1、高分子材料加工工艺学,第六章 粘胶纤维,第一节：粘胶纤维生产用原料,（一）浆粕的结构特点,木浆、棉浆和草,生产黏胶纤维的主要原料是木浆和棉浆,一、浆粕,纤维素（也称为甲种纤维素，简称甲纤）、纤维素、纤维素。,（二）浆粕的质量控制,1纤维素含量,用纤维素和半纤维素来表征浆粕的纯度,浆粕浸渍在20、17.5%NaOH水溶液中，在45min内不溶解的部分称为纤维素，溶解部分为半纤维素。,提高浆粕的纤维素含量，不仅可提高成品纤维的得率，提高设备生产能力，降低化工原料消耗量和简化浸渍碱液回收，而且还能提高成品纤维质量。半纤维素含量高，影响到其后的浸渍、老成、黄化、过滤、熟成等工艺过程，也降低了成品纤维的
2、品质。,主要成分是SiO2、铁、镁、钙等,2灰分,它们使黏胶的黏度增高，并能与酸生成不溶性盐如CaSO4，MgSO4，从而降低酸浴的透明度或堵塞喷丝头，而且硅酸盐颗粒易将纤维切断，降低纤维的强力；灰分中的铁、铜、锰等能加速碱纤维素的老成降解，使工艺不稳定，最终影响黏胶纤维的强度和色泽。灰分的来源主要有两个方面：原料本身；各种溶剂、水、环境条件。,浆粕中含有少量树脂，有利于过滤；树脂含量过多，会影响黄化反应的均匀性，使黏胶变得浑浊，堵塞喷丝孔。,3树脂,4聚合度,要求纤维素聚合度适中，聚合度分布分散性小。随着聚合度的增加对纤维的断裂强度、延伸度以及疲劳性能都有好处，故制备高强度、高聚合度纤维（如
3、强力黏胶纤维、高性能黏胶纤维），要求较高聚合度。但聚合度过高，则因制得的黏胶黏度过高而致过滤困难，或者需要延长碱纤维素的老成。,聚合度通常为5001000,5吸碱性,吸碱性通常是以吸碱值（浆粕吸碱后重量增加的百分比）、膨润度（浆粕吸碱后体积增加的百分比）和吸碱厚度（将浆粕条一端浸入17.5%NaOH水溶液中，5min碱液被吸上的mm数）来表示。,浆粕吸碱值过低，则浆粕浸渍时易上浮，采用连续浸渍压榨机时，投料困难，浆粥浓度不均匀；浆粕吸碱值过高，则浆粕表面迅速膨润，使纤维毛细管很快被堵塞，碱液渗透困难，碱纤维素不均匀。,反应性指浆粕在碱化、黄化及生成的黄酸酯的溶解等性能。它表示浆粕在消耗合理数量
4、的NaOH和CS2之后，是否能得到溶解性良好的纤维素黄酸酯和易于过滤的黏胶。,6反应性,反应性能好，NaOH和CS2的消耗量少，溶解性能和过滤性能好，所得到的黏胶可纺性好。,长丝浆粕的 纤维素含量高，波动范围较小；半纤维素含量低；黏度均匀；树脂及蜡质含量低；灰分含量低；白度高；尘埃度低；含铁量低。,（三）浆粕的制备,从天然纤维材料制取黏胶纤维浆粕，要经过一系列的化学及物理-化学过程，以达到下述三个目的：除去植物中各种非纤维素杂质；尽可能充分和均匀地破坏纤维的初生壁和纤维素大分子间的结合键，提高浆粕的反应性能；适当降低纤维素的聚合度。,1.碱法制浆碱法制浆是用烧碱或硫化钠溶液在适当的温度和压力下
5、从纤维原料中分离纤维素的方法。包括烧碱法、预水解苛性钠法和预水解硫酸盐法。（1）苛性钠（烧碱法）此法多用于制造棉绒浆粕，生产过程包括备料、蒸煮、精选、精漂、脱水和烘干等。,备料制浆原料要经过预处理。如原料为棉绒，则要进行开松、除尘，以除去砂粒、矿物性杂质和棉籽壳等；如为蔗渣原料，则要经过开松和一次或多次除髓，除去其中的蔗髓及其它机械杂质（通常还经预水解处理）；如为木材原料，则要经过剥皮、除节、切片等。,蒸煮用高温烧碱液蒸煮，纤维原料发生如下作用：木素与烧碱作用生成碱木素，树脂被皂成树脂皂，蜡质 被乳化，三者均被溶解，大部分被除去，使纤维得到分离；纤维细胞发生膨润，初生壁被破坏，浆粕 反应性能提
6、高；大部分半纤维蒸煮素直接溶解在碱液中，并水解成戊糖；纤维素发生碱性氧化降解，聚合度降低。,蒸煮的主要影响因素如下：用碱率：指用碱量与原料绝干重量的百分比。用碱率高，杂质的溶解程度和溶解速度增加，但纤维素的降聚程度亦增加，浆的得率下降。棉浆蒸煮的用碱率通常为15%18%；蔗渣浆为10%12%。,温度和时间：蒸煮温度是指蒸煮时的最高温度。在其它条件不变时，温度升高，蒸煮时间可缩短。但温度越高木器的得率越低，浆的黏度、硬度和强度均下降。在选择蒸煮温度和时间时，要全面考虑浆的质量和产量的要求。通常间歇法蒸煮棉浆用150170，46小时；连续法蒸煮蔗渣浆用130140，4050分钟。,浴比：浴比指碱液
