影響粘膠纖維成（chéng）型的因素

       1.粘膠的組成及其（qí）性能

粘膠的組成在很大程（chéng）度上決定了粘膠的特性（如黏（nián）度和熟成度）。提高（gāo）粘膠中（zhōng）纖維素的含量，使黏度上升，熟成速度（dù）加快，纖維素凝膠結構較緊密，有利於提高（gāo）成品纖（xiān）維的強度。含堿（jiǎn）量的高（gāo）低也（yě）影響粘膠（jiāo）的穩

定性、熟成度及凝固浴（yù）中硫酸的濃度。

粘膠的黏度對可紡性（xìng）和最大噴頭拉伸有一定的影響。普通粘膠纖維的紡（fǎng）絲黏度一般控製在30~50s。黏度低

於20s的粘膠可紡性很差（chà），成型困難（nán）；黏度超過160s，也要對某些成型參數做相應調整，否則紡絲困難。

為了（le）保證成型均勻，紡絲粘膠的黏度波動範圍應控製在士（shì）（3～5）s內（nèi）。粘膠的黏度還對（duì）噴絲頭拉伸有較大

的影響（xiǎng）。通過實驗數據得知，在黏度較低的情況下，最大噴絲（sī）頭拉（lā）伸隨著黏度的（de）增加而急劇上升（shēng），黏度為

50s時，最大噴絲頭拉伸增至最大值，當黏度超過50s時，最大噴絲頭拉伸則隨黏度的上升（shēng）而下降。

對成型有影響的另一重要（yào）因素是粘（zhān）膠的熟成度（dù）。

采用熟成度較高的粘膠紡絲時，所得纖維的機械指標（biāo）較低，特（tè）別是斷裂強度較差，纖維（wéi）的延伸度（dù）也有所（suǒ）降

低（dī）。此外，由熟成度較高的粘膠紡製的絲條的結構均勻性較差（由於纖維素黃原酸酯在凝固浴中的分解過（guò）

快），因而（ér）染色不均勻，但纖（xiān）維的（de）染色能力較強（由於無定形區較大，纖維素大分子的取向度（dù）較差），在

水中的膨潤度也較高。結構的不均勻可以借改變成型過程參數以及凝固浴的成分來降低纖維素（sù）黃原酸酯（zhǐ）的

分解速度而得到改善。如提高凝固浴（yù）中ZnSO4的濃度，或（huò）降低H2SO4的（de）濃度，都可（kě）以（yǐ）使（shǐ）高熟成度的粘膠順

利紡絲。

        2.成型速度

提高紡絲速度，可以提高紡絲（sī）機的生產效率。但（dàn）是提高紡絲速（sù）度會帶來下列困（kùn）難：

（1）大量的凝固浴被絲條帶出浴外；

（2）增加絲條在凝（níng）固浴內的阻力，容易產生毛絲或單絲斷頭；

（3）纖維素黃原酸酯來不及凝固（gù）和分解再生。

這些困難可通過在紡（fǎng）絲機上加一對滾筒，使絲條在（zài）上麵（miàn）繞成幾圈，以（yǐ）擠掉被纖維（wéi）帶走的過量凝固溶液等措

施而得以克服。高（gāo）速紡絲時，最重要的是降低凝固浴（yù）對運動（dòng）絲束的（de）阻力（lì）和提高紡絲的穩定性。即使在（zài）紡絲

速度較（jiào）低（50~60m/min）的情況下，凝固浴對運動絲束的阻力（lì），通常占絲條（tiáo）總阻力（lì）的30%~35%。

由於凝固浴的阻（zǔ）力增大（dà），所得纖維的物理機械性能降低，特別是斷裂伸長率下降更多。有人采用管中成

型，即（jí）增加凝固（gù）浴在管中的流速，使其與粘（zhān）膠液流在浴中的流速相（xiàng）接近，以此來降低凝固浴的阻力，使紡

絲（sī）速（sù）度提高到160m/min。在凝固（gù）浴流速低於粘膠的噴出速度時，提（tí）高（gāo）凝固浴流速，纖維的斷裂伸長率也

不斷提高。實驗表（biǎo）明，凝固浴流速比粘膠噴出速度高5%～10%為強力（lì）纖維最合適的紡絲條件。增加凝固浴

的浸長、升高凝固浴溫度以及提高凝固浴中H2SO4的濃度，可以加速纖維素黃原酸酯的凝固和分解，因而

可（kě）以提高紡絲速度。粘膠纖維的成型速度不僅因品種而異（yì），還因紡絲機的類型而各有不同。筒管式長絲（sī）紡

絲（sī）機的紡絲（sī）速度一般為65~90m/min，有的高（gāo）達125~135m/min，離心式紡絲機一般速度為50~75m/min，高的（de）可達90～100m/min；使用連續式紡絲機紡製長絲時，紡速（sù）一（yī）般為50~65m/min。

