【正文】 烯醇，并用其水溶液經(jīng)干法紡絲制成纖維。 我國第一個維尼綸廠建成于1964年，隨后又興建了一批年產(chǎn)萬噸的維尼綸廠。另外裝飾用、產(chǎn)業(yè)用纖維和功能性纖維的比例也在逐步增大。 ％～％，在幾大合成纖維品種中名列前茅。另外，聚乙烯醇纖維的耐熱水性較差，在濕態(tài)下溫度超過110～115℃就會發(fā)生明顯的收縮和變形。另外，也可與其它纖維混紡或純紡，織造各類機織或針織物。其主要用途如下。（3）繩纜 聚乙烯醇纖維繩纜質(zhì)輕、耐磨、不易扭結(jié)，具有良好的抗沖擊強度、耐氣候性并耐海水腐蝕，在水產(chǎn)車輛、船舶運輸?shù)确矫嬗休^多應(yīng)用。 目前醋酸乙烯的合成主要有乙炔法和乙烯法。碳化鈣與水作用生成乙炔。(2)乙烯法：乙烯法則以乙烯和醋酸為原料，以鈀金為催化劑，醋酸鉀或醋酸鈉為助催化劑，活性氧化鋁或硅膠為載體，在100℃以上，加壓下反應(yīng)制得醋酸乙烯。但近年由于石油危機的不斷出現(xiàn)，原油價格不斷上漲，人們又重新評價電石乙炔法在化學工業(yè)中的地位。在引發(fā)劑作用下，醋酸乙烯能在較緩和的條件下發(fā)生聚合。精制的醋酸乙烯(VAC)和甲醇按一定配比經(jīng)計量泵和換熱器進入第一聚合釜，同時加入一定量的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)甲醇溶液。2. 聚乙烯醇的制備1. 物理性質(zhì) 聚乙烯醇（PVA）～／cm3，～。聚乙烯醇的玻璃化溫度約80℃。2．化學性質(zhì) 聚乙烯醇主鏈大分子上有大量仲羥基，在化學性質(zhì)方面有許多與纖維素相似之處。醚化反應(yīng)后，聚乙烯醇分子間作用力有所減弱，制品的強度、軟化點和親水性等都有所降低。因此，可以利用氫氧化鈉水溶液作為聚乙烯醇紡絲的凝固劑。當進行非均相反應(yīng)時，在控制適當?shù)臈l件下，由于縮醛化基團分布不均勻，并主要發(fā)生在非晶區(qū)，故對生成物的力學性能影響不大，而耐熱性還有所提高。據(jù)推測，其時所發(fā)生的反應(yīng)歷程如圖22所示。其時堿性(OH—)對于上述反應(yīng)是一個明顯的促進因素。 聚乙烯醇的制備[ H2C─CH ] n + CH3OH [ H2C─CH ] n + n CH3COOCH3| |OCOCH3 OH[ H2C─CH ] n + nNaOH —→ [ H2C─CH ] n + n CH3COONa| |OCOCH3 OH目前生產(chǎn)成纖用聚乙烯醇都是將聚醋酸乙烯在甲醇或氫氧化鈉作用下進行醇解反應(yīng)而得。氫氧化鈉是以水溶液的形式加入的，所以此法也稱濕法醇解。醇解后，生成塊狀的聚乙烯醇，再經(jīng)粉碎和擠壓，使聚乙烯醇與醇解殘液分離。％～％以下，因此也將此法稱為干法醇解。其工藝與高堿醇解法相似。圖24 低堿醇解法工藝流程示意圖1－堿液調(diào)配槽 2－樹脂中間槽 3，4－泵 5－混合機 6－皮帶醇解機 7，8－粉碎機 9－洗滌釜 10－中間槽 11－蒸發(fā)機 12－連續(xù)式固－液分離機 13－干燥機3. 聚乙烯醇纖維的制備 紡絲原液的制備目前大規(guī)模生產(chǎn)中都以水為溶劑配制聚乙烯醇（PVA）紡絲原液，其工藝流程如下：PVA →水洗 →脫水→精PVA →溶解 →混合 →過濾 →脫泡 →紡絲原液 水洗和脫水 水洗的目的是降低聚乙烯醇物料中醋酸鈉含量，％～％，否則將使纖維在熱處理時發(fā)生堿性著色。