(麵積約10平（píng）方（fāng）米)，電池（chí）的能量密度可達550 mWh每平方米。
濕法紡（fǎng）絲技術製（zhì）備纖維狀電池[2]
近年（nián）來發展（zhǎn）的石墨烯纖維、碳納米管纖維、MXene纖維（wéi）等新型無機纖維都是采用濕法紡絲技術生產。綜上所（suǒ）述，相信大家（jiā）已經了解並熟（shú）悉了濕法紡絲製（zhì）備化學纖維這一生產技術。與熔融紡絲相比（bǐ），濕法紡絲技術確屬小眾，但是是一種不可替代（dài）、不可或缺的纖維成形技術，在未來的纖維（wéi）材料（liào）發（fā）展過（guò）程中必定會蓬（péng）勃發展（zhǎn），展（zhǎn）現（xiàn）出它特有的魅力。
