化學纖維後加工

化學纖維後加工是指對化學纖維紡絲成形後的初生纖維進行一系列後處理加工，使其適應紡織加工和使用的要求。如果經過一系列的後處理加工，就有可能使最終的成品纖維的結構和性能得到完善和提高；反過來，比較完善的初生態纖維如採取的後處理工藝不合理，最終成品的質量也會大大降低。

基本介紹

• 中文名：化學纖維後加工
• 外文名：after-treatment of chemical fibre
• 類別：化學
• 所屬：纖維後加工
• 定義：化學纖維紡絲成形後初生纖維處理

簡介

對化學纖維紡絲成形後的初生纖維進行一系列後處理加工，使其適應紡織加工和使用的要求。依化學纖維品種和紡絲工藝的不同，後處理工序也不相同。濕法紡絲的後處理工序較長，例如粘膠纖維採取濕法成形，後處理工序有水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、脫水及乾燥等；醋酯纖維採取乾法成形,後處理工序比較簡單，只有卷繞和加拈；至於大多數以熔體紡絲成形的合成纖維，則有卷繞、拉伸、熱鬆弛、熱定形、卷繞及加拈等，製造短纖維時還增加切段工序。以上品種所採用的後處理設備也不盡相同，有分段處理的單元設備，也有連續處理的設備。初生態化學纖維的結構和性質常常不完善，不能滿足紡織加工和使用的要求，但如果經過一系列的後處理加工，就有可能使最終的成品纖維的結構和性能得到完善和提高；反過來，比較完善的初生態纖維如採取的後處理工藝不合理，最終成品的質量也會大大降低。因此後加工是化學纖維製造不可分割的組成部分。

加工方法

水洗

用濕法成形的纖維常需要立即進行水洗以除去纖維表層所粘附的溶液及有機、無機物雜質，否則初生纖維有可能發生降解或受到變質和變色等損傷。粘膠纖維水洗是為了除去粘附在表面的硫酸、硫酸鋅和其他膠體硫化物等；以硫氰酸鈉溶液為溶劑的腈綸水洗是為除去殘留的腐蝕性硫氰酸鈉溶液和揮發性丙烯腈；錦綸（聚醯胺-6）的水洗則是為了洗去單體己內醯胺，同時也可以防止單體污染車間空氣。水洗一般是使運行的絲條（或含大量絲條的束絲）在一個或兩個連貫排列的洗滌槽內通過，槽內盛滿洗滌水；或在行進的絲條上噴灑淨液，直到絲條洗淨到需要的程度為止。
拉伸

化學纖維的拉伸，不同於紡紗過程中的牽伸，是指初生態纖維在它的微觀結構尚未完全固定以前，在特定的張力下使捲曲而無序的大分子沿軸向整列和伸展的過程。在這一過程中，無序的大分子朝有序方向發展，大分子之間的接觸點增加，分子間力增強，聚集區域擴大，為纖維的結晶提供條件。這時纖維的密度增加，抗張強度上升；纖維變細，抗張延伸度下降；光學性和導熱性則呈現各嚮導性。總之，纖維經拉伸后綜合性的物理-機械性能得到改善，實用價值提高。
化學纖維的拉伸工序是在有兩組或三組不同轉速的導輥或導盤的拉伸裝置上進行的。被拉伸的纖維或束絲從導輥或導盤的縫隙之間通過，兩端導輥或導盤的速差使纖維伸長。這種拉伸也常和加拈工序結合,在拉伸-加拈設備上同時進行。

纖維的拉伸必須在一定的介質中和一定的溫度下進行，一般有三種方法：

①乾熱拉伸：在空氣中加熱狀態下（如滌綸和維綸長絲）或在室溫條件下（如錦綸和丙綸長絲）拉伸。

②蒸汽拉伸：在飽和蒸汽中（如腈綸短纖維）或在過熱蒸汽中（如滌綸短纖維生產中第二道拉伸）拉伸。

③濕熱拉伸：在水浴中或在溶劑與沉澱劑混合液中加熱拉伸，粘膠帘子線的塑性拉伸，滌綸短纖維第一道熱拉伸以及腈綸短纖維的預拉伸等便是。
熱定形

合成纖維被拉伸以後在定形裝置中加熱狀態下停留一定時間，使拉伸之後的結構得到穩定。纖維在拉伸過程中大分子在應力作用下發生變形，拉伸作用越強，變形也越大，應力消失後就有回覆到原位的傾向。纖維在鬆弛狀態下加熱，則會發生縮褶現象，直到在拉伸過程中所產生的變形全部消失為止。經過定形的纖維，外觀形態能在定形溫度以下長時期保持穩定而不變，纖維的性能也更為穩定，沸水收縮率降低，染色性能也可以得到改善。如果纖維的熱定形是在張力下進行，變形也會被消除，這樣的纖維可以在比鬆弛定形溫度高得多的溫度下加熱，而只發生少量縮褶。
影響熱定形的主要因素是溫度、時間、容許鬆弛的量和在定形前分子經受整列的程度。在一般情況下，定形溫度應高於纖維（或織物）的最高使用溫度，以保證在使用條件下結構與形態的穩定。按纖維所處的介質和加熱方式熱定形分為：①乾熱空氣定形；②接觸加熱定形；③水蒸氣濕熱定形和④浴液熱定形等。根據不同纖維品種選用不同的定形設備，如定形鍋、簾式熱定形機和熱板定形機等。
捲曲