7、体积（升）与原料绝干重量（公斤）之比。在用碱率相同的情况下，减少浴比，则碱浓度大，化学反应速度快，蒸煮时间可缩短，用于加热的蒸汽量可减少，但蒸煮的均匀性差。通常棉浆的间歇式蒸煮浴比为34，蔗渣浆连续蒸煮浴比为45。,蒸煮的方式：有间歇式和连续式两种。间歇式蒸煮有用立式、卧式、回转式或固定式蒸煮锅（或蒸球）；连续式蒸煮常用多段的方式或水平式的管状蒸煮器。连续蒸煮具有生产效率高，质量稳定，得率高。劳动强度低等优点。,精选蒸煮后的浆料，经过洗涤、打浆、筛选、除砂、浓缩等过程。以提高其纯度和反应性能。洗涤的目的，是除去浆料中蒸煮黑液。打浆就是浆料通过打浆机的飞刀和底刀之间，使纤维受到剪切作用而横向切断
8、，降低其长度，同时纤维在纵向分裂，产生纤维化（又称帚化），提高反应性能。筛选是浆料通过筛网，除去未分散的纤维束或浆团。除砂是使浆料通过沉砂沟和通过锥形除砂器，以除去大小砂粒、金属碎屑和其它机械杂质。,精漂精漂的目的，是除去浆料中的有色杂质和残存的木素、灰分和铁质，进一步提高纤维素的反应性能，并最终调节纤维素的聚合度。浆料的精漂，通常采用综合的化学方法，包括氯化、碱处理（碱精制）次氯酸盐漂白和酸处理四个阶段。上述各过程，可在精漂池中分批进行，亦可在管道中连续进行。氯化和碱处理：其目的是除去未漂浆的残余木素。在酸性介质中，木素被氧化，生成氯化木素，然后再用碱处理浆料，使氯化木素溶解而除去。氯化时，
9、一般控制浆料的pH值为2，常温。用氯量和氯化时间根据未漂浆的含木素量来控制。,漂白：漂白的目的，是进一步除去浆粕中残余的木素和有色杂质，提高浆的白度，并调节浆的聚合度。漂白剂有次氯酸钠、二氧化氯、过氯化氢等，它们可以单独使用，亦可混合使用，分段进行漂白。漂白过程中，纤维素不可避免会发生氧化降解，而漂白时纤维素降解的均匀性比蒸煮时的降解为差，为此，在制备聚合度相同的浆粕时，采用重蒸（煮）轻漂（白）的工艺，能够使聚合度分布更均匀。故漂白的工艺条件必须严格控制。以次氯酸盐作漂白剂时，通常用氯量为1%2%(以绝干浆重量计)。漂白时间12小时，温度3540，pH值为910。,酸处理：其目的是降低浆粕的灰
10、分，因为纤维素与水溶液接触时带负电荷，能吸附各种金属离子，当浆料中加入酸，能将纤维素吸附的金属离子置换出来，生成可溶性的金属盐而被除去，从而降低浆粕的灰分。酸处理可用盐酸或硫酸，而盐酸的效果较好，因为生成的氯化物比硫酸盐有更大的溶解度。酸处理时，通常用酸量为23（以绝干浆重量计），时间1小时，温度为常温。,脱水、烘干根据需要，浆料可加工成散浆料或浆板，加工散浆料时，先用压辊或离心机脱水，然后开松和烘干；加工浆板时，先在抄浆机上成形和烘干，然后切成一定规格的浆板。不管是散浆或是浆板，烘干温度对纤维素的反应性能有很大影响，必须根据浆粕的不同用途加以调节。,（2）预水解苛性钠法其目的是：使原料中的半
11、纤维素（主要是多缩戊糖）水解溶出，而未溶出的半纤维素也发生结构的变化，以利于在碱蒸煮时继续溶出。使部分木素溶出，纤维结构变得松软，有利于蒸煮时药液渗透到纤维组织内部，保证蒸煮均匀；使纤维的初生壁受到破坏，以利于在碱液蒸煮时初生壁脱落，从而提高浆料的反应性能；水解废液中生成大量的还原糖或糠醛等，有利于回收和利用。,预水解方法分为水预水解、酸预水解和汽预水解。水预水解：纤维原料在蒸煮前先在加压条件下用清水蒸煮，由于原料中原有的和在水解过程中生成的有机酸的作用，就有选择性地将半纤维素进行了水解，实际上是一次用有机酸进行的预蒸煮。例如蔗渣的水预水解的温度通常为160170，浴比为1：34，水解时间 2
12、3小时。,酸预水解：在一定压力下，纤维原料中的半纤维素能在酸性介质中水解。酸预水解可用无机酸如盐酸、硫酸、亚硫酸或有机酸如醋酸等进行。蔗渣、芒杆等进行酸预水解，以用盐酸为多。酸的种类不同，则对纤维素的水解降解作用亦不同。采用离解度大的酸如盐酸、硫酸，则更要严格控制酸的用量、水解温度和时间，以防止过多地损害纤维素。例如蔗渣用盐酸预水解时，采用1%盐酸，浴比1：1012，温度为165，保温1.52小时。,汽预水解：就是将含水的纤维原料直接通往饱和蒸汽进行预水解。蒸汽预水解的作用机理与水预水解相同，但蒸汽预水解的操作简单，蒸汽耗用量少。由于蒸汽预水解时，物料中水分少，酸度相对增高，容易造成水解不均匀
