化工企業(yè)粘膠短纖維生產(chǎn)工藝分析

張育蕊

（山東省濱州市博興縣雅美科技有限公司，山東 濱州 256500）

化工企業(yè)制作粘膠短纖維是以漿粕為核心原材料，利用纖維素黃酸酯溶液紡制而成的化工材料。同時，伴隨民眾物質(zhì)生活的大幅度提高，對服裝性能和質(zhì)量有了更高的要求，作為服裝原料的粘膠短纖維市場需求量不斷擴大。粘膠短纖維的生產(chǎn)場地包括三個部分：原液車間、紡練車間和酸站。原液車間的生產(chǎn)工藝包括漫清、壓榨及熟成等環(huán)節(jié)；紡練車間的任務(wù)是紡絲和牽伸；酸站具備酸液循環(huán)和過濾功能。本文將對生產(chǎn)中的部分工藝環(huán)節(jié)進行分析。

1 影響生產(chǎn)質(zhì)量的問題

在制作粘膠短纖維的過程中，有很多因素會影響化工企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，主要問題存在于原材料、技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn)水平等方面。首先，作為生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料的原材料的質(zhì)量是至關(guān)重要的，如果原材料的質(zhì)量不穩(wěn)定就難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。從目前的狀況看，許多化工企業(yè)無論是品種穩(wěn)定性還是漿粕質(zhì)量都不能滿足生產(chǎn)的要求，既影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，也難以實現(xiàn)規(guī)定的消耗指標(biāo)，更增加了產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性。

2 粘膠短纖維生產(chǎn)工藝特點

1）穩(wěn)定性。在化工企業(yè)粘膠短纖維的生產(chǎn)實際中，具備的穩(wěn)定性不是絕對的，而是具有相對的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性會隨著條件的變化而改變。應(yīng)該是一個連續(xù)的、系統(tǒng)化的過程，具備流程長、諸多控制點的特征，必須做到每一個工序的在線有效控制。

2）適應(yīng)性。粘膠短纖維生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性也是相對的，也會隨著原材料的變化而改變。在生產(chǎn)中必須采取符合其特點的工藝，能夠滿足條件變化的需求，才可以順利完成下一道工序。

3）合理性。所謂生產(chǎn)工藝的合理性，就是在產(chǎn)品制作前必須事先預(yù)定和調(diào)整生產(chǎn)工序，同時要實時了解生產(chǎn)狀況，根據(jù)生產(chǎn)條件的各種變化調(diào)整生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)生產(chǎn)工序的合理性，才能確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)秩序的穩(wěn)定[1]。

3 化工企業(yè)粘膠短纖維生產(chǎn)工藝實施過程

1）粘膠的制備工藝。在粘膠的制備工序中必須通過兩個化學(xué)反應(yīng)過程方可以實現(xiàn)。第一個化學(xué)反應(yīng)是生成堿纖維素的過程，即將漿粕浸漬于堿液中進行反應(yīng)，這個過程的化學(xué)反應(yīng)式應(yīng)為：C6H9O4-OH+NaOH→C6H9O4-Na+H2O。

然后壓榨堿纖維素，去除多余的堿液后實施粉碎，將粉碎后的纖維素暴露在空氣中適合的時間。該環(huán)節(jié)技術(shù)要點在于，纖維素分子鏈會因為空氣中氧的作用產(chǎn)生斷裂，會降低平均聚合度，有效調(diào)整了制成粘膠的粘度，可以避免基于粘膠粘度過大影響整體工藝的進行。該粘膠制備工藝的第二個化學(xué)反應(yīng)為生成的纖維內(nèi)酸酯，即將反應(yīng)生成的堿纖維素與二硫化碳發(fā)生作用生成纖維內(nèi)酸酯，將較強的磺酸基團溶入纖維分子里進行粘膠制備。

2）紡絲前的準備。通過以上工序制備好粘膠后，還要經(jīng)過很多環(huán)節(jié)方能進行紡絲，其中包括混合、過濾、脫泡、熟成、精煉和干燥等工序。利用這些處理的環(huán)節(jié)可以將粗制的粘膠精致化，從而達到可以紡絲的要求。同時要結(jié)合不同纖維的特點準確掌握粘膠的熟成度。

3）纖維的成形工藝。上面的工序完成后，在紡絲設(shè)備上利用酸性凝固浴處理粘膠，讓其變成擁有一定品質(zhì)的再生纖維素。在粘膠纖維制作上主要應(yīng)用的凝固浴，具體的成分包括硫酸鋅、硫酸鈉和硫酸，但纖維品種的不同，對凝固浴各組分的濃度有不同的要求，甚至有時候還要添加特殊的組分[2]。