棉型短纖維的紡速一般為80～90m/min，毛型纖維（wéi）的紡速一般為55～80m/min，富纖的紡速（sù）一般（bān）為

20～30m/min、強力纖維（wéi）的紡速一般（bān）為40～60m/min，高濕模量纖維（wéi）的紡速一般為（wéi）25~50m/min。

        3.凝固浴組成（chéng）、循環量以及成型溫度

粘膠纖維成型時，凝固浴的組成必須保證粘膠經過凝固浴（yù）的作用（yòng）後，在離開（kāi）凝固浴的纖維素凝膠仍具（jù）有（yǒu）

一定剩餘酯化度，這一過程通常在0.1~0.2s內完成。確定凝固（gù）浴濃（nóng）度主要與下列因（yīn）素有（yǒu）關：粘膠液流（liú）在（zài）

凝固浴中的（de）長度越短，紡絲速度越高，粘胺中的含堿量越高，熟成度越低（鹽值越高），單纖維的線密

度越高，則凝固浴中H2SO4的濃度也應越高。為了保證成型的穩定性，必須使凝固浴（yù）濃度（dù）的波動限（xiàn）製在

一（yī）定範圍內，這就要使凝固浴的循環量保持在一定水平（píng）上。凝固浴中的H2SO4與粘膠（jiāo）中的NaOH發（fā）生中

和反應，另一部分硫酸則消耗在纖維素黃原酸酯的分解和粘膠副（fù）產物的反應上；由於酸堿中和作用，使

*的絕對（duì）量不斷增加；粘膠中大量水分帶入凝固浴，使凝固浴各組分濃度下降，絲束（shù）引（yǐn）出時，也（yě）帶

出（chū）一部分凝固浴，使各組分絕對（duì）量減少。為使各（gè）組分濃度保持不變，必須（xū）使凝（níng）固浴（yù）進行循環，補充H2SO4

及ZnSO4，蒸發多餘的水，結晶出過量的（de）Na2SO4，並調整（zhěng）凝固浴的溫度。

凝固浴的循環量取決於紡絲速度和纖維的總線密度（dù）。紡絲速度越高，纖維的總線（xiàn）密度越大，循環量就越

大。提高凝固浴溫度，可加快各種化（huà）學反應的速度、雙擴散（sàn）速度和凝固速（sù）度。還應保證浴溫的均勻性，

以保持纖維結構和性質的穩定。

        4.噴絲孔形狀

噴絲孔的（de）形狀（zhuàng）及大小，對成型穩定性及纖維的（de）物理機械性質有較大的影響。

增（zēng）加噴絲孔的長度，能增加粘膠液流在（zài）噴絲孔道中的逗留時間，由於入口效應有較大的回複，使出（chū）口的

膨化效應有所降低，從而提高紡絲（sī）穩定性，增（zēng）加噴絲頭（tóu）的最大拉伸值，並使成品纖維的斷裂強度有所提

高。噴（pēn）絲頭孔道（dào）的形狀，在很大程度上（shàng）影響粘膠液流（liú）的（de）流動和入口效（xiào）應。圓柱形的噴絲孔道，入口（kǒu）處需

要消耗較大的能量，這（zhè）部分能量作為彈性能儲藏在體係中，在（zài）出口處產生較大的膨化。如果（guǒ）將入口改為

圓錐形，則其消耗的能量大為（wéi）降低，出口膨化率也明顯（xiǎn）降低。如把噴絲孔（kǒng）道製成雙曲線形（xíng），由於膨化率

大為降（jiàng）低，使纖維的斷裂強度有較大的提高。減小噴絲頭的孔徑不僅能提高成型的穩定（dìng）性（xìng），而且能改善

粘膠纖維（wéi）的物理機（jī）械性能。降低噴絲頭孔徑（jìng）能（néng）增加（jiā）最（zuì）大噴絲（sī）頭拉伸（shēn），如孔徑為0.05mm，最大噴頭拉伸

為（wéi）274%，當孔徑增（zēng）至（zhì）0.20mm時，最大噴頭拉伸僅為46%。在給定的成型條件下，最大（dà）噴（pēn）絲頭拉（lā）伸值

是衡量粘膠（jiāo）的彈黏性、表麵（miàn）張力、凝固浴的凝固能力以及其他因素的綜合指（zhǐ）標，又（yòu）是成型穩定性的指標。

由此可見，減小噴絲頭孔徑，可提高成型穩定性，從而降低絲（sī）條的斷頭（tóu）率和噴頭的更換（huàn）率。