根據紡絲方法的不同,氨綸生產的工藝路線可分為溶液紡絲法、熔融紡絲法、化學反應紡絲法,其中溶液紡絲又根據凝固介質不同分為干法溶液紡絲和濕法溶液紡絲。目前,世界范圍內干法紡絲占全球氨綸生產的80%以上、濕法紡絲約占10%左右、其它兩種約占10%。而在我國至今沒有化學反應法。化學反應紡絲法因工藝復雜,紡絲速度低,生產成本高,設備投資大且存在二胺環(huán)境污染等問題,今后發(fā)展的可能性也不大。
1、干法溶液紡絲
干法紡絲以聚醚二醇與二異氰酸酯以1:2的摩爾比在一定的反應溫度及時間條件下形成預聚物,預聚物經溶劑混合溶解后,再加入二胺進行鏈增長反應,形成嵌段共聚物溶液,再經混合、過濾、脫泡等工序,制成性能均勻一致的紡絲原液。然后用計量泵定量均勻地壓入紡絲頭。在壓力的作用下,紡絲液從噴絲板毛細孔中被擠出形成絲條細流,并進入甬道。甬道中充有熱空氣,使絲條細流中的溶劑迅速揮發(fā),并被空氣帶走,絲條濃度不斷提高直至凝固,與此同時絲條細流被拉伸變細,最后被卷繞成一定的卷裝??杉彴本]絲的纖度范圍為1.1-246.4tex,紡絲速度200-600 m/min,有的可高達1000 m/min。
2、濕法溶液紡絲
濕法紡絲與干法類似,也形成嵌段共聚物溶液,通過計量泵壓入噴絲頭。從噴絲板毛細孔中壓出的原液細流進入凝固浴,原液細流中的溶劑向凝固浴擴散,聚合物的濃度不斷提高,在凝固浴中析出形成纖維,再經洗滌干燥后進行卷繞。紡絲速度一般為5-50 m/min,加工纖度0.55-44tex。 干法紡絲與濕法紡絲相比,紡絲聚合物濃度,粘度也高,能夠承受更大的噴絲板拉伸比,纖維比濕紡更細。同時干紡使用熱空氣作為凝固介質,與凝固浴相比在紡程上絲條流體力學阻力小,紡絲速度高,產量也更大。濕法紡絲由于生產成本高,已逐漸被淘汰。我國僅有的二套濕紡裝置都已停產。
3、熔法紡絲
熔法紡絲是將干燥后的熱塑性聚氨酯切片送入螺桿擠壓機,切片由于受熱而熔融,熔體以一定壓力被擠出并輸送到紡絲部位,然后用紡絲泵將熔體定量均勻地壓至紡絲組件。熔融細流從噴絲板小孔擠出,在甬道中冷卻而凝固成纖維。熔融紡絲只適用于易熔的和熔融溫度下穩(wěn)定性良好的聚氨酯嵌段共聚物,紡絲速度為200-800m/min。
熔紡生產流程短,投資少,不需溶劑回收,成本低。但熔紡氨綸技術仍不夠成熟,生產成本、產品品質受原料影響較大,而原料切片生產受制于人。同時由于紡絲工藝和紡絲原料的不同,干紡氨綸與熔紡氨綸在結構和性能上存在一定的差異,干紡氨綸性能優(yōu)良,而熔紡氨綸在生產過程中由于預聚體在加工溫度下不穩(wěn)定,在高溫的停留時間稍長時,會發(fā)生過量交聯(lián),生成凝膠,導致成品物理機械能也比干紡差,產品檔次低,應用范圍小。目前我國熔紡氨綸裝置規(guī)模都偏小,產能也低。