13、和局部焦化等缺点。经过预水解后纤维原料变成 “半浆料”，但它仍基本上保持原来的形状。半浆料经过碱蒸煮，分散成粗浆，然后再经过精选、精漂、脱水、烘干等过程，制成散浆或浆板。,（3）预水解硫酸盐法预水解硫酸盐法是碱法制浆的一种，此法蒸煮所用的药液的主要成分，是烧碱和硫化钠。其生产过程及工艺控制，与预水解荷性钠基本相同。蒸煮过程消耗的烧碱和硫化钠用硫酸钠补充，硫酸钠是在回收蒸煮液（黑液）时加入的。当将黑液浓缩并灼烧时，黑液内的有机物即能将硫酸钠还原而得硫化钠，反应如下：Na2SO4 +2C Na2S + 2CO2,2.亚硫酸盐法制浆亚硫酸盐法制浆的工艺过程与荷性钠法相同，亦可分为原料的准备、蒸煮、精
14、选、精漂、脱水和烘干等过程。亚硫酸盐蒸煮液是用亚硫酸氢盐的亚硫酸盐溶液。盐基有钙、钠、铵或镁。蒸煮时，纤维原料主要发生下列变化：（1）木质互在较低温度（6070）下迅速发生磺化反应，生成固态的木质素磺酸。然后固态的木质素磺酸缓慢地水解而溶出。纤维得以分离；,（2）半纤维素局部水解成单糖或寡糖而溶出；（3）在高温、高压和酸液的作用下，纤维细胞的初生壁受到破坏，纤维素的反应性能提高 ；（4）纤维素的聚合度下降，尤其是木质素大部分溶解之后，聚合度下降更为迅速。生产上往往就利用这段时间 来调节浆料的聚合度。树脂在蒸煮时较难除去，但在蒸煮后用温水洗涤，可除去树脂的大部分。,亚硫酸盐蒸煮，通常是采用立式
15、的蒸煮锅分批地进行。蒸煮过程基本上分为两个阶段：首先是将物料在34小时内逐步加热到105115，并保温23小时，然后再升温至140145，蒸煮812小时。粗浆料的精选、精漂、脱水和烘干过程与碱法制浆基本相同。亚硫酸盐法制得浆料的反应性能好，浆的得率（对木材而言）较高。,二、其它化工原料,（一）烧碱,烧碱俗称固碱、苛性钠、烧碱、火碱，学名氢氧化钠。无色透明结晶体，吸湿性强，易溶于水，溶解时放出大量热。暴露空气中吸湿后呈黏稠状液体，也溶于甘油、乙醇，不溶于乙醚和丙酮。腐蚀性强，能破坏纤维和有机组织。高温下能腐蚀碳钢。吸收空气中二氧化碳后，生成碳酸氢钠和碳酸钠，能与酸类中和成盐。,烧碱制造方法有：苛
16、化法、水银电解法和隔膜电解法。其中，水银电解法和采用离子交换膜的隔膜电解法所生产的产品纯度高，适宜黏胶纤维生产用料。黏胶纤维生产对烧碱质量要求很高，含杂质越少越好。盐类杂质，如NaCl、Na2CO3等，影响浆粕浸渍时膨润不匀，使碱纤维素黄化不正常；盐类又是强电解质，使黏胶熟成过快；烧碱中的铁和锰等杂质，能使碱纤维素老成加快；此外。铁质还影响黏胶过滤，或者受氧化作用生成有色物质，斑染纤维。,（二）二硫化碳,外观为无色或淡黄色透明油状液体，易燃、有毒，有恶臭，但纯CS2并无恶臭，只有微弱芳香味，CS2恶臭来自于无机的或有机的硫化物杂质。,CS2沸点46.4，是一种优良溶剂，也是一种无色易挥发的可燃
17、液体。CS2气体与空气混合后有强烈爆炸性。CS2对人体有毒性，能通过呼吸系统和皮肤进入人体，因此，在生产、运输、贮存和使用等过程中应采取特别相应的安全措施。,CS2在水中溶解度很小（20时0.2%），比重又大，因此运输、贮存时多用水封。,（三）硫酸,黏胶生产用硫酸要有较高的纯度，而且其中氧化氮、铁、铅等杂质不能过多。黏胶纤维生产用硫酸主要配置黏胶纤维凝固浴。,（四）硫酸钠,硫酸钠（Na2SO410H2O）又名芒硝，无色晶体，带苦咸味。相对密度1.462，熔点324；100时失去全部结晶水转化为晶体。工业用无水硫酸钠又名元明粉，含硫酸钠9097%。黏胶纤维生产用硫酸钠主要配置黏胶纤维凝固浴。,（
18、五）硫酸锌,硫酸锌（ZnSO47H2O）又名白矾，无色晶体，相对密度1.966，是黏胶纤维凝固浴组分。,（六）水,黏胶纤维生产耗用的水量大，水质要求高，根据用途的不同，黏胶纤维用水通常分为工艺用水（用于溶液配制、纤维洗涤等）和一般用水（用于冷却、洗涤等）。一般用水是经过混凝和过滤处理的清净水；而工艺用水则需经过混凝、过滤并经软化处理的软水，其硬度不超过0.10.3。,1.简述黏胶纤维工艺过程。1.黏胶纤维生产对浆粕的质量要求是什么？2.简述浆粕的生产工艺过程。3. 黏胶纤维生产所用相关的化工原料有哪些？,第二节：黏胶短纤维的后处理,经纺丝、集束、拉伸、切断（或未切断）的黏胶纤维含有一系列杂质，
