纖維合成工藝纖維合成工藝第1頁PPSPPS樹脂是硫化鈉和對二氯苯在N一甲基吡咯烷酮溶劑中縮合而成，平均分子質(zhì)量為4.5萬-6萬，用PPS樹脂制造出PPS纖維，采取常規(guī)生產(chǎn)方法，則要求PPS樹脂直鏈度要高，尤其是對網(wǎng)狀物(凝膠團)有嚴格要求。但因為直鏈PPS易于氧化降解，在高溫下有顯著氧化現(xiàn)象，影響PPS纖維使用效果。因為纖維級PPS樹脂是熱塑性材料，熔點為285℃左右，且PPS在200℃以下幾乎不溶于任何溶劑，難以進行濕法紡絲，所以選擇熔融紡絲—拉伸定型工藝技術(shù)。圖1PPS纖維合成工藝流程纖維合成工藝第2頁聚酰亞胺（P84）聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)一類聚合物，其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)聚合物尤為主要。它合成方法能夠分為兩類，一類是在聚合過程中形成聚酰亞胺環(huán)；另一類是以帶酰亞胺環(huán)單體縮聚來取得聚酰亞胺。比較經(jīng)典方法是第一類，其中用二酐和二胺反應(yīng)是合成聚酰亞胺最普遍使用方法。反應(yīng)分兩步進行，首先是生成聚酰胺酸反應(yīng)：第二步是酰亞胺化過程，從而生成帶有酰亞胺結(jié)構(gòu)聚酰亞胺大分子：

纖維合成工藝第3頁酰亞胺化反應(yīng)使聚臺物性質(zhì)從聚酰胺酸到聚酰亞胺發(fā)生了根本性改變。酰亞胺化可經(jīng)過加熱或化學方法實現(xiàn)。熱酰亞胺化是加熱聚酰胺酸溶液或固態(tài)聚酰胺酸，使酰胺和處于鄰位羧基發(fā)生脫水環(huán)化反應(yīng)，形成含有酰亞胺結(jié)構(gòu)聚合物?；瘜W環(huán)化是聚酰胺酸在脫水劑作用下發(fā)生酰亞胺化過程。最慣用脫水劑為酸酐(如醋酸酐、三氟醋酸酐)，并以叔胺(如三乙胺、吡啶)為催化劑化學環(huán)化優(yōu)點是能夠在室溫下反應(yīng)?；瘜W酰亞胺化輕易生成聚異酰亞胺，但在加熱脫溶劑時會轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺。詳細二步法制造聚酰亞胺纖維方法為：第一步是將聚酰胺酸濃溶液經(jīng)濕法或干濕法噴絲得到聚酰胺酸纖維。第二步是將第一步紡制聚酰胺酸纖維經(jīng)化學環(huán)化或熱環(huán)化得到聚酰亞胺纖維。纖維拉抻工序能夠在第一步進行，也可在第二步酰亞胺化過程中進行，或者每一步都進行一定拉伸，聚酰胺酸漿液慣用溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMSO)、N一甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等非質(zhì)子極性溶劑，所以聚酰胺酸纖維中殘留溶劑比較輕易洗凈，有利于后期酰亞胺化和拉伸工序進行。其它還有一步法，即以聚酰亞胺為紡絲原漿、無酰亞胺化步驟工藝，制備出來為可溶性纖維；另外，還有熔融紡絲等。我們所說P84纖維是是奧地利LenzingAG企業(yè)(即現(xiàn)在InspecFibers)于80年代中期推出產(chǎn)品，是由BTDA和二異氰酸二苯甲烷酯及二異氰酸甲苯酯制得。纖維合成工藝第4頁PSA先進行縮聚反應(yīng)，將3,3’-二氨基二苯砜和4,4’-二氨基二苯砜溶于二甲基乙酰胺中，再加入對苯二甲酰氯進行低溫溶液縮聚，得到相對粘度≥1.6聚砜酰胺聚合溶液，體積濃度約13%。然后進行紡絲，將上述溶液用氯化鈣中和，過濾、脫泡后進行濕紡，凝固液為二甲基乙酰胺-氯化鈣水溶液，經(jīng)水洗、干燥后熱拉伸而得長絲。若制備短纖維，則將長絲束卷曲后切斷、打包。若要得到沉析纖維，能夠?qū)⑸鲜黾徑z溶液中，在高速剪切力作用下，加入適量沉析劑，就得到纖維狀沉析纖維，水洗后干燥而得產(chǎn)品。纖維合成工藝第5頁芳綸1313芳綸l3l3由間苯二甲酰氯(ICI)和間苯二胺(MPD)縮聚而成，其反應(yīng)式為：生產(chǎn)縮聚物主要有以下3種方法。界面縮聚法:把配方量間苯二胺溶于定量水中，加入少許酸吸收劑成為水相。再將配方量ICI溶于有機溶劑中，然后邊強烈攪拌邊把ICI溶液加到MPD水溶液中，在水和有機相界面上馬上發(fā)生反應(yīng)，生成聚合物沉淀，經(jīng)過分離、洗滌干燥后得到固體聚合物。纖維合成工藝第6頁低溫溶液縮聚法:先把間苯二胺溶解在N，N—二甲基乙酰胺(DMAc)溶劑中，在攪拌下加入間苯二甲酰氯，反應(yīng)在低溫下進行，并逐步升溫到反應(yīng)結(jié)束。然后加入氫氧化鈣，中和反應(yīng)生成氯化氫，使溶液成為DMAc—CaCl酰胺鹽溶液系統(tǒng)，經(jīng)過濃度調(diào)整，可直接用于濕法紡絲，也能夠經(jīng)過堿性離子交換樹脂除去反應(yīng)生成HCl。乳液縮聚法：將ICI溶于與水有一定相溶性有機溶劑(如環(huán)己酮)，MPD溶于含有酸吸收劑水中，高速攪拌，使縮聚反應(yīng)在攪拌時形成乳液體系有機相中進行。此方法利于熱量傳遞。另外，還有專利報道有氣相縮聚法制備芳族聚酰胺。鑒于低溫溶液縮聚與界面縮聚、乳液縮聚相比，耗用溶劑少，生產(chǎn)效率高，在直接使用樹脂溶液進行紡絲、打漿和制膜時能夠省去樹脂析出、水洗和再溶解等操作，在生產(chǎn)上更為經(jīng)濟，所以低溫溶液聚合應(yīng)用廣泛。經(jīng)初步試驗證實，采取低溫縮聚法制備聚間苯二甲酰間苯二胺，溶劑為N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)時，有以下原因?qū)Ψ磻?yīng)有影響：(1)間苯二甲酰氯、間苯二胺純度；(2)摩爾比；(3)反應(yīng)溫度；(4)反應(yīng)時間；(5)溶劑中水分含量；(6)攪拌速度等。纖維合成工藝第7頁芳綸1313干法紡絲(產(chǎn)品名：Nomex)

