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不同种类化学纤维的生产工序

不同种类化学纤维的生产工序

化学纤维的品种繁多，原料及生产方法各异，其生产过程可概括为以下四个工序。

（1）原料制备：

高分子化合物的合成（聚合）或天然高分子化合物的化学处理和机械加工；

（2）纺前准备：

纺丝熔体或纺丝溶液的制备；

（3）纺丝：

纤维的成形；

（4）后加工：

纤维的后处理。

一、原料制备

1.成纤高聚物的基本性质

用于化学纤维生产的高分子化合物，称为成纤高聚物或成纤聚合物。

成纤高聚物有两大

类：

一类为天然高分子化合物，用于生产再生纤维；另一类为合成高分子化合物，用于生产

合成纤维。

作为化学纤维生产的原料，成纤高聚物的性质不仅在一定程度上决定了纤维的性

质，而且对纺丝、后加工工艺也有重大影响。

对成纤高聚物一般要求如下：

（1）成纤高聚物大分子必须是线型的、能伸直的分子，支链尽可能少，没有庞大侧基；

（2）高聚物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的化学结构和空间结构；

（3）高聚物应具有适当高的分子量和较窄的分子量分布；

（4）高聚物应具有一定的热稳定性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。

化学纤维的成形普遍采用高聚物的熔体或浓溶液进行纺丝，前者称为熔体纺丝，后者称

为溶液纺丝。

因此，成纤高聚物必须在熔融时不分解，或能在普通的溶剂中溶解而形成浓溶

液，并具有充分的成纤能力和随后使纤维性能强化的能力，保证最终所得纤维具有一定的良

好综合性能。

几种主要成纤高聚物的热分解温度和熔点见表1。

表1几种主要成纤高聚物的热分解温度和熔点高聚物热分解温度（℃）熔点（℃）

聚乙烯350~400138

等规聚丙烯350~380176

聚丙烯腈200~250320

聚氯乙烯150~200170~220

聚乙烯醇200~220225~230

聚几内酰胺300~350215

聚对苯二甲酸乙二醇酯300~350265

纤维素180~220-

醋酸纤维素酯200~230-

由表1可见：

聚乙烯、等规聚丙烯、聚已内酰胺和聚对苯二甲酸乙二酯的熔点低于热分

解温度，可以进行熔体纺丝。

聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚乙烯醇的熔点与热分解温度接近，甚

至高于热分解温度，而纤维素及其衍生物，则观察不到熔点，像这类成纤高聚物只能采用溶

液纺丝方法成形。

2.原料制备

再生纤维的原料制备过程，是将天然高分子化合物经一系列的化学处理和机械加工，除

去杂质，并使其具有能满足再生纤维生产的物理和化学性能。

例如，粘胶纤维的基本原料是

浆粕（纤维素），它是将棉短绒或木材等富含纤维素的物质，经备料、蒸煮、精选、精漂、脱

水和烘干等一系列工序制备而成的。

合成纤维的原料制备过程，是将有关单体通过一系列化学反应，聚合而成具有一定官能

团、一定分子量和分子量分布的线型高聚物。