19、包括丝条所带出的硫酸（约占丝束重1%1.2%）、硫酸盐（占12%14%）、胶态硫磺（占1%1.5%）以及附着在纤维上的钙、铁的金属盐，这些杂质一部分在纤维表面，一部分包埋在纤维内部，会影响纤维外观、手感，严重损害纤维性能，故必须通过后处理过程加以清除。同时，纤维在必要时所进行的漂白及上油也同样是纤维后处理工艺过程中的一部分。,黏胶纤维后处理项目有水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、烘干和打包。通常的工艺流程，根据丝束是否被切断，后处理可以分成四种方式 目前很多生产厂采用切断后再进行后处理的方法，其工艺流程如下： 水洗 脱硫 水洗 漂白 水洗 酸洗 水洗 上油 烘干 打包 其中，漂白过程可根据需要取舍
20、，例如纺制深色织物的普通黏胶短纤维就无需要漂白。,（一）黏胶短纤维后处理工艺控制,水洗可除去纤维上的硫酸、硫酸盐和丝条表面上部分硫磺，因此后处理的第一步就是水洗。而且每经脱硫、漂白、酸洗等化学处理后，仍需进行水洗，以除去药液和生成的杂质。在进行水洗时，工艺上控制下列因素：,1水洗,水质：洗涤水的质量对纤维的质量有很大的影响。如用硬水处理，则由于水的硬度高，水中含有大量的镁盐、钙盐，在以后上油等处理时所用的油剂往往会与钙盐、镁盐等作用，而生成不溶性的钙皂或镁皂，黏附在纤维表面。水中如含有较多的铁质会使纤维在脱硫时产生黑褐色的硫化亚铁。因此，后处理水洗所用的水，必须是具有较高纯度的软水。,水温：一
21、般控制为6070。温度高，杂质去除较干净，但热能消耗增多，车间散发的蒸汽雾增大。水循环量：洗水量大，则纤维漂洗得较干净，但必然消耗更多水和蒸汽。为了节约用水，除了第一道水洗和脱硫后洗过的水全部排放外，其余各道水洗的水一般都经回收后，部分循环使用。,2脱硫,从纺丝机出来的纤维上黏附着1%1.2%的硫磺，这些硫磺的存在会使纤维带有淡黄色，并使丝条有粗硬的感觉，此外纤维表面附着硫磺，在以后的纺织加工中产生灰尘，恶化车间环境，脱硫不净对机械设备也有腐蚀作用。,纤维表面的硫的较大部分能用7080或更高温度的热水洗去。水洗以后纤维上的含硫量下降至0.250.4%。纤维内部的胶质硫是以胶体质点状态存在的，不
22、能用水洗去，必须借助于化学药剂，使与其生成可溶性的多硫化物和硫代硫酸盐而除去。脱硫使纤维上含硫量降低到0.050.1%或更低。常用的脱硫剂有氢氧化钠、亚硫酸钠、硫化钠等。,（1）氢氧化钠脱硫：氢氧化钠与硫作用，其反应式如下：6NaOH4S2Na2SNa2S2O33H2O氢氧化钠脱硫作用最为强烈。因为它在水溶液中的离解度高，OH-离子浓度很大，即碱性大，使纤维剧烈膨化，纤维内层的硫容易脱出，因此脱硫速度很快。但同时使纤维素大分子间的键大大变弱，纤维容易被空气中的氧所氧化，使纤维的断裂强度下降（特别是湿态强度），断裂延伸率也相应地降低。普通黏胶短纤维厂采用这种方式脱硫，一般控制温度6575，浓度3
23、7g/L。,（2）亚硫酸钠脱硫：亚硫酸钠与硫作用，其反应式如下：Na2SO34SNa2S2O3亚硫酸钠脱硫速度慢，作用温和，因它在水溶液内的OH-离子浓度较低，使纤维膨化较小，又因为亚硫酸钠是一种还原剂，对纤维有保护作用，纤维不易被氧化，纤维损伤小，脱硫后纤维手感好，对设备腐蚀小。普通黏胶长丝厂采用这种方式脱硫，一般控制温度6575，浓度1025g/L。,（3）硫化钠脱硫：硫化钠与硫作用，其反应式如下：Na2SH20NaHSNaOHNa2SSNa2S2应用硫化钠脱硫，其作用与氢氧化钠基本相同。但是它的碱性较氢氧化钠为弱。由于硫化钠本身是一种还原剂，因此在脱硫时能防止纤维素的氧化，使纤维在脱硫后
24、有关质量指标不致有很大的下降。硫化钠本身还能溶解硫，所以脱硫比氢氧化钠更充分，使所得纤维白度较高。用硫化钠脱硫的缺点是，硫化钠内含有大量的硫化亚铁很难从脱硫液中去除，往往会使纤维上产生黑色条纹或斑点。普通黏胶短纤维厂可以采用这种方式脱硫，一般控制温度6070，浓度25g/L。,3漂白,漂白是为了提高纤维白度，以改善织物外观。漂白剂通常采用次氯酸钠、过氧化氢和亚氯酸钠等。近年正在研究无氯漂白工艺。NaOCl能与纤维上不饱和的有色物质起加成反应，或使其氯化，从而达到漂白效果。通常控制漂白液的pH值为810，含活性氯11.2g/L，在常温下漂白。使用NaOCl做漂白剂的优点是，它在常温下进行漂白，配
