發布時間（jiān）：2024-12-30 14:54:20 人氣：0次
濕（shī）法（fǎ）紡絲設備
突然意識到要寫一篇這樣（yàng）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（le）我這樣一個問（wèn）題：“他說濕法紡絲是（shì）不是一個（gè）已經過時的纖維製備方法了？”。聽到他的詢問，我第一感（gǎn）覺其（qí）實是很驚訝的！作（zuò）為（wéi）一個專業從事（shì）濕法紡絲近十年的一個科研工（gōng）作（zuò）者，自己熱愛並（bìng）追逐（zhú）的科研領域難道是一個已經過時的了嗎（ma）？答案肯定是否定（dìng）的！那麽（me）客戶為何出此一問呢？我想客戶的這個想法（fǎ）應該也（yě）是許多非專業領域人士共同的疑問。所以，作為一個（gè）專業（yè）攻關科研用濕法紡（fǎng）絲設備研發的（de）團隊，我想我們有必要而且也（yě）有義（yì）務和廣大科技愛好者朋（péng）友們科普一下，幫助大家走出誤區、正確（què）認識濕法紡絲技術、了解濕法紡絲技術、並（bìng）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（xué）纖維的製備方（fāng）法。在工業生產（chǎn）中，化學（xué）纖維（wéi）的製備方法主要有兩種，一種是熔體紡絲也稱熔融紡絲，另一種是溶（róng）液紡絲。根據紡絲原料的紡絲形（xíng）式熔體（tǐ）紡絲又分為熔體直紡和切片紡兩種製備（bèi）方法。所謂的熔體直紡是將聚合反應得到的聚（jù）合物熔體直接（jiē）輸（shū）送到紡絲組（zǔ）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聚合物熔體先（xiān）擠出造粒、然後再熔融紡絲。兩種熔融（róng）紡絲方（fāng）法各有千秋，工業生產（chǎn）中都經常采用，如聚酯纖維（滌綸）的熔體直（zhí）紡和聚酰胺纖維（錦綸（lún））的切片紡等。溶（róng）液紡絲（sī）根據纖維的成形原理可分為相分離（lí）法、凍膠法和（hé）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（ké）聚糖纖維、蛋白纖維、聚乙烯（xī）醇纖維等（děng）。隨著紡絲技術的發展，近些年又出現了（le）靜電紡絲、離心紡絲、負壓紡絲、微流體紡絲以及（jí）瞬（shùn）時釋壓紡（fǎng）絲技術等，這些紡絲技術也都屬於溶液紡絲範疇。為了方便大家理解，小編將工業常用的紡絲方法分類（lèi）進行整理如圖所示（shì）。
相（xiàng）信在了解完纖維成形（xíng）方法（fǎ）之後大家都清楚了，其實濕法紡（fǎng）絲是屬於溶液紡絲中的一種，因為（wéi）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液紡絲與濕（shī）法紡（fǎng）絲的概念等同，經常用濕法紡（fǎng）絲（sī）的概念代替溶液紡絲概念，其實是錯誤的，實際（jì）上二者是包含與（yǔ）被包含關係。
濕法紡絲工藝流程圖
我國（guó）是世界上的化纖生產大國，2020年全國化纖總產量6025.12萬噸，占世界化纖產量的70%以上。化學纖維種類包括了滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸、氨綸以及再生纖維素（sù）纖維、碳纖維（wéi）、超高分子量聚乙烯纖維、聚酰亞胺纖（xiān）維等。在眾多的纖維品（pǐn）種中以滌綸的產（chǎn）量最（zuì）大為4922.75萬噸，占2020年我國化纖總產量的（de）81.70%，滌綸纖維的主要加工方式是熔融紡絲。如果從（cóng）纖維產量和生產應用上看，的（de）確熔融紡絲技術是（shì）應用最廣、最多的紡絲方法。相比而言，濕法紡絲生產的化（huà）纖（xiān）品（pǐn）種產（chǎn）能較少，但是，這不表明濕法紡絲技術就是一種已經過時的紡絲成形技術，這主要（yào）從以下幾個事實及數據進行說明。