由于聚合方法和聚合物的性质不同，合成的高

聚物可能是熔体状态或溶液状态。

将高聚物熔体直接送去纺丝，这种方法称为直接纺丝；也

可将聚合得到的高聚物熔体经铸带、切粒等工序制成“切片”，再以切片为原料，加热熔融

形成熔体进行纺丝，这种方法称为切片纺丝。

直接纺丝和切片纺丝在工业生产中都有应用。

对于溶液纺丝也有两种方法，将聚合后的高聚物溶液直接送去纺丝，这种方法称一步法；另一种方法是先将聚合得到的溶液分离制成颗粒状或粉末状的成纤高聚物，然后再溶解制成纺

丝溶液，这种方法称为二步法。

在化学纤维原料制备过程中，可采用共聚、共混、接枝、加添加剂等方法，以生产某些

改性化学纤维。

二、纺丝熔体或溶液的制备

1.纺丝熔体的制备

对于切片纺丝，需要在纺丝前将切片干燥，而后加热至熔点以上、热分解温度以下，将

切片制成纺丝熔体。

（1）切片干燥：

经铸带和切粒后得到的成纤高聚物切片在再熔融之前，必须先进行干

燥。

切片干燥的目的是除去水分，提高高聚物的结晶度与软化点。

切片中含有水分会给最终纤维质量带来不利影响，这是因为在切片熔融过程中，高聚物

在高温下易发生热裂解、热氧化裂解和水解等反应，使高聚物分子量显著下降，大大降低所

得纤维的质量。

另外，熔体中的水分汽化，会使纺丝断头率增加，严重时甚至使纺丝无法正

常进行。

因此，在涤纶和锦纶生产中，必须对切片进行干燥。

干燥后切片的含水率，视纤维

品种而异。

例如，对于聚酰胺6切片，要求于燥后含水率一般低于0.05%；而聚酯切片，由

于在高温下聚酯中的酯键极易水解，故对干燥后切片含水率要求更严格，一般应低于0.01%；

对于聚丙烯切片，由于其本身不吸湿，回潮率为零，因而不需于燥。

切片干燥的同时，使高聚物的结晶度和软化点提高，这样的切片在输送过程中不易因碎

裂而产生粉末，同时也避免在螺杆挤出机中过早地软化粘结而产生“环结阻料”现象。

（2）切片的熔融：

切片的熔融是在螺杆挤出机中完成的。

切片自料斗进入螺杆，随着

螺杆的转动被强制向前推进，同时螺杆套筒外的加热装置将切片加热熔融，熔体以一定的压

力被挤出而输送至纺丝箱体中进行纺丝。

与切片纺丝相比，直接纺丝法省去了铸带、切粒、切片干燥及再熔融等工序，这样可大

大简化生产流程，减小车间面积，节省投资，且有利于提高劳动生产率和降低成本。

但是利

用聚合后的高聚物熔体进行直接纺丝，对于某些聚合过程（如已内酰胺的聚合）留存在熔体中

的一些单体和低聚物难以去除，不仅影响纤维质量，而且还会恶化纺丝条件，使生产线的工

艺控制也比较复杂。

因此，对产品质量要求比较高的品种，一般常采用切片纺丝法。

切片纺丝法工序较多，但具有较强的灵活性，产品质量也较高。

另外，还可使切片进行

固相聚合，进一步提高聚合物的分子量，生产高粘度切片，以制取高强度的纤维。

目前对于

生产产品质量要求较高的帘子线或长丝，以及不具备聚合生产能力的企业，大多采用切片纺

丝法。

2.纺丝溶液的制备

目前，在采用溶液纺丝法生产的主要化学纤维品种中，只有腈纶既可采用一步法，又可

采用二步法纺丝，其它品种的成纤高聚物，无法采用一步法生产工艺。