用化學或機械的方式使化學纖維外形獲得立體的、平面的或鋸齒形波紋的過程。化纖短纖維通常用於與棉或羊毛等天然纖維混紡，也可以純紡。一般的化學纖維表面平滑無捲曲(永久捲曲的複合纖維除外)，抱合力小，不易互相拈合或與其他纖維拈合，即可紡性能差。捲曲加工能使化學短纖維獲得與天然纖維相類似的捲曲，可紡性能會大大改善。
捲曲的方法有：機械法和化學法兩類。機械捲曲法是先將纖維束在熱水或蒸汽中預熱,而後通過捲曲機,借捲曲輪和捲曲箱的作用產生鋸齒形平面捲曲效應。用化學法獲得的捲曲,則是空間立體狀的永久性捲曲波紋(見複合纖維)。最常用的捲曲機主要由捲曲輪、捲曲箱和加壓機構組成。

切段

化學纖維長絲一般只能象蠶絲那樣製成織物或者與蠶絲交織。如切成短段使其長度與棉或羊毛相近，則可以象棉或羊毛那樣供作純紡或者混紡後製成織物。這樣的織物用途遠較長絲織物為廣。短纖維的紡絲工藝與長絲基本相同，區別在於長絲常在孔數有限（50孔以下）的噴絲頭上紡絲成形，而製造短纖維的噴絲頭孔數常達數千甚至數萬。短纖維在後處理工藝上除增加切段和捲曲外，設備結構也與長絲不同，容量較大。切成的短纖維常成簇，必須進一步開松、混和，而後用與棉或羊毛相同方式紡紗和織造。
切段有濕切、乾切、牽切三種形式。用前兩種切斷法可獲得段狀纖維簇，再送入開松和混和機。後一種加工方式的短纖維仍具有連續粗束絲外形，許多纖維段間歇地分布在粗束絲內部，圍繞束絲軸平行定向（見紡絲直接成條）。非連續式切段裝置是由兩個迅速旋轉的刀輪組合而成，其中一個刀輪沿周邊等距滿布割刀，另一輪則在與割刀對應處刻有溝槽。當束絲以垂直方向從刀輪的縫隙中經過時，即被切成預定長度的纖維段，落入收集器內送出機外。
濕法成形絲精製

濕法成形的初生絲大都需要經過高度的精製處理才有實用價值。精製的工序隨不同的品種而異，有的品種甚至在後處理過程中還有重大的化學變化，如在維綸的製造中對聚乙烯醇纖維進行縮甲醛化處理。粘膠絲是濕法成形纖維中精製過程最繁複的品種之一（見粘膠纖維）。粘膠帘子線的後處理較普通粘膠纖維簡單得多,只須經過洗滌、半脫硫和再洗滌即可,常在連續後處理機上進行。粘膠帘子線纖維表面光滑，在製造輪胎中不易與橡膠抱合，因此，必須先在樹脂和橡膠溶液內對纖維進行熱處理。此外，由於帘子線是條幹粗而單絲根數多的束纖維，宜採用特殊條件的高效乾燥法，以縮短處理時間。

化學纖維

化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經過製備紡絲原液、紡絲和後處理等工序製得的具有紡織性能的纖維。

纖維的長短、粗細、白度、光澤等性質可以在生產過程中加以調節。並分別具有耐光、耐磨、易洗易乾、不霉爛、不被蟲蛀等優點。廣泛用於製造衣著織物、濾布、運輸帶、水龍帶、繩索、漁網、電絕緣線、醫療縫線、輪胎帘子布和降落傘等。一般可將高分子化合物製成溶液或熔體，從噴絲頭細孔中壓出，再經凝固而成纖維。產品可以是連綿不斷的長絲、截成一定長度的短纖維或未經切斷的絲束等。化學纖維的商品名稱，中國暫行規定合成短纖維一律名“綸”（例如，錦綸、滌綸），纖維素短纖維一律名“纖”（例如，粘纖、銅氨纖），長絲則在末尾加一“絲”字，或將“綸”、“纖”、改為“絲”。

化學纖維後加工方法

化學纖維後加工方法是使成品纖維的結構和性能得到進一步完善和提高的一系列後處理加工方法。後處理工序有：①水洗，是使濕法成形纖維的絲條在運行中通過一個或兩個連貫排列的水洗滌槽，以除去纖維表層所粘附的溶液及有機、無機物雜質;或在行進的絲條上噴灑淨液，直到絲條洗淨為止。②拉伸，是將微觀結構尚未完全固定的初生態纖維，從兩組或三組不同轉速的導輥或導盤的縫隙之間通過，兩端導輥或導盤的速度差使纖維伸長，並使捲曲無序的大分子沿軸向整列和伸展，以達到有序化，增加大分子間的接觸點，提高抗張強度。③熱定形，按纖維所處的介質和加熱方式分為：乾熱空氣定形法;接觸加熱定型法;水蒸汽濕熱定形法;浴液熱定型法。其目的是使拉伸後的合成纖維在定形裝置中保持溫度停留一段時間，讓拉伸之後的結構得以穩定。④捲曲，是用化學或機械的方式使化學纖維外形獲得立體的、平面的或鋸齒形的波紋。⑤切段，是將化纖長絲切成與羊毛相近的短段，以便能像棉纖維或羊毛那樣供作純紡或混紡織物。