干法紡絲流程為將低溫溶液縮聚所得紡絲液用氫氧化鈣中和，得到約含20％聚合物及9％CaCl2粘稠液，經(jīng)過濾后加熱到150～160℃進行干法紡絲，得到初生纖維因帶有大量無機鹽，需經(jīng)屢次水洗后在300℃左右進行4～5倍拉伸，或經(jīng)卷繞后纖維先進入沸水浴進行拉伸、干燥，再于300℃下張緊1.1倍處理。干法紡絲產(chǎn)品有長絲和短纖維兩種。濕法紡絲(產(chǎn)品名：Conex)

濕法紡絲普通流程為：紡前原液溫度控制在22℃左右，原液進入體積密度為1.366含二甲基乙酰胺和CaCl凝固浴中，浴溫保持60℃,得到初生纖維經(jīng)水洗后，在熱水浴中拉伸2.73倍，接著再進行干燥,溫度為130℃，然后在320℃熱板上再拉伸1.45倍而制得成品。漿液一凝固浴一洗滌一第一次濕拉伸一第二次濕拉伸一干燥一干拉伸一后處理纖維合成工藝第8頁芳綸1414（杜邦企業(yè)產(chǎn)品名Kevlar）在裝有不銹鋼攪拌器并開通有干燥氮氣玻璃聚合反應(yīng)器中，加入含一定量無水氯化鋰和N，N—二甲基吡咯烷酮(NMP)吡啶溶液，在室溫下加入粉末狀對苯二胺，待其溶解后，用冰水浴將溶液降到一定溫度，然后加入化學計量粉末狀對苯二甲酰氯，同時加緊攪拌速度，伴隨反應(yīng)進行，溶液粘度增大，液面突起，數(shù)分鐘后，發(fā)生爬桿現(xiàn)象并出現(xiàn)凝膠化，繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘，粉碎黃色凝膠團，然后將產(chǎn)物靜置6h以上。將所得聚合體加少許水，粉碎過濾，再用冷水及熱水洗滌屢次，以除去殘留溶劑、氯化鋰、鹽酸及吡啶，至洗液顯中性，再將聚合物于100℃下干燥5h以上，得干燥聚合體。然后將聚合體于冷濃硫酸中混合，再加熱至75℃，成為向列型液晶溶液，再用于紡絲。（二步法）其步驟以下：（1）溶解。將合成好聚合物與冷凍濃硫酸混合，固含量約為19.4％；(2)熔融。將混合好紡絲液加熱到85℃紡絲溫度，此時形成液晶溶液；(3)擠出。紡絲液經(jīng)過濾后用齒輪泵從噴絲口擠出；(4)拉伸。擠出液在一個被稱為氣隙約為8mm空氣層，在氣隙中進行約為6倍拉伸；(5)凝固。液態(tài)絲條在溫度為5～20℃