虽然采用一步法省去

了高聚物的分离、于燥、溶解等工序，可简化工艺流程，提高劳动生产率，但制得的纤维质

量不稳定。

采用二步法时，需要选择合适的溶剂将成纤高聚物溶解，所得的溶液在送去纺丝之前还

要经过混合、过滤和脱泡等工序，这些工序总称为纺前准备。

（1）成纤高聚物的溶解：

线型高聚物的溶解过程是先溶胀后溶解。

即溶剂先向高聚物

内部渗入，高聚物的体积不断增大，大分子之间的距离增加，最后大分子以分离的状态进入

溶剂，而完成溶解过程。

用于制备纺丝溶液的溶剂必须满足下列要求：

（1）在适宜的温度下有良好的溶解性能，并便所得高聚物溶液在尽可能高的浓度下具

有较低的粘度；

（2）沸点不宜太低，也不宜过高。

如沸点太低，溶剂挥发性太强，会增加溶剂损耗并

恶化劳动条件；沸点太高，则不宜进行干法纺丝，且溶剂回收工艺比较复杂；

（3）有足够的热稳定性和化学稳定性，并易于回收；

（4）应尽量无毒和无腐蚀性，并不会引起高聚物分解或发生其它化学变化。

合成纤维生产中常用的纺丝溶剂见表2。

表2合成纤维生产中常用的纺丝溶剂

成纤高聚物溶剂

聚丙烯腈二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，硫氰酸钠水溶液，甲酸或氯化锌水溶液

聚乙烯醇水

聚氯乙烯丙酮与二硫化碳、丙酮与苯、环己酮、四氢

呋喃、二甲基甲酰胺、丙酮

对苯二甲酸对苯二胺浓硫酸、含有氯化锂的二甲基亚砜

在纤维素纤维生产中，由于纤维素不溶于普通溶剂，所以通常是将其转变成衍生物（纤

维紊黄酸酯、纤维素醋酸酯等）之后，再溶解制成纺丝溶液，进行纺丝成形及后加工。

纺丝溶液的浓度根据纤维品种和纺丝方法的不同而异。

通常，用于湿法纺丝的纺丝溶液

浓度为12%~25%；用于干法纺丝的纺丝溶液浓度则高一些，一般在25%~35%之间。

因溶解过程所需时间较长，目前生产中大多采用间歇式分批操作的溶解机，它是由带有

夹套（可加热或冷却）的圆筒形机身、搅拌器及传动装置等组成。

（2）纺丝溶液的混合、滤和脱泡

混合的目的是使各批纺丝溶液的性质（主要是浓度和粘度）均匀一致。

过滤的目的是除去杂质和未溶解的高分子物。

纺丝溶液的过滤，一般采用板框式压滤机，

过滤材料选用能承受一定压力、并具有一定紧密度的各种织物，一般要连续进行2~4道过滤。

后一道过滤所用的滤材应比前一道更致密，这样才能发挥应有的效果。

脱泡是为了除去留存在纺丝溶液中的气泡。

这些气泡在纺丝过程中会造成断头、毛丝和

气泡丝而降低纤维质量，甚至使纺丝无法正常进行。

脱泡过程可在常压或真空状态下进行。

在常压下静置脱泡，因气泡较小，气泡上升速率很慢，脱泡时间很长；而在真空状态下脱泡，

真空度越高，液面上压力越小，气泡会迅速胀大，脱泡速度可大大加快。

三、化学纤维的纺丝成形

将成纤高聚物的熔体或浓溶液，用纺丝泵（或称计量泵）连续、定量而均匀地从喷丝头（或

喷丝板）的毛细孔中挤出，而成为液态细流，再在空气、水或特定的凝固浴中固化成为初生

纤维的过程称作“纤维成形”，或称“纺丝”，这是化学纤维生产过程中的核心工序。

调节纺

丝工艺条件，可以改变纤维的结构和物理机械性能。

