水溶性聚乙烯醇纖維是一種功能性差別化纖維,具有理想的水溶溫度、強度和伸度,以及良好的耐酸、耐堿、耐干熱性能。這種纖維溶于水后無味、無毒,水溶液呈無色透明狀,并能在短時間內自然分解,不會對環境造成污染。它是優良的綠色環保產品。
歷史沿革
水溶性聚乙烯醇纖維的歷史可以追溯到20世紀30年代,當時在德國首次將其用于制造醫用手術用紗和外科縫合線。在第二次世界大戰期間,美國利用這種纖維制作敷設水雷用的降落傘。到了20世紀50年代末,日本的水溶性纖維產量已經占據了聚乙烯醇纖維總產量的20%,并在該領域的發展中一直處于領先地位。日本可樂麗公司在1996年實現了無需用水、無污染的方法生產水溶性聚乙烯醇纖維。
制備方法
濕法紡絲
濕法紡絲是以水為溶劑,芒硝溶液為凝固浴的一種制備方法。通過選擇適當的聚合度和醇解度的聚乙烯醇,并在適宜的工藝條件下進行紡絲,可以獲得水溶溫度較高的水溶性纖維。這種方法的優點在于產量高、成本低,但工藝難度較大,難以生產不含硫酸鈉且能溶于80℃以下水中的聚乙烯醇纖維。中國通常采用濕法紡絲工藝生產水溶溫度在70~90℃的水溶性聚乙烯醇纖維。此外,還有使用有機溶劑進行濕法紡絲的專利技術,能夠制得低于45℃的水溶性聚乙烯醇纖維。
干法紡絲
干法紡絲是將高濃度的聚乙烯醇溶液噴射至熱空氣中,使溶劑蒸發并凝固成絲,然后經過干熱牽伸、熱處理等步驟獲得水溶性聚乙烯醇纖維。這種方法的優點是工藝簡單,適合生產多種類型的水溶性聚乙烯醇長絲,尤其是常溫水溶性聚乙烯醇纖維。然而,由于產量低、成本高,這種方法并不常見。
半熔融紡絲
半熔融紡絲是通過向聚乙烯醇中加入適量的水使其增塑,然后在120~150℃下使其達到半熔化狀態,隨后以高壓從噴絲頭中擠壓出來,在空氣中冷卻凝固。這種方法曾經被用來制得30℃水溶性的聚乙烯醇纖維。
硼酸凝膠紡絲
硼酸凝膠紡絲是將添加了硼酸的聚乙烯醇凝膠液細流,在氫氧化鈉和硫酸鈉凝固浴中進行成形、交聯。交聯后的纖維在濕熱條件下經過一系列處理,包括拉伸、中和水洗、干燥、干熱拉伸、熱處理等,最終制得水溶性聚乙烯醇纖維。纖維中的交聯使得其在中等濕度的大氣中有較好的穩定性,但在水中會快速水解并脫離,不影響其水溶性。
凍膠紡絲
日本可樂麗公司開發了一種新型的凍膠紡絲方法,該方法使用溶解性能良好的有機溶劑溶解聚乙烯醇作為紡絲原液,從噴絲孔擠出的細流在含有有機溶劑的凝固液中迅速冷卻成凝膠狀,從而形成穩定的結構。這種方法可以在沒有水存在的條件下進行,并且在整個過程中實現溶液的完全回收循環利用,無廢液排出,不污染環境。可樂麗公司已經成功地使用這種方法生產了新型水溶性聚乙烯醇纖維K-II,其水溶溫度范圍在0~100℃。
應用
水溶性聚乙烯醇纖維廣泛應用于紡織工業。它可以作為中間纖維與其他纖維混紡,制得高支、輕薄的高檔純毛面料和高檔麻織品。在織物經紗上漿方面,水溶性聚乙烯醇纖維表現出優異的均勻性和穩定性。此外,它還可用于織造無緯毛毯,并在服裝行業的繡花基布中發揮重要作用。
參考資料 >
水溶性聚乙烯醇纖維.百度學術搜索.2024-11-04
水溶性聚乙烯醇纖維.豆丁網.2024-11-04
水溶性聚乙烯醇纖維生產及應用.百度學術搜索.2024-11-04