如在長網(wǎng)式水洗機上主要依靠調(diào)節(jié)洗滌水的溫度以控制洗滌后的聚乙烯醇中的醋酸鈉含量；在網(wǎng)槽結(jié)合式水洗機上則以調(diào)節(jié)洗滌水用量為主，水洗溫度一般不超過30～40℃，耗水量約為10t／t(PVA)。 通常精聚乙烯醇的含水率控制在60％～65％之間，相應(yīng)壓榨率約為70％。中間段為噴淋式水洗，被鋪在不銹鋼長網(wǎng)上的聚乙烯醇隨長網(wǎng)移動，洗滌水從上部淋下，透過聚乙烯醇鋪層后流入下部接受槽。濕法紡絲用的聚乙烯醇水溶液濃度為14％～18％；干法紡絲用的原液濃度則為30％～40％。溶液濃度越大，溶解所需時間越長?；旌弦话阍谝粋€大容量的設(shè)備中進行；過濾多采用板框式壓濾機；脫泡目前仍以靜止式間歇脫泡為主，如采用高效連續(xù)脫泡，則必須在飽和蒸汽的保護下進行，以防表層液面蒸發(fā)過快而結(jié)皮。 (1) 凝固浴組成：聚乙烯醇濕法紡絲用的凝固浴液有無機鹽水溶液、氫氧化鈉水溶液以及某些有機溶液等。表72是某些無機鹽對聚乙烯醇水溶液的凝固能力。 以硫酸鈉水溶液為凝固劑所得聚乙烯醇纖維的截面呈彎曲的扁平狀。在細流中水分不斷向外擴散的同時，凝固浴中的硫酸鈉也透過皮層進入細流內(nèi)部，即發(fā)生雙擴散現(xiàn)象。 目前生產(chǎn)普通用途的聚乙烯醇纖維主要采用硫酸鈉水溶液為凝固劑，氫氧化鈉等低凝固能力的凝固劑僅用于生產(chǎn)某些特殊用途的聚乙烯醇纖維。當凝固浴溫度為45℃時，浴中硫酸鈉含量為400～420g／L，相應(yīng)的飽和濃度為430g／L。過高或過低都容易使纖維在后加工中著色。凝固浴中硫酸鋅含量一般控制在10g／L以下。這一轉(zhuǎn)折溫度約為48℃，所以實際生產(chǎn)中，凝固浴溫度?？刂圃?3～45℃。當噴絲頭孔數(shù)很多時(如3萬孔以上)，浸長還應(yīng)再長些。以硫酸鈉水溶液為凝固浴的聚乙烯醇濕法紡絲，凝固浴濃度的允許落差一般在10～12g／L，相應(yīng)的浴液流速為5m／min以下。在以硫酸鈉水溶液為凝固浴的聚乙烯醇濕法紡絲中，噴絲頭拉伸為－10％~－30％。這些就是凝固浴回收的任務(wù)。全機有六個紡絲位，分布在紡絲機兩側(cè)。 聚乙烯醇干法紡絲中，原液濃度一般為30％～40％。但隨著添加量的增加，原液穩(wěn)定性和可紡性變差。但對某些專用纖維則可省去縮醛化工序，如簾子線、水溶性纖維等。 (1) 導桿拉伸：離浴的絲條在導絲桿和第一導絲盤之間完成的拉伸。導盤拉伸主要是為下一步進行較高溫度下的濕熱拉伸作準備，一般在室溫空氣介質(zhì)中進行，拉伸率在130％～160％左右。 (4) 干熱拉伸：濕法紡絲纖維的干熱拉伸在210～230℃下進行；干法紡絲纖維則在180～230℃下進行。如衣用纖維，干熱拉伸6～8倍；工業(yè)用纖維，則可拉伸至8～12倍。如表22所示。短纖維的干熱處理時間較長，約為6～7min，溫度以215～225℃為宜。為了改進纖維的耐熱水性，需要進行縮醛化處理。除彈性、染色性能較差外，其它性能指標與未經(jīng)縮醛化處理的纖維接近。 (2) 縮醛化過程的主要參數(shù)：聚乙烯醇纖維生產(chǎn)中，一般常用甲醛為縮醛化劑、硫酸為催化劑，硫酸鈉為阻溶脹劑，配成一定濃度的水溶液噴淋在短纖維上，或使長絲束反復通過縮醛化浴進行反應(yīng)。2H2SO4 /gL170177?？s醛化時間的長短因生產(chǎn)形式而異，如噴淋式的縮醛化時間為20～30min，浸沒式為10～12min。