化学纤维的纺丝方法主要有两大类：

熔体纺丝法和溶液纺丝法。

在溶液纺丝法中，根据

凝固方式的不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。

化学纤维生产中绝大部分采用上述三种纺丝

方法。

此外，还有一些特殊的纺丝方法，如乳液纺丝、悬浮纺丝、干湿法纺丝、冻胶纺丝、

液晶纺丝、相分离纺丝和反应纺丝法等，用这些方法生产的纤维量很少。

下面着重介绍三种

常用的纺丝方法。

1.熔体纺丝

切片在螺杆挤出机中熔融后或由连续聚合制成的熔体，送至纺丝箱体中的各纺丝部位，

再经纺丝泵定量压送到纺丝组件，过滤后从喷丝板的毛细孔中压出而成为细流，并在纺丝甬

道中冷却成形。

初生纤维被卷绕成一定形状的卷装（对于长丝）或均匀落入盛丝桶中（对于短

纤维）。

图1为熔体纺丝示意图。

图1熔体纺丝示意图由于熔体细流在空气介质中冷却，传热和丝条固化速度快，而丝条运动所受阻力很小，

因此熔体纺丝的纺丝速度要比湿法纺丝高得多，目前熔体纺丝一般纺速为1000~2000m/min，

采用高速纺丝时，可达3000~6000m/mim或更高。

为了加速冷却固化过程。

一般在熔体细流

离开喷丝板后与丝条垂直方向进行冷却吹风，吹风形式有侧吹和环吹等。

吹风窗的高度通常

在lm左右，纺丝甬道的长短视纺丝设备和厂房楼层的高度而定，一般约3~5m。

近年来，一种用于纺制丙纶、涤纶短纤维的短程纺技术得到迅速发展。

纺丝中熔体细流

从喷丝孔挤出后，迅速用水冷却，冷却固化距离（纺程）只有50cm左右，比通常熔体纺丝机

上数米长的冷却区要短得多，因此纺丝机的结构比较简单，投资费用较少。

2.湿法纺丝

纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后，送至纺丝机，通过纺丝泵计量，经烛形滤

器、鹅颈管进入喷丝头（帽），从喷丝头毛细孔中挤出的溶液细流进入凝固浴，溶液细流中

的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散，于是高聚物在凝固浴中析出而形成初

生纤维。

湿法纺丝中的扩散和凝固不仅是一般的物理化学过程，对某些化学纤维如粘胶纤维

还同时发生化学变化，因此，湿法纺丝的成形过程比较复杂，纺丝速度受溶剂和凝固剂的双

扩散、凝固浴的流体阻力等因素限制，所以纺丝速度比熔体纺丝低得多。

图2为湿法纺丝示

意图。

图2湿法纺丝示意图

1一喷丝头2一凝固俗3一导丝盘4一卷绕装置

在湿法纺丝中有备种不同的凝固方式。

例如单浴法或双浴法、单独浴槽（浴管）或公共俗

槽，以及深浴式或浅浴式等。

采用湿法纺丝时，必须配备凝固浴的配制、循环及回收设备，工艺流程复杂，厂房建筑

和设备投资费用都较大，纺丝速度低，成本高且对环境污染较严重。

目前腈纶、维纶、氯纶、

粘胶纤维以及某些由刚性大分子构成的成纤高聚物都需要采用湿法纺丝。

3.干法纺丝干法纺丝时，从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液不进入凝固浴，而进入纺丝甬道。

