發布時間：2024-12-30 14:54:20 人（rén）氣：0次
濕法紡絲設備
突然意識到（dào）要寫一篇這（zhè）樣的推文，其實動機是源於我（wǒ）們的一個（gè）客戶。他在谘詢紡絲設備時，問了我這樣一（yī）個問題：“他說濕法紡絲是不是一個已經過時的纖維製（zhì）備方法了？”。聽到他的詢問，我第一感覺其實是很驚訝的！作為一個專（zhuān）業從事濕法（fǎ）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（yù）難道是一（yī）個已經過時的了嗎？答案肯定是否定的（de）！那麽客戶為（wéi）何出（chū）此一問呢？我想客戶的這個想法應該也是許多（duō）非專業領域人士（shì）共同的疑問。所以，作（zuò）為一個專業攻關科研用濕法紡絲設備研發的（de）團隊，我想我們有必要而且也有義務和廣大科技愛好者朋友們科普一下，幫助大家走出（chū）誤區、正確認識濕法紡絲技術（shù）、了解濕法紡絲技術、並很好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。在工業生產中，化（huà）學纖維（wéi）的製備方法主要有兩種，一種是熔體紡絲也稱熔（róng）融紡（fǎng）絲，另一種是溶液紡絲。根據紡絲原（yuán）料的紡絲形式熔體紡絲又分為熔體直紡（fǎng）和切片（piàn）紡兩種製備方（fāng）法。所謂的熔體直紡是將聚合反應得到的聚合物熔體直接（jiē）輸送到紡（fǎng）絲組件進行紡絲的一種纖維成形技術，而切片紡絲是將聚合後的（de）聚合物熔體先擠（jǐ）出造粒、然後再熔融紡絲。兩（liǎng）種（zhǒng）熔融紡絲方法各有（yǒu）千秋，工業生（shēng）產中都經常采用，如聚酯纖（xiān）維（滌綸）的熔體直紡和聚（jù）酰胺（àn）纖維（錦綸）的切片（piàn）紡等。溶液紡絲根（gēn）據纖維的成形原（yuán）理可分（fèn）為相分（fèn）離（lí）法、凍膠法和液晶法。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、聚乙烯醇纖維（wéi）等。隨著紡絲技術的發展，近些年又出現了靜電紡絲、離心紡絲、負壓紡絲、微流體紡（fǎng）絲（sī）以及瞬（shùn）時釋壓紡絲（sī）技術等，這些（xiē）紡絲技術也都屬於溶液紡絲範疇。為了方便大家理（lǐ）解，小編將工業常用的紡絲方法分類進行整理如圖所（suǒ）示。
相（xiàng）信在了解完纖維成形方法之後大（dà）家都（dōu）清楚（chǔ）了，其實濕法紡絲是屬於溶液（yè）紡（fǎng）絲中的一種，因（yīn）為濕法紡絲在溶液紡絲技術中應用較多（duō），故而大家往往認為溶液紡絲與濕法紡絲的概念等同，經常用濕法紡絲的概念代替溶液紡絲概念，其實是錯誤的，實際上二者是包含與被包含關係（xì）。
濕法紡絲工藝（yì）流（liú）程圖
我國是世界上（shàng）的化纖生（shēng）產大國，2020年全國化纖總產量6025.12萬噸，占世界化纖產量的70%以上。化學纖維（wéi）種（zhǒng）類包括了滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸、氨綸（lún）以及再（zài）生纖維素纖維、碳纖維、超高分（fèn）子量聚（jù）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（gōng）方式是（shì）熔融紡絲。如果從纖維產量和生產應用上看，的確熔融紡絲技術（shù）是應用最廣、最多的紡絲方法（fǎ）。相比（bǐ）而言，濕法紡絲生（shēng）產的化纖品（pǐn）種產能較少（shǎo），但是（shì），這不表明濕法紡絲技術就是一種已經過（guò）時的紡（fǎng）絲成形技（jì）術，這（zhè）主要從以下幾個事實及數據（jù）進行（háng）說明。
（1）溶液紡絲技術的應用是某些高分子的結構特性決定的