，質(zhì)量分數(shù)為5％～20％硫酸凝固浴中凝固成形；(6)水洗／中和／干燥。絲條從凝固浴出來后水洗，在160～210℃加熱干燥；(7）卷繞。干Kevlar纖維在卷筒上卷繞。此工藝紡絲速度大于200m/min。纖維合成工藝第9頁其它合成芳綸1414方法簡單以下所表示：纖維合成工藝第10頁PTFE聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合生產(chǎn)。工業(yè)上聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進行，用以分散反應(yīng)熱，并便于控制溫度，聚合普通在40-80℃，3-26千克力/厘米2壓力下進行，可用無機過硫酸鹽、有機過氧化物為引發(fā)劑，也能夠用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱171.38KJ。分散聚合須添加全氟型表面活性劑，比如全氟辛酸或其鹽類。制造聚四氟乙烯纖維：一是采取切割拉伸法，即將聚四氟乙烯薄膜切割成細條拉伸而成;另一個方種就是以化學纖維為載休濕法紡絲，即使聚四氟乙烯樹脂與化學纖維混合液經(jīng)過紡絲頭，擠成纖維，然后在高溫迸行燒結(jié)，化學纖維分解、碳化逸去，得到聚四氟乙烯纖維。聚四氟乙烯纖維在低溫時仍很柔軟，可編織成人工血管;也可編織成動密封件，這種動密封件比石棉動密封件含有更廣泛使用溫度與耐化學腐蝕性。用聚四氟乙烯纖維織成布含有聚四氟乙烯所含有全部優(yōu)良特征，可用于制造人工關(guān)節(jié)、防護衣、濾布、絕緣材料及包裝材料等。將聚四氟乙烯分散液與粘膠混合后，用計量泵(0.6ml/min)將上述混合液經(jīng)過過濾器過濾后打入紡絲頭(孔徑0.01mm)，紡絲頭放置在凝固浴中，經(jīng)過紡絲頭混合液在凝固浴中凝聚成纖維，然后使纖維經(jīng)過淋洗輥以95℃軟水淋洗，再上油輥(采取錦綸#2油)，干燥輥(表面溫度150?200℃)、燒結(jié)爐(溫度440℃、速度1m/min左右)，最終進行拉伸(溫度420℃，拉伸8?9倍)，制成聚四氟乙烯纖維。纖維合成工藝第11頁滌綸滌綸生產(chǎn)過程包含縮聚和熔體紡絲兩部分。原料主要從石油裂解取得，也可從煤和天然氣取得。石油加熱裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等，經(jīng)化學加工后可得到對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ゼ耙叶?。在早期滌綸生產(chǎn)中因為對苯二甲酸不易精制，曾用對苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料。1965年對苯二甲酸精制取得成功，使滌綸生產(chǎn)工序降低，成本降低。用對苯二甲酸和乙二醇為原料生產(chǎn)滌綸逐年都有增加?？s聚：將對苯二甲酸二甲酯和乙二醇進行酯交換，生成對苯二甲酸乙二酯，在270～290℃和真空條件下縮聚而得聚對苯二甲酸乙二酯;或?qū)Ρ蕉姿崤c乙二醇直接酯化,然后對苯二甲酸乙二酯進行縮聚取得合成纖維聚合物。熔體紡絲：有切片紡絲法和直接紡絲法兩種。切片紡絲是將縮聚后高聚物熔體經(jīng)鑄帶、切粒而得到切片，再經(jīng)過干燥、熔融而紡絲。熔融過程中，切片所含水分能使聚酯發(fā)生水解而影響紡絲性能和纖維質(zhì)量，所以在紡絲前必須經(jīng)過干燥，使切片含水率降低到0.01％以下。直接紡絲則將高聚物熔體干燥后滌綸切片在螺桿中加熱熔融，擠壓送入紡絲箱體各個紡絲部位，由計量泵準確計量和過濾后，從噴絲板小孔中噴出。噴絲孔直徑普通為0.25～0.30毫米。噴出熔體細流，被冷卻氣流冷卻凝固成絲條。

紡制短纖維時,多根線條集合在一起,經(jīng)給濕上油后落入成絲桶。再經(jīng)集束、拉伸、卷曲、熱定形、切斷等工序得到成品。如在拉伸后經(jīng)過一