通过

甬道中热空气的作用，使溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热空气流带走。

溶液细流在逐渐

脱去溶剂的同时发生浓缩和固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而成为初生纤维。

图3

为干法纺丝的示意图。

采用干法纺丝时，首要的问题是选择溶剂。

因为纺丝速度主要取决于溶剂的挥发速度，

所以选择的溶剂应使溶液中高聚物的浓度尽可能高，而溶剂的沸点和蒸发潜热应尽可能低，

这样就可减少在纺丝溶液转化为纤维过程中所需挥发的溶剂量，降低热能消耗，并可提高纺

丝速度。

除了技术经济要求以外，还应考虑溶剂的可燃性以满足安全防护要求。

最常用的干

纺纺丝溶剂为丙酮、二甲基甲酰胺等。

目前干法纺丝速度一般为200～500m/min，高者可达1000~1500m/min，但由于受溶剂

挥发速度的限制，干纺速度还是比熔纺低，而且还需设置溶剂回收等工序，故辅助设备比熔

体纺丝多。

干法纺丝一般适宜纺制化学纤维长丝，主要生产的品种有腈纶。

醋酯纤维、氯纶、

氨纶等。

图3干法纺丝示意图

由上述可知，干法纺丝的纺丝溶液制备与湿法纺丝相似。

纺丝细流在甬道中固化成形，

成形过程和设备外形结构又与熔体纺丝有些相似。

为了与熔体纺丝、溶液纺丝相比较，将三

种基本成形方法的特征归纳于表3。

表3三种纺丝成形方法的基本特征

纺丝方法熔体纺丝干法纺丝湿法纺丝

纺丝液状态熔体溶液溶液或乳液

纺丝液浓度（%）10018~4512~16

纺丝液粘度（Pa.S）100~100020~4002~200

喷丝头（板）孔数1~3000010~400024~160000喷丝孔直径（mm）0.2~0.80.03~0.20.07~0.1

凝固介质冷却空气，不回收热空气，回收、再生凝固浴，回收、再生

凝固机理冷却溶剂挥发脱溶剂（或伴有化学

反应）

卷取速度20~7000100~150018~380

四、化学纤维的后加工

纺丝成形后得到的初生纤维其结构还不完善，物理机械性能较差，如伸长大、强度低、

尺寸稳定性差，还不能直接用于纺织加工，必须经过一系列的后加工。

后加工随化纤品种、

纺丝方法和产品要求而异，其中主要的工序是拉伸和热定型。

拉伸的目的是使纤维的断裂强度提高，断裂伸长率降低，耐磨性和对各种不同形变的疲

劳强度提高。

拉伸的方式有多种，按拉伸次数分，有一道拉伸和多道拉伸；按拉伸介质分，

有干拉伸、蒸汽拉伸和湿拉伸，拉伸介质分别是空气、水蒸气和水浴、油浴或其它溶液；按

拉伸温度又可分为冷拉伸和热拉伸。

总拉伸倍数是各道拉伸倍数的乘积，一般熔纺纤维的总

拉伸倍数为3.0~7.0倍；湿纺纤维可达8~12倍；生产高强度纤维时，拉伸倍数更高，甚至

达数十倍。

热定型的目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并且进一步改善其物理机

械性能。

热定型可以在张力下进行，也可在无张力下进行，前者称为紧张热定型，后者称为

松弛热定型。

热定型的方式和工艺条件不同，所得纤维的结构和性能也不同。

在化学纤维生产中，无论是纺丝还是后加工都需进行上油。

上油的目的是提高纤维的平

滑性、柔软性和抱和力，减小摩擦和静电的产生，改善化学纤维的纺织加工性能。

上油形式

有：

油槽或油辊上油及油嘴喷油。

不同品种和规格的纤维需采用不同的专用油剂。

除上述工序外，在用溶液纺丝法生产纤维和用直接纺丝法生产锦纶的后处理过程中，都

要有水洗工序，以除去附着在纤维上的凝固剂和溶剂，或混在纤维中的单体和齐聚物。

在粘

胶纤维的后处理工序中，还需设脱硫、漂白和酸洗工序。

在生产短纤维时，需要进行卷曲和

切断。

在生产长丝时，需要进行加捻和络筒。