早在20世紀30年代，最初被開發(fā)出來的聚乙烯醇纖維，就是利用它能溶于水這個特點，在德國試制成醫(yī)用手術(shù)用紗和外科縫合線。我國從20世紀70年代末開始了水溶性纖維的研制工作，北京維尼綸廠和上海石化公司維綸廠成功開發(fā)了70℃左右水溶性聚乙烯醇纖維，并已形成規(guī)模生產(chǎn)，現(xiàn)已有溶解溫度為40～90℃的各種水溶性聚乙烯醇纖維品種供應(yīng)國內(nèi)外市場。所以，采用低聚合度的聚乙烯醇進行紡絲，可得到水溶溫度較低的纖維。殘余乙酰基將妨礙大分子的緊密排列，使結(jié)晶性變差，水溶溫度降低。 水溶性纖維的制備方法 1. 濕法紡絲 濕法紡絲以水為溶劑，芒硝溶液為凝固浴，選擇合適的聚合度和醇解度的聚乙烯醇，以適宜的工藝條件，可制得水溶溫度較高的水溶性纖維。專利中介紹使用聚合度為1700、醇解度為95％的聚乙烯醇，溶劑為DMSO，在質(zhì)量比為75／25的甲醇／DMSO的混合物中凝固成形，可制得低于45℃的水溶性聚乙烯醇纖維。 3. 干濕法紡絲　干濕法紡絲將紡絲液細流出噴絲孔后，先通過空氣層，這樣就能大大提高噴絲頭拉伸，因而紡絲速度可比一般濕法紡絲高510倍，大大提高了生產(chǎn)效率。5. 硼酸凝膠紡絲 　　　　將添加了硼酸的聚乙烯醇凝膠液細流，在NaOH和Na2SO4凝固浴中進行成型、交聯(lián)。這種方法可得到低醇解度、高強力、低收縮、不易發(fā)生粘連的聚乙烯醇纖維。2. 高強度聚乙烯醇纖維自1984年公布了第一篇有關(guān)通過凝膠紡絲制備高性能聚乙烯醇纖維的專利以來，已有不少研究成果相繼發(fā)表。因此如何解決這一問題是制備高性能聚乙烯醇纖維的關(guān)鍵技術(shù)之一。濕法加硼紡絲方法是制備高強度聚乙烯醇纖維較早采用的工藝技術(shù)，最早由日本倉敷人造絲公司于20世紀60年代末提出。例如，以堿性鹽溶液為凝固劑濕法成形，硼酸交聯(lián)，經(jīng)中和、水洗、拉伸及熱處理，最后可制成強度約13cN/dtex、耐120℃熱水的高強度聚乙烯醇纖維。1997年日本可樂麗公司開始試銷商品名為“KuralonⅡ”的高強度聚乙烯醇纖維，其強度約15cN／dtex()，預計目前該纖維品種的產(chǎn)量已達20000噸/年。(a) (b)圖32 聚乙烯醇纖維橫截面光學顯微鏡圖(a) 常規(guī)聚乙烯醇纖維；(b) KuralonⅡ國內(nèi)在聚乙烯醇纖維紡絲方法等方面也開展了一些有意義的研究工作，如東華大學與上海石化股份公司合作進行的高強高模聚乙烯醇凝膠紡絲研究、四川大學與中國石化集團公司開展的PVAc醇解直接紡絲工藝研究、北京服裝學院的濕法交聯(lián)紡絲工藝研究等都取得了較大進展。 高強度聚乙烯醇纖維的應(yīng)用及發(fā)展前景高強度聚乙烯醇纖維有良好的親水性、粘結(jié)性、抗沖擊性以及加工過程中易于分散等特性，所以作為增強材料在水泥、石棉板材、陶瓷建材及聚合物基復合材料等方面已有廣泛應(yīng)用。盡管高強度聚乙烯醇纖維的抗張強度和模量尚不如Kevlar、UHMWPE纖維等，但其斷裂比功大、粘接性好，價格低廉等，在防護復合材料方面有可能部分替代價格較高的Kevlar纖維等。 感謝我的論文指導老師辛艷萍老師，感謝辛老師百忙之中抽出時間對我論文的悉心指導，使我順利完成論文。25。還要感謝那些也許只是我生命中匆匆的過客，他們對我的支持和幫助依然在我的記憶中留下深刻印象。參考文獻[1] 肖長發(fā)等．化學纖維概論，北京，中國紡織