間位芳綸高剪切沉析機

沉析纖維是聚合物同業在高速高剪切的凝固浴中瞬間形成的，時間大約為10-5秒，因此沉析纖維形成過程中各影響因素的控制對其性能具有重要的影響。析纖維沉析纖維采用間苯二甲酰氯和間苯二胺作為聚合單體，在二甲基乙酰胺體系中聚合制備不同分子量間位芳綸；使用三乙醇胺脫去反應過程中產生的氯化氫，生成的三乙醇胺鹽酸鹽析出，經過濾后得到間位芳綸溶液；以DMAc/H2O混合溶液作為芳綸沉析纖維的凝固浴；待轉速穩定后，用注射器提取過濾去泡后的間位芳綸溶液，注入速率將芳綸溶液沿缸體中部注入高剪切凝固浴中，一次加芳綸溶液體積與缸內凝固浴體積比為1：20～1：100；沉析纖維在間位芳綸溶液注入凝固浴的瞬間形成。

沉析纖維的尺寸及應用
沉析纖維利用鹽酸溶液制備得到的殼聚糖溶液所制備的殼聚糖微元沉析纖維的尺寸比較穩定，潮濕條件下直徑范圍在1~3μm之間，長度為100~300μm，該沉析纖維尺寸適用于制造衛生用非織造布。沉析纖維成形過程中，首先可將聚合物溶液看作一種具有一定粘彈性的非牛頓流體，其在高速剪切的凝固浴中被液體的剪切力迅速拉伸變形。在聚合物溶液被拉伸變形的同時，凝固劑則透過凝固浴與聚合物溶液的界面滲入其內部，隨著聚合物溶液內部凝固劑濃度的升高，聚合物溶液由液態逐漸向固態轉變。聚合物溶液被拉伸變形、凝固劑向溶液內部滲透和聚合物溶液由液態逐漸向固態轉變同時發生，直至達到一臨界值 ―― 高速剪切凝固浴的剪切力不能再使逐漸凝固的聚合物液滴產生形變為止，即形成沉析纖維。
在沉析纖維的制備過程中，聚合物溶液性質（濃度、黏度、溫度、離子含量等）、凝固浴性質（溶劑與凝固劑配比、凝固浴溫度、離子濃度等）和剪切速率（大于12 s-1）是影響沉析纖維形成及其性能的主要因素。

沉析纖維的應用：芳綸紙及其復合材料、生物材料方面

目前，國內外對沉析纖維的研究大多集中在制備工藝的選擇和優化以及對沉析纖維形貌、尺寸的觀察方面，而對制備過程中各因素與沉析纖維的形貌、尺寸、性能之間的關系尚未能進行深入系統的研究，特別是對沉析纖維形成機理的研究極少。因此，未來研究重點將集中于以下幾方面
（1）沉析纖維在高速剪切凝固浴中形成，因此穩定剪切速率是制備尺寸和性能穩定良好沉析纖維的主要因素，故可對產生高速剪切的設備進行優化設計；
（2）金屬離子不僅對沉析纖維成形過程具有重要影響，其殘留含量對沉析纖維及芳綸紙和復合材料的電絕緣等性能具有關鍵影響，可從聚合入手，選擇可替代金屬鹽的中和劑；
（3）當前制備沉析纖維大多是在室溫條件下，而通過調節環境溫度可實現對聚合物溶液黏度、凝固浴擴散系數等沉析纖維形成過程中主要性能影響因素的調控。

漿粕的分散制備：

按照一定配比，將DMAC與水混合倒入一入口罐中，取配比量芳綸原液倒入另一入口罐中，通過計量泵控制兩罐中液體的入料比例。啟動間位芳綸高剪切沉析機，并調節轉速至工作轉速，同時打開兩處計量泵，開始進行纖維化反應，后經硬化的纖維經過分散盤時被細化至漿粕要求的尺寸大小，及制得所需凱芙拉漿粕

通過沉析法制備芳綸1313沉析纖維，采用纖維長度測試、TGA、XRD和SEM等測試方法對沉析纖維的形貌結構和性能進行表征，用脫水時間表征芳綸1313沉析纖維與短切纖維在抄紙過程中的脫水性能，并對紙張的力學性能及電絕緣性能進行研究。

?芳綸沉析纖維的制備及性能：芳綸沉析纖維是將芳綸溶液加入凝固浴體系中高速剪切形成的，隨著聚合物溶液濃度、凝固浴性質及剪切速率的改變，沉析纖維的厚度、長度、粘結性能、保水率等性能將發生改變。研究發現，芳綸沉析纖維具有良好的粘合和抱合性能，添加到芳綸紙或復合材料中可提高紙張及復合材料的強度和撕裂性能，另外還能夠改善電絕緣性、化學穩定性和耐輻射性等。

?1.試驗原料 N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、無水 CaCl2，分析純，芳綸1313沉析纖維通過沉析法自制，芳綸1313樹脂和凝固液自制。

?2.樣品制備 沉析纖維制備：采用贊歆機械連續式1313間位芳綸沉析機，以 DMAC和水的混合液作為凝固液，將一定濃度的芳綸1313樹脂和凝固液以特定配比同時泵送到設備中，芳綸1313聚合物在轉子的超高速剪切作用下形成沉析纖維，隨后經過清水漂洗，抽濾 3～5 次得到沉析纖維樣品。

?影響沉析纖維性能的因素：

?1.原液稀釋濃度

?2.剪切速率

?3.凝固液組分

?4.采用不同比濃對數黏度的樹脂

?最終結論：

?隨著芳綸 1313樹脂分子量的提高，制備出的沉析纖維長度增加。漿液性質是影響沉析纖維形貌結構的重要因素，具體表現為兩方 面：①漿液的表觀黏度；②漿液中的聚合物分子量。 漿液黏度和聚合物分子量控制著漿液在凝固液中 的分散細化過程。隨著聚合物分子量增加，芳綸 1313樹脂分子鏈之間的作用力增強，同樣濃度的聚 合物溶液，其表觀黏度更大，這個雙重作用使聚合物在凝固液中擴散時遇到的阻力增大［11］ ，故形成沉 析纖維時，其長度更長。而要得到不同長度的沉析 纖維，需要綜合調節凝固液的組分、配比、剪切速度、溫度和原液濃度等。

?間位芳綸高剪切沉析機裝備了一個特別設計的螺桿轉子,混合頭,分散頭， 如上圖所示垂直物料口進凝固液，側面物料口進芳綸原液。工作原理為利用特殊螺桿轉子的高速旋轉產生吸料，并將高模量液晶態的原液連續均勻地導入快速流動的沉析劑中，經剪切腔混合反應后被瞬間剪切分散，沉析出羽絨狀的短纖維，由于混合液與原液在混合前是互相不接觸的,只有在混合前的瞬間,原液被彌散狀導入混合液之中,所以沉析出來的纖維更細，比表面積大，均勻度高。芳綸沉析設備是一個在線式連續工作的過程，可以省去罐和其他一些輔助設備，這樣就節省了成本和操作上的花費。在生產過程中，GLC 具有很大的靈活性，同時也允許較高的物料密度。