25、制漂白液的方法比较简单。缺点是，NaOCl溶液不稳定，在使用过程中pH值容易发生变化。当pH值小于8，纤维易受到损伤，NaOCl会大量地分解，而且得到的纤维白度不高；当pH值大于10，纤维素虽不致受破坏，但有色物质不易被氧化。此外，NaOCl在弱碱性溶液中会腐蚀塑料、软橡皮等制成的机器零件。纤维经漂白后需进行水洗。,H2O2在碱性介质中分解，释出原子态氧，将纤维上的有色杂质氧化，生成淡色或无色物质，通常控制漂白浴液含H2O212g/L，pH值88.5，浴温6070。H2O2漂白是在弱碱性介质（pH88.5）中进行的，此时纤维素不发生分解。为了避免H2O2在碱性介质中分解过多，可在浴液内添加稳定
26、剂，如水玻璃、磷酸盐、镁盐等。 H2O2的漂白作用较NaOCl缓和，漂白后纤维的白度不很高，但纤维的强度降低少。用H2O2漂白时，不能去除金属氧化物，如要去除氧化铁，必须进步进行酸洗。采用H2O2漂白，可与上油过程同时进行，漂白后不需再进行水洗，纤维上残留的H2O2在干燥机中的高温下会分解。,4酸洗,酸洗的目的，是中和残存在黏胶纤维上的碱性漂白液或脱硫液，并把不溶性的金属盐类（或氧化物）转化为可溶性金属盐，以进一步提高纤维的白度。通常是用HCl或H2SO4溶液，浓度为12g/L，常温酸洗。生产一般纤维也可不进行酸洗。,5上油与油剂配制,上油是为了调节纤维的表面摩擦力，使纤维具有柔软、平滑的手感
27、，良好的开松性和抗静电性，适当的集束性和抱合力，改善纤维的纺织加工性能。黏胶纤维油剂通常配成稳定的水溶液或水乳液，要求无色、无臭、无味、无腐蚀，洗涤性好。普通黏胶纤维油浴浓度为25g/L，纤维上油率为0.15%0.3%，温度为常温。,油剂的组成部分包括润滑剂、乳化剂、抗静电剂，有时还加入消泡剂、防腐剂、防锈剂等。普通黏胶短纤维的油剂很多，例如，602油剂：A级工业白油30%，脂肪醇聚氧乙烯醚（MOA3）30%，聚氧乙烯蓖麻油（EL10）10%，烷基磷酸钾盐（PK）30%。,6烘干,切断纤维或丝束状纤维在烘干前都要先轧辊来预脱水，使其含水率由300400%降至120%150%。烘干后纤维含水率6
28、%8%。经过回潮吸湿，产品回潮率11%13%。黏胶短纤维干燥可用多种形式，如循环热风干燥，热辊接触干燥，射频干燥等。一般多采用循环热风干燥烘干，烘干速度取决于热空气温度、湿度、循环速度及纤维层厚度和开松度，在生产上通常是调节热风温度。温度高则干燥快，但温度过高，会使部分纤维过热或烧焦，纤维强度、含油率、白度下降，故热空气通常不高于120；由于湿纤维的实际温度大大低于热风湿度，故烘干机中带有湿纤维的区域应保持最高的温度（70110），而在干纤维的区域却保持较低温度（6070）。,7打包,短纤维经烘干和干开棉后，借助气流或输送带送入打包机，打成一定规格的包，以便于运输和贮存。打包在打包机上进行。每
29、包纤维的重量，根据纺织厂的要求、运输的情况及打包设备的情况而定，通常为50120kg/包，也有打成200kg/包以上的，包上应注明生产厂家、纤维规格等级、重量、批号、包号等,（二）黏胶短纤维后处理设备,黏胶短纤维的后处理方式，可分两种，一种是丝束后处理：另一种是散状短纤维后处理。丝束后处理一般采用较少，这里只介绍散状短纤维后处理设备。,1输送槽,切断后的纤维用水送到输送槽，经过输送槽到淋洗机。输送槽是多级阶梯分配槽，该槽是数节呈阶梯状的堰式盛水浅槽。来自切断机的短状纤维随着水流由上而下逐级流经由窄到宽的输送槽内，得到松散，形成一定宽度的纤维层，其最终宽度与淋洗机纤维铺放宽度相同，其厚度约305
30、0mm。,2网带式后处理机,网带式后处理机是最常见的黏胶短纤维后处理设备，由一个或多个串联的无端不锈钢网带组成，网带由转动辊带动，网带的上方工作面上装置若干个不锈钢制的淋洗筛子，每个工作区有24个淋洗筛子。切断的纤维经过纤维输送槽均匀地铺满在网带上，网带上的纤维层不断向前移动，经过各区淋洗筛子淋洗。淋洗浴液通过纤维层，被网带下方的接受浴槽导出机外逆流回用。为了防止纤维被处理浴液冲出机外，通常将网带翻边。为了避免浴液从前一区带入后一区，在各区、段之间都装有橡胶的压辊对，其压力通过弹簧或压缩空气调节。,3栅条式后处理机,栅条式后处理机是一排具有假底的宽而浅的长槽，每一长槽就是一个处理区段。长槽的假
