高分子加工工艺习题及答案

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以使初生丝束离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度,具有一定的塑性,能经受一定程度的拉伸并使分子取向,有利于提高纤维的物理机械性能。

硫酸锌:除具有硫酸钠的作用外还有下列两个特殊作用。(1)与纤维素黄酸钠作用,生成纤维素黄酸锌;(2)纤维素黄酸锌作为众多而分散的结晶中心,避免生成大块晶体,使纤维具有均匀的微晶结构,不但提高纤维的断强、延伸度和钩强,还改善纤维的柔韧性。 √ 6、粘胶纤维成型过程中的化学反应主要有哪些?对成型有何影响?

(1).主反应:指与粘胶的凝固和纤维素再生有直接关系的反应,包括黄酸酯的分解与纤维素的再生和中和反应。

?黄酸酯的分解与纤维素的再生

分两步进行。第一步进行很快,而第二步反应相对较慢,整个过程进行的速度决定于第二步反应的速度。

第一步反应纤维素黄酸酯徐徐分解成纤维素黄酸,它是一种弱酸。第二步反应使纤维素再生成纤维素Ⅱ,大分子上游离出的羟基增多,大分子间相互作用(氢键)加强,粘胶体系稳定性下降。

?中和反应:粘胶中的NaOH被凝固浴中的H2SO4中和,粘胶中游离碱浓度下降,粘胶的稳定性降低。

(2).副反应:粘胶中多种副反应产物被凝固浴的H2SO4分解,成为一系列不稳定产物。 √ 7、简述粘胶纺丝的影响因素及工艺控制。

1. 粘胶的组成及性质 :

?粘胶组成:主要组分(α-纤维素和NaOH)含量。α-纤维素含量高,有利于提高成型纤维强度和降低成本,但会使粘胶结构粘度上升和熟成加快,工艺控制困难; ?黏度:粘胶黏度对可纺性能有一定影响,普通粘胶纤维的纺丝黏度,一般控制在30~50s; ?熟成度:熟成度反映粘胶“老”、“嫩”程度,在一定的条件下,纺丝粘胶有一个最适宜的熟成度。普通粘胶纤维纺丝时,粘胶的可纺性随熟成度提高而变好,在NH4Cl值达到8~12时,可纺性最好;

?粘胶中的粒子及气泡:

粒子:对可纺性及成品纤维品质影响极大。大于喷丝孔直径的粒子,会堵塞喷丝孔,造成单丝断裂或纺丝断头;微细的凝胶粒子,带入初生纤维中,形成纤维结构上的缺陷。这些都是引起纤维变异,单丝断裂,形成粘胶块,甚至引起纺丝断头的重要原因;

气泡:也是造成可纺性及成品纤维品质下降重要原因。纺丝粘胶除要充分脱泡外,还要避免粘胶管道密封不良而混入气泡和在管道上受热分解而产生微细的气泡。

2.纺丝速度 随所纺制的品种不同而异。普通粘胶长丝、短丝60~80m/min;强力粘纤40~60m/min;富强纤维20~30m/min。采用不同纺丝设备,其纺速亦不同,最高可达90~100m/min。

3.丝条的浸没长度 浸没长度一般为20~70cm,浸没时间0.1~0.2s。 4.凝固浴的组成及温度(P250)

8、粘胶纤维湿法成型与其它合成纤维湿法成型(如腈纶、维纶等)成型的重要区别是什么?

(1)纤维素未熔融即分解(2)在纺丝过程中完成纤维素黄酸酯分解的化学过程。

9、粘胶纤维后加工中如何进行物理脱硫和化学脱硫?

?水洗 :水冼可除去纤维上的硫酸、硫酸盐和丝条表面上部分硫磺(物理脱硫)。 ?水洗后,硫磺大部分被洗去(1~1.5%下降至0.25~0.4%),剩余的硫磺大部分包埋于纤维内部,故需用化学法脱硫。脱硫剂通常用NaOH、Na2S、Na2SO3等。 10、NMMO的结构特点及溶解特性是什么?(P257)

?结构特点:

在干态常温下为粉末状固体,熔点为172℃。由于具有较强的氧化性,在150℃以上有爆炸的危险。

NMMO分子中有活性氧原子,吸湿性强,可形成多种水合物。结合水量不同,其物性及对纤维素的溶解能力就不同。

?溶解特性:

NMMO能溶解纤维素,是因为其甲基胺氧化物的氧原子有很强的极性,能与纤维素大分子上的羟基形成强的氢键,生成纤维素—NMMO络合物。这种络合作用先是在纤维素的非晶区内进行,破坏了纤维素大分子间原有的氢键。由于过量的NMMO溶剂存在,络合作用逐渐深入到结晶区内,最终使纤维素溶解。

其含水量不同,对纤维素的溶解能力亦不同。

干态:良好溶解性,熔点高172℃,氧化力强; 易使纤维素分解,高温下NMMO有爆炸危险; >4.5%H2O: > 75℃熔化, > 80℃良好溶解性; >19% H2O: 丧失溶解能力。

√ 11、简述里奥赛尔纤维的工艺流程,与传统的粘胶纤维相比有何优点?

工艺流程:生产过程包括三个主要工序,即原液制备(浆粕粉碎,混合,溶解,过滤,脱泡),纺丝及纤维后处理(纺丝,拉伸,纤维水洗,上油,烘干)和溶剂回收(过滤,蒸发,浓缩)。

优点:

(1)原料及生产过程对环境没有或者很少污染。采用的溶剂NMMO是一种氨基氧化物,对人体和环境生物几乎没有毒性。而生产又是在较完善的密闭和循环过程中进行,NMMO回收容易,废水、废气的排放量少。

(2)生产过程简单。采用NMMO溶剂,直接溶解纤维素,制成纺丝溶液,避免了粘胶原液生产中的多段化学反应过程。因此比粘胶工艺少了碱化、老成、黄化和熟成等工序,生产流程大大缩短,只有粘胶工艺的2/3或l/2。减少生产设备,降低能耗,提高生产效率。

(3)具有优良性能。除能保持纤维素纤维的优点外,其物理机械性能和综合性能还优于粘纤,部分性能优于棉。

12、什么是“绿色”纤维?

Tencel纤维:它除具有天然纤维和粘胶纤维的性能外,还具有强力高、触感柔滑、悬垂性好等特点,被广泛用作高级时装料,制作牛仔服、休闲服,在欧、美、日非常流行。由于其在生产过程中无毒性物质排放,故有“绿色”纤维之称。

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