水溶性纖維PVA纖維制造方法

水溶性纖維即水溶性聚乙烯醇（PVA）是一種很有價(jià)值的功能性差別化纖維。在三十年代，最初被開發(fā)出來的聚乙烯醇（PVA）纖維，是利用它能溶于水這個(gè)特點(diǎn)，在德國試制成醫(yī)用手術(shù)用紗和外科縫合線。

水溶性PVA纖維不僅具有理想的水溶溫度、強(qiáng)度和伸度，有良好的耐酸、耐堿、耐干熱性能，而且溶于水后無味、無毒，水溶液呈無色透明狀，在較短的時(shí)間內(nèi)能自然分解，對環(huán)境不產(chǎn)生任何污染，是百分之百的綠色環(huán)保產(chǎn)品。此外，據(jù)最近的研究結(jié)果表明，PVA是大品種合成高分子中唯一有生物降解性的材料。正是利用PVA纖維所具有的能溶于水的獨(dú)特性能，不同性能的水溶性PVA纖維的開發(fā)及拓寬其應(yīng)用范圍的開發(fā)仍在不斷地進(jìn)行。

根據(jù)PVA纖維自身的親水性，經(jīng)特殊加工的PVA纖維具有其它纖維所沒有的水溶性。水溶性PVA纖維有長絲和短纖兩大類，目前國內(nèi)外制造水溶性纖維的方法如下：

1．濕法紡絲

將PVA水溶液噴入高濃度Na2SO4溶液中凝固，凝固了的纖維在濕熱條件下牽伸、干燥，再經(jīng)干熱牽伸，并加以熱處理而制得。此法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高、成本低，使用改性PVA，也有利于普通PVA在原液中改性。其缺點(diǎn)是工藝難度大，有Na2SO4進(jìn)入纖維表面，難以生產(chǎn)不含Na2SO4鹽而能溶于80℃以下水中的PVA纖維，且因凝固溶液中直接除去溶劑而使得纖維表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則缺陷，強(qiáng)度改善受到了限制。

將PVA水溶液噴入高濃度Na2SO4溶液中凝固，凝固了的纖維在濕熱條件下牽伸、干燥，再經(jīng)干熱牽伸，并加以熱處理而制得。此法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高、成本低，使用改性PVA，也有利于普通PVA在原液中改性。其缺點(diǎn)是工藝難度大，有Na2SO4進(jìn)入纖維表面，難以生產(chǎn)不含Na2SO4鹽而能溶于80℃以下水中的PVA纖維，且因凝固溶液中直接除去溶劑而使得纖維表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則缺陷，強(qiáng)度改善受到了限制。

我國多采用濕法紡絲工藝生產(chǎn)水溶性纖維，由于此法工藝難度大，目前也只生產(chǎn)出水溶溫度在70℃～90℃的水溶性纖維，其它的物理性能有待進(jìn)一步提高。如上海石化維綸廠已研制開發(fā)出水溶溫度為70±5℃的水溶性PVA；四川維綸廠也生產(chǎn)出水溶溫度為80±5℃的水溶性PVA。

2．干法紡絲

將高濃度的PVA纖維溶液噴入熱空氣中，使溶劑蒸發(fā)而凝固成絲，再經(jīng)干熱牽伸、熱處理而得到。此法的優(yōu)點(diǎn)是紡絲工藝簡單，宜于生產(chǎn)多品種的水溶性長絲，特別適宜生產(chǎn)常溫水溶性纖維。然而此法有纖維絲束纖度低、產(chǎn)量低、成本高等不足。

3．熔融、半熔融紡絲

加一定量的水使PVA增塑，而后在不很高的溫度（120℃～150℃）下使其成為半熔化狀態(tài)，以很大的壓力從噴絲頭中壓出，接著在空氣中冷卻凝固。這種方法可用于紡制單絲或復(fù)絲，但至今未見在工業(yè)生產(chǎn)上有很大規(guī)模的應(yīng)用。

4．硼酸凝膠紡絲

已添加了硼酸的PVA凝膠液，被擠入NaOH和Na2SO4溶液中進(jìn)行成型、交聯(lián)。交聯(lián)的纖維在濕熱條件下經(jīng)牽伸，中和、水洗、干燥、干熱牽伸、熱處理而制得。這種纖維的交聯(lián)可使水溶性PVA纖維在中等濕度的大氣中具有較好的穩(wěn)定性，而在水中將很快發(fā)生水解而脫開，因此對其水溶性不發(fā)生影響。

5．冷凍膠紡絲

日本可樂麗公司最新開發(fā)的新型冷凍膠絲方法是用溶解性能相當(dāng)好的有機(jī)溶劑溶解PVA作為紡絲原液，從噴絲孔擠入有機(jī)溶劑的凝固液中，迅速冷卻成凝膠狀，使得原液細(xì)流在溶劑被除去之前即形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，凝固后的纖維具有均一的圓形截面結(jié)構(gòu)。這種方法可得到低醇解度、高強(qiáng)力、低收縮、不易發(fā)生膠粘的PVA纖維。

該方法的特點(diǎn)是在整個(gè)流程中無水存在，所用溶劑及凝固劑等都是有機(jī)溶劑，且溶劑具有較寬的高聚物溶解能力，故同一生產(chǎn)工藝可生產(chǎn)不同種類的高聚物纖維。整個(gè)工藝流程是在一個(gè)封閉系統(tǒng)中完成的，在此體系中溶液被完全回收循環(huán)利用，無廢液排出，不污染環(huán)境?？蓸符惞疽咽褂么朔ǔ晒Φ厣a(chǎn)了新型水溶性PVA纖維K－Ⅱ，其水溶溫度在0～100℃，同時(shí)還具有可生物降解性、耐堿性、耐壓耐熱性、高強(qiáng)度、低收縮性、高阻燃性和易于原纖化等性能。