31、底由许多凹形断面的不锈钢栅条沿处理槽纵向排列而成，栅条间的距离很小，通常在0.5mm以下，以免纤维被淋洗浴液带走。偶数栅条固定在机架上；奇数栅条则装在横向的托梁上，朝纤维前进方向倾斜1015，横向托梁由偏心轴带动，由于它的转动，使每一区段的奇数栅条作封闭循环运动。循环的方式是：可动栅条首先向上提到高出固定栅条，在这一位置上向前运动，而后降到低于固定栅条，再沿相反的方向回复原位。,切断后的纤维，借助于专用的输送槽，沿着假底的宽度形成均匀的纤维层（厚度为3050mm），可动栅条每一次循环运动，就把纤维层抬起并往前移送一次，移送的距离就是栅条的动程。在纤维层不断向前移动的同时，受到上面筛子喷淋下来的
32、各种浴液处理。处理浴液通过纤维层后，落入栅条下面的接受浴槽并导出机外。为了减少纤维将前一区段的浴液带入后一区段，纤维层在各区段间都受到辊筒对的压榨。由于栅条式后处理机结构复杂，使用较少。,4干燥设备,黏胶短纤维干燥过程是由纤维开松机、纤维喂给机、烘干机、调温装置和纤维输送机所组成的机组完成的。（1）开松机：用于烘干过程前的开松机又称湿开松机，用于烘干过程的中段和烘干后的开松机称为干开松机。无论是湿开松机还是干开松机，都起着把纤维开松的作用，所用的设备是开棉机。中、湿开棉机的主要构造由一对喂入辊和一个角钉打手所组成，其开松的程度较弱。干开棉机它配比有两个速度不同的角钉打手，转速快，开松强度大。,
33、（2）纤维喂给机：纤维喂给机的主要作用是将湿开松机开松的黏胶短纤维经梳理后较均匀地铺到烘干机的输送带上。喂给机工作过程如下：角钉斜帘将纤维抓起向上运动，经过匀棉耙的梳理，然后经剥棉辊将纤维均匀地剥下，落到铺棉带上，铺棉带往复摆动，将纤维均匀地铺到干燥输送带上。,（3）圆网式烘干机：此机由多个排列成单行的旋转圆网构成。 圆网的主体是一多孔的圆筒，并与一离心式风机相连，筒的表面，覆盖一层不锈钢网，筒内的一半装有固定不动的弧形挡板，挡板的周边通过耐高温橡皮或毛毯与筒内壁相密贴。工作时，空气由风扇从筒内抽出后散开，通过加热器后又吹在网的表面，由于筒外喷吹空气的正压和筒内负压而产生吸力，使纤维吸附于圆筒
34、的没有档板的那一半表面上，热风通过纤维层进入圆筒内，使纤维得到烘干。,经后处理和开松的纤维（含水率约130150%），由喂毛机均匀地落在送毛帘子上，并送往第一个圆网，由于此网内上半部有固定的档板，纤维只能被吸附于圆网的下半部表面。当纤维由第一个圆网送至第二个圆网的交接处时，由于第二个圆网内的固定挡板装于下半部，且它的旋转方向与第一个圆网相反，故纤维转而吸附于第二个圆网上半部表面。这样，纤维经过多个圆网时，即进行正、反面的交替烘干，因此，烘干比较均匀。,圆网式烘干机是粘胶短纤维生产中常采用的烘干机，它干燥均匀性好，纤维飞散少，清扫和修理方便，蒸发能力高而且能量消耗少，但容易产生落棉，给操作带来麻
35、烦。,（4）带式烘干机：带式烘干机是由贯穿于整个机台的履带来输送纤维的。履带是由许多块固装在机身两侧的环形长链的布满小孔的铝板所组成，它在运动中把纤维从机头带向机尾，见图6-66。由于加热器和风扇的作用，热空气在机内通过纤维层而循环。为了提高烘干的均匀性，通常采用多区段，即在一个区段上热空气是自上而下通过纤维层，而在另一区段热空气则是自下方而上穿过纤维层，如此交替进行。带式烘干机的缺点是纤维易飞散和改变品种时做清洁困难，故工厂中少采用。,5.纤维输送装置,烘干后的纤维送去打包，输送的装置一般采用两种方式，由风机通过风管输送；或由带式输棉机输送。前者设备较简单，而且输送的距离较远，后者可避免纤维
36、输送过程中带来的扭结。,二、粘胶长丝的后处理及纺织准备,（一）粘胶长丝的后处理,连续法纺丝的丝条成形与后处理是在同一台设备上连续完成的，得到具有低捻度的丝筒，无需另行后处理和纺织准备便能用于织造。筒管纺丝法目前很少用，故下面仅讨论离心丝饼的后处理及加工。普通离心纺丝法得到酸性丝饼，而半连续离心法纺丝得到中性丝饼，酸性丝饼与中性丝饼的性质不同，因而后处理工艺略有差别。,1丝饼后处理方法,（1）淋洗工艺：淋洗是采用后处理浴液自丝饼的表面渗入丝层的喷淋方法，来达到处理的目的。即将丝饼挂在淋洗筛下移动的淋洗棒上，靠机械转动，使淋洗棒在间隔一定时间内向前递送一定距离，并顺次受到自筛上喷淋下来的后处理浴液
37、的淋洗，以除去丝饼上所带杂质。再经离心脱水和烘干后，即可进行络丝。,其工艺流程为：水洗脱硫水洗酸洗水洗中和水洗上油脱水烘干淋洗流程，是按纺丝后丝饼的性质和对成品的不同要求而确定的。酸性丝饼要加强脱硫前的水洗，一般采用两道水洗；对成品白度有特殊要求或使用白度较低的浆粕为原料时，在酸洗前要加一道漂白和水洗。,经淋洗处理后的丝饼，含水量高达300%左右，为了减少干燥中水的蒸发量，缩短干燥时间和降低干燥蒸汽消耗，在干燥前要把丝饼上部分游离水去掉，所以必须进行脱水处理。经脱水后的丝饼含水量约150%200%，一般在离心式脱水机内进行。,（2）压洗工艺：压洗是将后处理浴液在压力下通过丝饼的丝层，来达到处理
