粘胶化纤喷丝头连接板材料的研制

针对粘胶纤维生产中喷丝头连接板的具体服役条件，研制了一种耐腐蚀性高、加工性能优良的特种奥氏体不锈钢，对材料的成分、熔炼、铸造工艺、组织与结构及其性能等方面进行了研究。     

高强度、亲水性聚醚砜中空纤维超滤膜的制备技术

膜生物反应器(MBR)是目前水处理领域中的热点之一,但是中空纤维膜的强度低、亲水性差的缺点限制了它的广泛应用。首先设计并制造了集束型喷丝头,然后以聚醚砜为膜材料,利用干/湿法纺制了截留分子量分别为10KD和20KD,水通量为15～100 L/(m2.h.0.1MPa),爆破压力为0.5～1.0MPa,拉伸强度可达10MPa以上的高强度聚醚砜中空纤维膜;再利用有机/无机共混改性,通过引入金属离子和可溶性聚合物的络合反应形成的络合物,制得了截留分子量分别为6KD、10KD、20KD、50KD、100KD、水通量达到25～400 L/(m2.h.0.1MPa)的一系列强度高、亲水性好的聚醚砜中空纤维超滤膜。     

1.11 dtex超细旦粘胶短纤维的生产工艺探讨

在传统湿法纺丝法生产普通粘胶短纤维的装置和工艺基础上,通过优化主要工艺参数(包括粘胶质量、凝固浴工艺条件、拉伸比和收缩系数)、改变喷丝头规格,试生产1.11 dtex×38 mm超细旦粘胶短纤维,并供下游纱厂生产60 s混纺高支纱。结果表明:选择喷丝头规格为45头、单头孔数为2 300、孔径为0.05 mm,控制粘胶黏度为42 s、熟成度为11.5 mL,凝固浴硫酸浓度为120 g/L、温度为50℃,拉伸比为58%,收缩系数为79%,可纺性好,生产稳定,可保证产量和产品质量;上述工艺条件下,试生产的1.11 dtex×38 mm超细旦粘胶短纤维干断裂强度达2.52 cN/dtex,湿断裂强度达1.33 cN/dtex,干断裂伸长率为18.64%,产品质量达到优质品指标;当1.11 dtex×38 mm超细旦粘胶短纤维混纺比例为40%,生产的60 s混纺高支纱纱线质量较好。     

干喷湿纺制备中空纤维膜的喷丝头结构优化模拟

在干喷湿纺法制备中空纤维膜的过程中,喷丝头作为关键的纺丝组件之一,其尺寸及内部几何形状对于聚合物分子链的取向和最终的膜形态有着重要影响,通过优化喷丝头结构有助于提高膜丝可纺性和产品质量。采用数值模拟的方法,建立三维喷丝头溶液流道模型,探讨了环隙直管长度、环隙间距、锥形流动角等流道结构参数对溶液在喷丝头内的剪切流动、出口挤出胀大以及气隙中拉伸流动的影响。模拟结果表明：纺丝液流经喷丝成型孔入口处的压力及压力降随着直管长度增加而增大,随环隙间距、锥形流动角的增大而减小,且环管流道越长,越有助于溶液流动充分发展;相比于直管长度,环隙间距和锥形流动角对溶液的挤出胀大行为影响更显著,随着环隙间距和锥形流动角的增大,挤出胀大现象减弱。直管长度和锥形流动角对气隙中的初生纤维外径分布影响不明显。增大直管长度和环隙间距、采用锥形环管,有利于增加膜丝取向度和强度、提高纺程中的流动稳定性。模拟优化得到的喷丝头结构为直管长度1.1 mm,环隙间距0.11 mm (即长隙比为10左右),锥形流动角大于30°。     

湿法纺丝用喷丝头的结构与材质及性能

介绍了湿法纺丝用喷丝头的结构、材料及性能。湿法纺丝用喷丝头的形状主要为帽子形,孔径为0.05～0.12 mm,采用圆锥形和圆弧形两种孔形。喷丝头的材质主要为金、铂、铑、钽等,其中金铂合金喷丝头耐腐蚀性能好、强度和硬度高、纺丝质量好,但价格昂贵;钽喷丝头价格便宜,但硬度较低、使用寿命短、可纺性差。通过对钽喷丝头进行表面渗氮处理并镀膜的复合钽酸锂镀膜钽喷丝头、金刚石镀膜钽喷丝头已实现在不降低纺丝品质的前提下对金铂合金喷丝头的替代,并广泛应用于湿法纺丝,但在一些特种纤维、高端纤维领域,镀膜钽喷丝头依然无法取代金铂铑合金喷丝头。低成本、高硬度、抗腐蚀是未来湿法纺丝用喷丝头的研究发展方向。     

粘胶长丝喷丝头与纺丝可纺性

论述了粘胶长丝喷丝头的制造材料及材料表面处理和喷丝头的技术参数等与纺丝成形过程可纺性的关系。     

喷丝头长径比对PANCF原丝性能的影响

采用不同长径比(L/D)的陶瓷喷丝头进行湿法、干湿法纺丝制备聚丙烯腈基碳纤维(PANCF);研究了L/D对聚丙烯腈/二甲基亚砜(PAN/DMSO)纺丝原液的可纺性及原丝性能的影响。结果表明:随着喷丝头L/D的增大,PAN/DMSO纺丝原液的可纺性提高,PANCF原丝的膨润度逐渐减少,PANCF原丝的结晶度、取向度及强度随之增大,有利于提高纤维的性能。     

100D/100F半连续纺单纤细旦粘胶长丝的开发

介绍了开发的100D/100F半连续纺单纤细旦粘胶长丝的生产工艺参数及主要工艺参数的选择、纺丝可纺性、成品质量指标。采用熟成度100~105mL的纺丝粘胶、166%的喷丝头大牵伸、84m/min纺丝速度和65~70°丝饼卷绕角,纺丝可纺性稳定,产品质量达到国际一等品标准。     

基于UV-LIGA技术的微孔异形喷丝头制备

为了实现微孔喷丝头的多元化截面形状，采用紫外（UV）-LIGA技术和激光焊接的方法，初步探索了UV-LIGA技术在制备异形微喷嘴上的应用。应用UV-LIGA技术电铸出不同孔形的喷丝头底板，并采用激光焊接技术实现底板和冲压外框的整体成型。实验结果表明：以UV-LIGA技术替代LIGA技术加工的喷丝头微孔侧壁光洁，截面形状多样，孔形均一性好，加工成本低廉。     

提高湿法纺国产自制喷丝头的质量

对纺腈纶自制喷丝头在生产中所存在的一些问题进行了系统的分析并提出了相应的改进措施,为以后其他规格的喷丝头（板）实现自制、国产化提供了依据。还对自制喷丝头的经济效益进行了分析,从而提出对量大面广的大部分备品配件实现自制国产化、提高效益、提高人材资源利用率的措施。