加捻的目的是使复丝中各根单纤维紧密地抱合，

避免在纺织加工时发生断头或紊乱现象，并使纤维的断裂强度提高。

络筒是将丝筒或丝饼退绕至锥形纸管上，形成双斜面宝塔型筒装，以便运输和纺织加工。

生产强力丝时，需进行变

形加工。

生产网络丝时，在长丝后加工设备上加装网络喷嘴，经喷射气流的作用，单丝互相

缠结而呈周期性网络点。

网络加工可改进合纤长丝的极光效应和蜡状感，又可提高其纺织加

工性能，兔去上浆、退浆，代替加捻或并捻。

为了赋予纤维某些特殊性能，还可在后加工过

程中进行某些特殊处理，如提高纤维的抗皱性、耐热水性、阻燃性等。

随着合成纤维生产技术的发展，纺丝和后加工技术已从间歇式的多道工序发展为连续、

高速一步法的联合工艺，如聚酯全拉伸丝（FDY）可在纺丝一牵伸联合机上生产，而利用超高

速纺丝（纺速5500m/min以上）生产的全取向丝（FOY），则不需进行后加工，便可直接用作纺

织原料。

五、其他纺丝方法

合成纤维的主要纺丝方法为熔体纺丝法、溶液纺丝法（又可分为湿法和干法）等常规纺

丝法。

随着航空、航天技术、国防和许多现代工业的飞速发展，对合成纤维的性能提出了许

多新的要求。

例如，要求合成纤维具有特殊的耐高温性或阻燃性，要求纤维具有特别高的强

度和模量等，因此合成了许多新的成纤高聚物，它们往往不能用常规纺丝方法进行加工。

另

外，由于合成纤维工业本身的不断进步，要求技术相经济指标更加先进合理，为此需要进一

步简化工艺，提高劳动生产率，并降低成本。

对合成纤维生产的要求促进了科学和技术的不

断发展。

出现了一系列新的纺丝方法，诸如干湿法纺丝、液晶纺丝、冻胶纺丝、相分离法纺

丝、乳液或悬浮液纺丝、反应纺丝法等，这些纺丝方法与常规纺丝法有所不同，因此可称之

光非常规纺丝法。

实际上其中干湿法纺丝、相分离法纺丝和液晶纺丝也属于溶液纺丝法的范

畴，不过前二者的凝固方式与常规的湿法或干法纺丝不同，而后者则是纺丝液性质与普通的

高聚物溶液不同而已。

冻胶纺丝则是介于溶液纺丝与熔体纺丝之间的纺丝法。

乳液或悬浮液

纺丝可自成一类，因为其纺丝原液既非熔体亦非溶液，不过其生产工艺与湿法基本相同。

反

应纺丝法是将高聚物的合成与形成纤维的过程合而为一的方法，是以一种新的构思为基础而

发展起来的。

根据所得纤维形式和性质的特征，把静电纺丝法、喷射（熔喷）纺丝法、离心纺丝法、无

喷头熔池纺丝法以及膜裂纺丝法归纳为一类，称之为不规则的纤维或纤维材料的成形方法。

不言而喻实际上其中有的是属于熔体纺丝的范畴，有的则属于溶液纺丝的范畴，不过卷取

方式（设备结构）或成品形式与常规纺丝法不同而已。

有些书刊中，把纺制异形纤维和复合纤维以至出共混聚合物制取纤维的方法也作为特殊

纺丝法（非常规纺丝法）。

显然，异形纤维或复合纤维既可能由高聚物熔体来纺制，也可能

由聚物溶液来纺制，因此它本身应是熔体纺丝法或溶液纺丝法，只是喷丝组件结构、喷丝头

孔眼形状、纺丝工艺条件以及成品纤维性能与常规纺丝有所不同。

5.1干湿法纺丝

溶液纺丝的一个有发展前途的新方法是所谓干湿法纺丝，或者称为干喷湿纺，这是将干

法与湿法的特点结合起来的纺丝方法。

干湿法纺丝时，纺丝溶液从喷丝头压出后，先经过一

段空间，然后进入凝固浴，因此有人把这种方法称为通过空气夹层的湿法纺丝，图6-1为干

湿法纺丝的示意图。

从凝固浴中导出的初生纤维的后处理过程，与普通湿法纺丝相同。

图6-1干湿法纺丝示意图

干湿法纺丝有一些显著的优点。

首先是由于纺丝液细流出喷丝孔后，先通过空气层，这

样就能大大提高喷丝头拉伸，因而纺丝速度可比一般湿法纺丝高5～10倍，大大提高了纺丝

机的生产率。

其次，与湿法纺丝相比，在干湿法纺丝时，可采用孔眼直径较大的喷丝头

（d=0.15～0.3mm），同时采用浓度较高、粘度较大的纺丝溶液，湿法纺丝时溶液粘度一般为

