國外化纖試驗設備的新進展——濕法紡絲試驗線

      聚合物及其纖維新産品進入市場前大體上會經曆基礎研究、實驗室、商業化試驗、規模生産及示範工廠建設等幾個階段。其中，商業化試驗階段最為重要，而試驗設備是新産品實現商業化并快速進入市場的關鍵環節。

　　化學纖維試驗設備主要包括熔法、濕法和幹法成形設備。随着聚合物及其纖維技術的進步，也會伴有新的研究試驗設備出現。本文将針對濕法紡絲研究設備及碳纖維原絲試驗平台進行簡要介紹。

　　在2017年法國複合材料展(JEC World)的研讨會上，意大利MAE公司展示了新型濕法研究設備系列，即微型、多用途濕法成形試驗裝置。MAE微型研究設備可用于碳纖維原絲制備，其良好的工藝彈性亦适用粘膠纖維、芳香族聚酰胺纖維、空芯再生纖維素纖維以及特種聚合物材料的成形研究。

　　MAE微型研究試驗設備尺寸為19m×3m×2.5m(長×寬×高)，其物料的投放效率為0.5kg/h，原液的制備能力為10L/批。基于MAE微型研究設備模塊化的設計理念，該試驗線的基本結構單元極易移動，可在數小時内依據用戶需求而重組為新的試驗鍊。如使用14組羅拉和3個水浴槽的組合，就可以實現3種不同的水洗工藝過程，即：(1)二段水洗/水浴牽伸；(2)高速水洗/水浴牽伸；(3)預牽伸/水洗/牽伸工藝。

　　MAE微型研究設備的通用性好，可以選擇使用多種溶劑系統，如DMSO/DMAc/DMF，無機溶劑包括NaSCN/ZnCl2/硝酸/碳酸乙二酯和新型離子液等。其濕法紡絲裝置可以配置2種成形方式，即濕紡工藝和幹噴-濕法紡絲工藝。

　　美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)是一家專注于高性能材料研究的極具聲譽的實驗室，其配置了精密的碳纖維與複合材料研究設備、低成本碳纖維研究設備以及聚烯烴、木素等新原絲試驗設備等。ORNL實驗室在先進複合材料開發方面居業界前沿，向人們展示了試驗設備在高性能材料研究開發中的價值。

　　美國Hills(希爾)公司提供給ORNL的新型碳纖維裝備可用于均聚物加工和雙組分長絲紗試驗任務。該系列研究設備的聚合物加工溫度高達450℃，可用作聚烯烴、瀝青基和可再生資源木素原料的加工。同時，新試驗設備可轉換功能，即承接熔融法加工PAN、三組分纖維成形以及紡熔非織造布批量産品試驗，為開發低成本碳纖維(LCCF)及輕量化複合材料提供了一個多功能的試驗平台。