4）粘膠短纖維紡絲工序。通過上面工序形成的纖維素絲條必須通過牽伸、切斷、精煉等工序制造出品質(zhì)符合要求的絲束，下一步是采用烘干的措施，但要保持相應(yīng)的回潮率，無論在手感上還是產(chǎn)品的穿著感覺上具備舒服感，然后利用打包環(huán)節(jié)打包成標(biāo)準質(zhì)量的纖維包，完成紡絲工序等待出廠。

5）后處理工藝。在紡絲機上成形的粘膠纖維，還不能作為成品直接應(yīng)用，還要利用一系列處理措施。這些措施包括將纖維上的硫酸以及其他可溶性雜質(zhì)利用水洗去除掉；之后將纖維上的硫脫除掉；漂白纖維；可以利用稀酸將纖維上的化合物以及氧化物去除掉；油劑處理纖維；最后進行纖維的烘干以及適當(dāng)調(diào)濕。

6）成形紡絲工藝要點及其影響因素。（1）成形紡絲的技術(shù)要點。整個成形工序是在紡絲機上利用酸性的凝固浴對粘膠進行處理，使其形成穩(wěn)定品質(zhì)的再生纖維素絲條[3]。復(fù)雜的物理和化學(xué)變化過程促成了纖維成形。粘膠的紡絲過程就是絲條凝固的過程，即將粘膠利用計量泵進行計量，通過噴絲頭將粘膠擠出，形成細流后進入酸浴，被中和凝固成絲條?？梢园凑漳毯头纸庠偕纬傻臅r間順序，可劃分為三種模式：單浴紡絲、二浴紡絲和多浴紡絲。本文介紹的為二浴紡絲模式，即粘膠細流可以在一浴的酸浴中實現(xiàn)多數(shù)的再生，剩余的再生可在二浴內(nèi)塑化拉伸的時候完成。按照常規(guī)的劃分，會把第一浴稱之為紡絲浴，第二浴描述為塑化浴。通常將第一浴稱為紡絲浴、第二浴稱為塑化浴。（2）影響因素。1.粘膠成分的影響。纖維成型過程中參與化學(xué)變化的粘膠主要成分包括：多硫化物、纖維素磺酸酯NaOH、Na2CS3、水以及少量的CS2等。同時，磺酸酯的分解和酸堿中和促成了粘膠成形過程中的關(guān)鍵反應(yīng)。纖維素的再生過程是依托纖維素磺酸酯的分解完成的，由此可見，酸浴中氫離子濃度可以直接影響纖維素磺酸酯的分解速度，氫離子濃度高越高，纖維素磺酸酯的分解速度就越快。硫酸的解離度會因為酸浴中硫酸鹽的存而降低，從而也降低了纖維素再生速度，主副反應(yīng)在消耗了大量的硫酸后分解成芒硝和水，并且硫磺等雜質(zhì)會在副作用反應(yīng)中生成，所以，必須利用酸站給酸浴添加硫酸，酸浴務(wù)必進行過濾、蒸發(fā)和結(jié)晶，方可確保凝固浴的組成穩(wěn)定。2.物理化學(xué)變化影響。纖維素的極性羥基會隨著磺酸酯的分解得以恢復(fù)，因此新的聯(lián)結(jié)點在纖維素大分子間產(chǎn)生。它們可以在彼此作用的引力區(qū)域內(nèi)對締合體實施更多的牽制，利用鹽析作用和凝固的滲透，促進纖維內(nèi)水分的釋放速度，盡快形成膠體。3.凝固浴的組成及作用影響。硫酸和硫酸鈉構(gòu)成粘膠纖維凝固的組分，另外，基于特殊的工藝需要或者是提升纖維的物理機械性能，會將少量的助劑添加在凝固浴中。硫酸可以參與酸浴各組分三個方面的作用。第一是可以促進纖維素磺酸酯分解后，盡快析出再生纖維素以及釋放二氧化碳；第二是中和粘膠中的堿；第三是對副反應(yīng)物進行分解。硫酸鈉主要功能是放緩纖維素磺酸值分解速度，其主要途徑是利用鹽析作用促進粘膠的凝固速度、對硫酸離解度進行控制。硫酸鈉的功能是對纖維成形效果進行改進，以提升纖維的耐勞性和韌性。

4 結(jié)束語

綜上所述，粘膠短纖維的質(zhì)量和性質(zhì)越優(yōu)良，它的使用價值就越高，由此，化工企業(yè)在粘膠短纖維制作工藝中必須以質(zhì)量取勝，首先要盡量排除影響制作工藝穩(wěn)定性的不利因素，對制作工藝步驟進行嚴格管控，引進更先進的生產(chǎn)工藝，切實提升產(chǎn)品質(zhì)量。本文結(jié)合相關(guān)企業(yè)的實踐經(jīng)驗，總結(jié)了結(jié)化工企業(yè)粘膠短纖維生產(chǎn)的特點，詳細分析了粘膠短纖維的生產(chǎn)工藝，希望起到拋磚引玉的作用。