38、的目的，是粘胶长丝常用的后处理方法。丝件筐有两种形式，其一是在筐内组装多层隔板，即在每层间隔板上放置数十个丝饼；其二是将丝饼逐个套在丝件筐的带孔烛管上。集装好的丝件筐，用升降机构放入后处理机的浴槽中，使后处理浴液由叠置在间隔板上的丝饼内部通过丝饼的丝层，或使后处理浴液通过烛管的孔眼而进入丝饼内部，最后通过丝饼丝层，使丝条所吸附的杂质得到清洗。处理后的丝饼经离心脱水，烘干后进行络丝。,其工艺流程为：水洗脱硫水洗漂白水洗酸洗水洗上油脱水烘干压洗工艺流程与纺丝后的丝饼特性关系较大，上述压洗流程适于酸性丝饼。中性丝饼压洗，对白度要求不高时可以不加漂白过程。当对白度有一定要求需要加漂白过程时，在第一道水
39、洗前要加硫酸洗，以消除成品的色泽差异。淋洗与压洗相比，淋洗机械结构简单，但对大卷装丝饼的洗涤效果较差。压洗机结构复杂，但由于丝饼在后处理时完全被浸透在浴液中，能够受到后处理浴液的均匀处理，同时丝饼内外两面的温度可一致，所以效果较好。,2丝饼后处理工艺控制,（1）水洗：水洗时主要控制水温、水洗时间和水的循环量。通常压洗时水温、时间及循环量为3045、30min和2.0L/min只丝饼。每一次化学处理（上油除外），其后都要进行水洗，以除去化学处理液和反应生成的杂质。,（2）脱硫：粘胶长丝的脱硫剂可用氢氧化钠、硫化钠或亚硫酸钠。经脱硫处理后成品丝的含硫量应降至0.050.1%以下。用NaOH脱硫，通
40、常浴液中NaOH为45g/L，温度5060，脱硫时间压洗为3060min。，淋洗为75100min；如用Na2SO3脱硫，则浴液的浓度为2055g/L，温度7075。,（3）漂白：粘胶丝的漂白剂，可用次氯酸钠、亚氯酸钠或过氧化氢等氧化剂，目前以用次氯酸钠居多。漂白时，漂液中含活性氯11.2g/L，温度2030，pH值为810。,（4）酸洗：漂白后丝饼，经水洗后再行酸洗，以进一步除去残存漂液和漂白时生成的化合物。用于织造深色织物的粘胶丝，可以省去漂白过程，但脱硫后还应进行酸洗，以中和残存的脱硫碱液，并除去纤推上吸附的微量铁等金属杂质，提高丝条白度。酸洗可用盐酸或硫酸水溶液，目前以用盐酸居多，浓度
41、为13g/L，温度302，洗涤时间3045min，压洗液循环量为33.5L/min只丝饼。,在半连续纺丝机上成形的丝饼理应为中性，但如果丝条成形不完全，则有一定的残余酯化度（为1.52），丝饼放置一段时间后，变为略偏碱性（pH值89）。这种丝饼在后处理时增加了处理药品尤其是漂白液的消耗量，又延长了漂白时间。为此，丝饼在脱硫前往往先用硫酸进行预酸洗，使其在稀硫酸（10g/L）中继续再生，残余酯化度降为0.50.9，以加速漂白过程，减少漂液消耗。对于酸性丝饼，其残余酯化度较小，约为O.2，故一般不进行预酸洗。,（5）中和：经酸洗后的丝饼虽经过水洗，但丝饼仍然显酸性，导致纤维强度下降，直接影响纤维质
42、量。为了使丝饼达到中性，可以采用弱碱性的物质配成中和浴进行洗涤，达到中和酸的目的。一般使用碳酸钠或氨水配中和浴，也可以用浓度较低的氢氧化钠配制中和浴，但浓度要低，控制在0.1g/L升以下。,（6）上油：粘胶丝的上油剂主要包括润滑剂和乳化剂两部分，此外还加入少量抗静电剂、调粘剂、增白剂和pH调节剂等。例如白油71%，油酸16%，三乙醇胺8%，丙三醇（冬季用）5%，软水200%。配制时分两次稀释，第一次调配工作液的母液，一般调成120150g/L，第二次是调配工作液，一般调成0.82g/L，pH77.5（用碳酸钠调配），油浴温度2030，压洗时油浴循环量3.3L/min只丝饼。,（7）脱水、烘干与
43、调湿：粘胶丝饼经上述浴液处理后含水率为320%350%，必须经过脱水、干燥和调湿，使丝饼的公定回潮率为13%。丝饼的脱水有两种方法。其一是用压缩空气脱水，即在压洗后的密闭的丝饼内通入压缩空气，压缩空气压力3050kPa，经1520min吹脱。丝饼含水率可降至180%190%；其二是离心脱水，将淋洗或压洗后的丝饼，用高速离心机脱水，含水率可降至170%以下。丝饼烘干在隧道式烘干机内进行。丝饼置于小车上从机头到机尾依次通过有热风循环的各温度区，使水分蒸发，到第七区丝饼含水量68%，在第八区进行给湿，使丝饼含水达到10%（相当于公定回潮率为13%左右）。,干燥工艺条件：第一区热风温度（7585），第