（1）溶液紡絲技術的應用（yòng）是某些高分子的結構特性決（jué）定的
眾所周知，對於線性（xìng）的熱塑性高分子材料（liào）都存在明顯的玻璃化轉變和熔融轉變，這就是說這類聚（jù）合物存在著熔點，可以通過升溫加熱的方式（shì）將其熔化進而利用熔（róng）融紡絲技（jì）術製備纖維材料。但是對於具有剛性結（jié）構的聚合物分（fèn）子，如聚丙烯腈、纖維素等。這類聚合物材料分子結構具有強極性和剛性，分子間相互作用較強，這種分子（zǐ）結構（gòu）特性決定了這類聚合物的熔點（diǎn）顯著高於其分解溫度。也就是說，如果對這類聚合物材料進行加熱時（shí），溫度還未達到其熔點，材料就已經發生了降解，因此這（zhè）類聚合物材料無法通（tōng）過熔融紡絲技術加工，隻能通過溶液紡絲技術加（jiā）工。也正是因為這（zhè）種分子鏈的剛性結構使材料內部的分子間相互作用力較強，所製備的纖維材料（liào）性能優異。所以說，采用溶液紡絲技術加工是某些聚（jù）合物分子結構特性決（jué）定（dìng）的。
纖維素分（fèn）子結（jié）構特點
(2) 溶液紡絲技（jì）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（yǒu）不可（kě）替代性。由碳（tàn）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、空間平台和運載（zǎi）火箭，航（háng）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（jiù）是采用濕法紡絲技術生產。由濕法凍膠紡絲技術生產的超高分子量（liàng）聚乙烯纖維是防彈（dàn）衣的核心材料。濕法紡絲技術製備的粘膠基碳纖維是火箭、導彈、航天器等的關（guān）鍵戰略性材料，濕法紡絲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（wēn）、耐腐蝕以（yǐ）及優良的力學性能，其（qí）應（yīng）用領域已經開始從特種防護、航空航天等高技術領域向民生領域延伸。
濕法紡絲製備的聚合（hé）物纖維在軍工航天等特殊領域的應用（yòng）
(3) 濕法紡絲設備操作（zuò）簡單、紡絲條件溫和是纖維科研應用最（zuì）廣的研究方法
在Web Of Science數據庫中以wet spinning(濕法紡（fǎng）絲)為關鍵詞進行檢索，可檢索到17981條相關文獻記錄。其（qí）涉（shè）獵領域包括材料科學、化學、高分子科學、工程、物理、電化學等眾多學（xué）科領域。
Web Of Science 數據（jù）庫以 wet spinning(濕（shī）法（fǎ）紡絲)為關鍵詞的文獻檢索情況
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（chǎn）連續的纖（xiān）維電池。所采用的三通道工業噴絲頭可以同時（shí）擠（jǐ）出、並結合纖維電池的電極和（hé）電解液，生產速（sù）度得到遠遠提高。功能部件間的層流保證了（le）擠壓過（guò）程中其界麵（miàn）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，比之前報道的纖維長了三個（gè）數量級（jí）。所製備的（de）纖維（wéi）電池用於智能帳篷(麵積約10平方米)，電池的（de）能量密度可達（dá）550 mWh每平方米。
濕法（fǎ）紡絲技術製備纖維狀電池（chí）[2]
近年來發展的石墨烯纖維、碳納米管纖維、MXene纖維等新型（xíng）無機纖維都是采（cǎi）用濕法紡絲技術生產。綜上所述，相信大家已經了（le）解並（bìng）熟悉（xī）了濕法紡絲製備化學纖維這一生產技術。與熔融紡絲相比，濕法紡絲技術確屬小眾，但是是一（yī）種不可替代、不可或缺（quē）的纖維成形技術，在（zài）未來的纖維材料發展過程中（zhōng）必定會蓬勃發展，展現出它特有的魅力（lì）。
