化工企業粘膠短纖維生產工藝分析

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，伴隨民眾物質生活的大幅度提高，對服裝性能和質量有了更高的要求，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。原液車間的生產工藝包括漫清、壓榨及熟成等環節；紡練車間的任務是紡絲和牽伸；酸站具備酸液循環和過濾功能。本文將對生產中的部分工藝環節進行分析。

1 影響生產質量的問題

在制作粘膠短纖維的過程中，有很多因素會影響化工企業生產質量，主要問題存在于原材料、技術設計、生產水平等方面。首先，作為生產的基礎材料的原材料的質量是至關重要的，如果原材料的質量不穩定就難以保證產品的質量。從目前的狀況看，許多化工企業無論是品種穩定性還是漿粕質量都不能滿足生產的要求，既影響了產品的質量，也難以實現規定的消耗指標，更增加了產品質量的不穩定性。

2 粘膠短纖維生產工藝特點

1）穩定性。在化工企業粘膠短纖維的生產實際中，具備的穩定性不是絕對的，而是具有相對的穩定性。穩定性會隨著條件的變化而改變。應該是一個連續的、系統化的過程，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）適應性。粘膠短纖維生產工藝的適應性也是相對的，也會隨著原材料的變化而改變。在生產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。所謂生產工藝的合理性，就是在產品制作前必須事先預定和調整生產工序，同時要實時了解生產狀況，根據生產條件的各種變化調整生產計劃，實現生產工序的合理性，才能確保產品質量和生產秩序的穩定[1]。

3 化工企業粘膠短纖維生產工藝實施過程

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反應過程方可以實現。第一個化學反應是生成堿纖維素的過程，即將漿粕浸漬于堿液中進行反應，這個過程的化學反應式應為：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。該環節技術要點在于，纖維素分子鏈會因為空氣中氧的作用產生斷裂，會降低平均聚合度，有效調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反應為生成的纖維內酸酯，即將反應生成的堿纖維素與二硫化碳發生作用生成纖維內酸酯，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，還要經過很多環節方能進行紡絲，其中包括混合、過濾、脫泡、熟成、精煉和干燥等工序。利用這些處理的環節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，在紡絲設備上利用酸性凝固浴處理粘膠，讓其變成擁有一定品質的再生纖維素。在粘膠纖維制作上主要應用的凝固浴，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符合要求的絲束，下一步是采用烘干的措施，但要保持相應的回潮率，無論在手感上還是產品的穿著感覺上具備舒服感，然后利用打包環節打包成標準質量的纖維包，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調濕。

6）成形紡絲工藝要點及其影響因素。（1）成形紡絲的技術要點。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，使其形成穩定品質的再生纖維素絲條[3]。復雜的物理和化學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。可以按照凝固和分解再生形成的時間順序，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多數的再生，剩余的再生可在二浴內塑化拉伸的時候完成。按照常規的劃分，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鍵反應。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，主副反應在消耗了大量的硫酸后分解成芒硝和水，并且硫磺等雜質會在副作用反應中生成，所以，必須利用酸站給酸浴添加硫酸，酸浴務必進行過濾、蒸發和結晶，方可確保凝固浴的組成穩定。2.物理化學變化影響。纖維素的極性羥基會隨著磺酸酯的分解得以恢復，因此新的聯結點在纖維素大分子間產生。它們可以在彼此作用的引力區域內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 結束語

綜上所述，粘膠短纖維的質量和性質越優良，它的使用價值就越高，由此，化工企業在粘膠短纖維制作工藝中必須以質量取勝，首先要盡量排除影響制作工藝穩定性的不利因素，對制作工藝步驟進行嚴格管控，引進更先進的生產工藝，切實提升產品質量。本文結合相關企業的實踐經驗，總結了結化工企業粘膠短纖維生產的特點，詳細分析了粘膠短纖維的生產工藝，希望起到拋磚引玉的作用。