44、二区热风温度（7585），第三区热风温度（7080），第四区热风温度（6575），第五区热风温度（6575），第六区热风温度（5565），第七区热风温度（5060）。干燥时间5070h。给湿工艺条件：第八区自然温度，相对湿度6065%，给湿时间810h。,丝饼在干燥过程中，干燥速度对丝质质量有一定影响。在丝饼含水量及强、排风量不变条件下，干燥速度取决于干燥温度，即温度越高，干燥速度越快。但干燥速度不宜过快，因为丝饼上水分蒸发是由丝的内层向外表面扩散的，通过丝外表面蒸发掉。干燥温度过高，使丝条表面过早烘干，妨碍了丝的内层水分扩散，易出湿块。,3后处理设备,（1）淋洗式后处理机：丝饼洗涤以淋洗方式
45、进行，全机共204224站，主要由传动机构、淋洗筛、浴液接受槽、挡水板、离心泵、加热器、过滤器及淋洗棒等组成,淋洗式后处理机的工作程序是，在机器的一端将丝饼逐个套在丝饼棒上，每根丝饼棒套89个丝饼，然后将套有丝饼的丝饼棒，放置在自上喷淋的后处理浴液下进行淋洗。丝饼棒每经过一定间隔时间 （视产量的多少而定），向前移动一个槽的距离，这样丝饼就顺次地得到各种后处理浴液的淋洗，直到丝饼棒移至机器的另一端，即完成各处理过程。,我国的R661型淋洗式后处理机，全机长31.5米，宽2米，高3米。机身由槽钢制成，外涂耐酸漆，以防浴液腐蚀。机台有上、中、下三层，12个淋洗区，由机架固定在有一定高度的底座上。在机
46、架上闺怨有拉条，借机头的转动，每隔1.5-4分钟，使拉条作向上、下运动一次。当拉条运动到最上位置时，焊接在摆动架上的钉耙就插到淋洗棒之间，推动淋洗棒向前运动，当拉条向下运动时，淋洗棒被搁在固定架上，拉条就和淋洗棒脱离，然后拉条向后运动，淋洗棒则保持不动。拉条接着向上运动时，钉耙又插入淋洗棒之间，周而复始，丝饼棒不断向前移动，使丝饼得到了处理。,淋洗棒在淋洗过程中接触酸和碱，所以应包以橡胶。为了避免丝饼在处理过程中本身滑动，淋洗棒外形为四角棱形，中间略向内凹。在淋洗棒一端装有胶木齿轮，以带动丝饼转动，在同一端还装有皮圈，以防止丝饼绕扣。全机可装淋洗棒620根（其中8根为备用棒）。淋洗机上部装有淋
47、洗筛，将后处理浴液均匀地分散到丝饼上，它由塑料和不锈钢制成，以免腐蚀。每一淋洗筛都有4排小孔，孔径通常为1.3-1.5毫米，一般为1.5毫米，浴液温度为35时，淋洗筛的流量为60-100毫升/分。,每台淋洗机上共设有淋洗筛40个，根据后处理各个流程处理时间的不同，通常淋洗筛的分布情况大致下下：脱硫 8个第一次水洗 4个第二次水洗 4个漂白 4个第三次水洗 4个酸洗 4个第四次水洗 4个第五次水洗 4个上油 4个淋洗式后处理机的优点是结构简单，制作方便，造价低廉。缺点是对厚丝饼的洗涤效果不够均匀。,（2）压洗式后处理联合机：压洗式后处理联合机是由压洗车、快速接头装置、推进装置、游车、浴液输送系统
48、组成。它是较新型的丝饼后处理机。快速接头装置：交替将各浴液接头快速与压洗车对接，将浴液送到压洗车完成丝饼压洗。推进装置：定时推动压洗线上的压洗车，自动完成定距运行。游车：运载压洗车作转角运动的，把压洗车送到生产上的工具。,压洗车：由车架、侧架、托盘、横梁、顶盖、进液三通、排液水箱、侧罩、撑杆、车架车轮等组成,丝饼分层立装在压洗车托盘上，然后由顶盖压紧。浴液经进液三通进入丝饼内侧，靠一定压力通过丝层完成压洗过程,（3）脱水机：离心脱水机由地脚、外壳、机内转动壳、中轴和电机组成。46个丝饼包成一包，摆放在转动壳内，转动壳高速旋转，丝饼内水分在离心力作用下被甩出机外，完成丝饼脱水。,自动脱水机属于回转式设备，适于压洗丝饼的脱水。脱水机由上转盘、下转盘、丝饼输送带组成,自动脱水机的上转盘上装有16根带气囊的升降杆，下转盘上装有16个离心罐。下转盘转动时离心罐受区间控制，即旋转区间、制动区间、停止区间。丝饼在停止区间放入离心罐，转经旋转区进行脱水，再经制动区制动回到停止区。与下转盘协调动作的上转盘同时转动，升降杆做升降往复动作，在停止区插入离心罐丝饼内气囊充气。升降杆向上动作时，靠气囊充气的外鼓力把丝饼提出离心罐。然后，随着上转盘旋转至输送带上方时，气囊自动泄气，丝饼落到输送带上，完成一个自动脱水循环。,