20～50Pa·S，干湿法纺丝时则为50~100Pa·s，甚至可达到200Pa·s或更高。

A．T．Cepкob等系统地研究了干湿法的成形机理。

指出，干湿法成形过程可按工艺特

点划分为五个区域[见图6-2（a）]。

图6-2溶液纺丝法纤维成形过程图解

（a）干湿法纺丝（b）湿法纺丝（c）干法纺丝d0-喷丝头孔径dc-最大膨化区的液流直径

din-进入凝固浴时的细流直径dm-开始凝固瞬间的细流直径df-初生纤维直径

I为液流胀大（膨化）区。

自喷丝孔中流出的液流，出于喷丝孔中动时产生的法向应力差

而胀大至2～4倍（点B）。

如前所述（参阅第二章），产生法向应力差的原因是纺丝原液在

喷丝孔入口处以及在毛细孔中流动时的剪切形变。

法向应力差的大小以及与此有关的液流胀

大程度，取决于毛细孔长度和直径、原液粘度、弹性模量、松弛时间以及原液的流动速度。

Ⅱ为液流在气体层中的轴向形变区。

在此区内，胀大的液流受到拉伸，根据纺丝原液的

粘弹性、表面张力和液流的形变速率可拉伸至10～20倍。

Ⅲ为液流在凝固浴中的轴向形变区。

避入凝固浴中的丝条并不是立即凝固的，而需要经

过一定的时间，这取决于扩散条件和发生相变的诱导期。

在纤维表面形成固体皮层（点S）以

前，纤维能发生显著的纵向形变，特别是在凝固作用缓和的浴中。

Ⅳ为纤维固化区。

此区长度取决于丝条的运动速度和凝固剂的扩散速度。

到达D点时，

此区结束，扩散的前沿述到纤维中心，其凝固剂浓度等于临界过饱和浓废。

在此区内主要发

生纤维结构的形成过程或各向异性溶液结构的固定过程。

Ⅴ为已成形纤维导出区。

丝条在此区中运动时继续发生扩散过程，并部分地发生结构形

成过程。

为了便于比较，图6-2中（b）和（c）还表明了湿法和干法的纤维成形过程。

将这三种溶

液纺丝法加以分析比较可知，它们彼此有原则上的不同。

干湿法纺丝与湿法的主要不同在于

前者形成的纤维能在空气层中经受显著的喷丝头拉伸（Ⅱ区），而液流胀大区却没有很大的

形变，这就可以大大提高纺丝速度。

事实上干湿法纺丝时，液态丝条的拉伸是在Ⅱ区和部分

地在Ⅲ区进行的，拉伸区长度可达5～100mm，远远超过液流胀大区的长度。

在这样长的距

离内发生的液流的轴向形变，其速度梯度不大，实际上紧张的液流胀大区本身并不发生形变。

而与此相反，在湿法纺丝时[见图6-2（b）]，喷丝头拉伸在很短的区域内—B点与S点之间

发生，这样就导致产生很大的拉伸速度，且特别不利的是导致液流胀大区发生强烈的形变。

此时液流变细，不是象流动的液体动力学条件所预期的那样胀大2～4倍，而是胀大1.1~1.2

倍，这使粘弹性的液体受到过大的张力，并在较小的喷丝头拉伸下就发生断裂。

因而在湿法

纺丝时，要借增大喷丝头拉伸而提高纺丝速度是有限制的，而在干法纺丝时，根据流变因素

看来，成形条件接近于熔法纺丝，此时喷丝头拉伸可达20~30倍，纺丝速度可提高至600～

1200m/min。

湿法纺丝时，可借助于增大原液喷出速度而提高纺丝速度，此时，可操持喷丝

头拉伸值不大，但由于增大喷出速度会发生弹性湍流而破坏流动过程，故借以提高纺丝速度

的可能性显然是有限的。

例如，在纺丝速度达到150～200m/min时已变为非稳态流动，形

成螺旋形的液流，这会在纤维中形成疵点并妨碍成形过程的正常进行。

干湿法纺丝与千法纺丝[图6-2（c）]的不同在于前者除可能增大喷丝头拉伸而提高纺丝速

度外，还有可能比较有效地调节纤维的结构形成过程。

千法纺丝时，液流的凝固限于溶剂的

挥发速度，往往很慢，通常溶液并不分离成两相。

干湿法纺丝时，正在拉伸中的液流（纤维）

进入凝固浴，凝固动力学和相应的纤维的结构可借调节凝固浴组成和温度而在一宽广的范围内加以改变。

在这种清况下，高聚物溶液分离为两相：

一是固相，这是溶剂化的高聚物，另

一种是液相，这是凝固剂和溶剂的混合物。

这种分离表现为明显地分成两相的界面，它从