眾（zhòng）所周知，對於線性的熱塑性高分（fèn）子（zǐ）材料都存在明顯的玻璃化轉變和熔融轉變，這就是（shì）說這類聚合物存（cún）在（zài）著熔點，可以通過升溫加熱的方式將其（qí）熔化進而利用熔融（róng）紡絲技術製備纖維材料。但（dàn）是對於具有剛性結構的聚合物分子，如聚（jù）丙（bǐng）烯腈、纖維素等。這類聚合（hé）物材料分子結構具有強極性和剛性，分子間相互作用較強，這種（zhǒng）分子結構特性決（jué）定了這類聚合物的熔點顯著高於其分解溫度。也就是說，如果（guǒ）對這（zhè）類聚合物材料進行加熱時，溫度還未達到（dào）其熔點，材料就已經發生了降解，因此這類聚合物材料無法通過熔（róng）融（róng）紡絲技術加工，隻能通過（guò）溶液紡絲技術加工。也正是因（yīn）為這種分子鏈（liàn）的剛性結構使材料（liào）內部的分子間相互作用力較強，所製備的纖（xiān）維材料（liào）性能優（yōu）異。所以說（shuō），采用（yòng）溶液紡絲技術加工是某些聚合物分子結構特性決定（dìng）的。
纖維素分子（zǐ）結構特（tè）點
(2) 溶液（yè）紡絲技術所製備高性能纖維是國防（fáng）、軍工等應用領域不可或（huò）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（yì）的綜合性能，在導彈、空間平台和運（yùn）載火箭，航空器，先進艦船，軌道交通車輛，汽車，卡車，風電葉（yè）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紡絲技術生產。由濕法（fǎ）凍膠紡絲（sī）技術生產的（de）超高分（fèn）子量聚乙烯纖維是防彈衣的核心材料。濕法紡絲技術製備的粘膠基（jī）碳纖維是（shì）火箭、導彈、航天器等的關鍵戰略性材料，濕法紡絲（sī）製備的聚酰亞胺纖維是一種新型高性能纖維材料，具有阻燃、耐高低溫、耐腐蝕（shí）以及優（yōu）良的力學性能，其應用領域已經開始從特種防（fáng）護、航空航天等高技術領域向民生領域延伸。
濕法紡絲製（zhì）備的（de）聚合物纖維在軍工航天等特殊領域的應用
(3) 濕（shī）法紡絲設（shè）備操作簡單、紡絲條件溫和是纖維科研應用最廣的研究方法（fǎ）
在（zài）Web Of Science數據庫中以（yǐ）wet spinning(濕法紡絲)為關鍵（jiàn）詞進行檢索，可（kě）檢索到17981條相關文（wén）獻記錄。其涉獵領域（yù）包括材料科學、化學、高分子科學、工（gōng）程（chéng）、物理、電化（huà）學（xué）等眾多學科領域。
Web Of Science 數據庫以（yǐ） wet spinning(濕法紡絲)為關鍵詞的（de）文獻檢索情況（kuàng）
複旦大學彭慧勝、王兵傑（jié）等人采用（yòng）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（gōng）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（yuǎn）提高（gāo）。功能（néng）部件間的層流保證了擠壓過（guò）程中其界麵的無縫銜接。研究發現，每一（yī）個噴絲（sī）器單元可以生產1500公裏長的連續纖維電池，比之前（qián）報道的纖維長（zhǎng）了三個數量級。所製備的纖維電池用於智能帳篷（péng）(麵積（jī）約10平方米)，電池的能量密度可達550 mWh每平方米。
濕法紡絲技術製備纖維狀電（diàn）池[2]
近（jìn）年來發展的石墨烯（xī）纖維、碳納米管纖維、MXene纖維等（děng）新型無機纖維都是采用濕法紡絲技術生產。綜上所述，相信大家已經了解並熟悉了濕法紡絲（sī）製備化學纖維這一生產技術。與熔融紡（fǎng）絲相比，濕法紡絲（sī）技術確屬小眾，但是是一種不可（kě）替代、不（bú）可或缺的纖（xiān）維成形技（jì）術，在未來的（de）纖維材料發展過程中（zhōng）必定會蓬（péng）勃發展，展（zhǎn）現出它特有的魅力。
