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熔融法纺丝技术在制备低温水溶性聚乙烯醇纤维中的应用
熔融法纺丝技术在制备低温水溶性聚乙烯醇纤维中的应用
摘要：
低温水溶性聚乙烯醇纤维（PVA）是一种良好的功能材料，被广泛应用于医疗保健、纺织、生物医药、环保等领域。然而，传统的PVA纤维生产方法中，需要使用大量的水溶性助剂和高温加热，带来了环境和安全等问题。熔融法纺丝技术是一种无溶液、低温、无污染的生产方法，近年来被广泛应用于制备低温水溶性PVA纤维中。本文将介绍熔融法纺丝技术在制备低温水溶性PVA纤维中的应用，包括制备方法、工艺参数的优化以及纤维的性能研究。
关键词：熔融法纺丝技术；低温水溶性聚乙烯醇纤维；制备方法；优化；性能研究
一、介绍
低温水溶性聚乙烯醇纤维是一种优良的材料，具有良好的降解性、生物相容性、抗静电性等特点，因此广泛应用于医疗保健、纺织、生物医药、环保等领域。但是传统的PVA纤维生产方法需要使用大量的水溶性助剂和高温加热，带来了环境和安全等问题。因此，开发一种绿色环保的低温水溶性PVA纤维制备方法显得尤为重要。
熔融法纺丝技术是一种无溶液、低温、无污染的生产方法，近年来被广泛应用于制备低温水溶性PVA纤维中。在此方法中，PVA是通过加热到熔点，然后抽出纤维，热固化成纤维的。PVA的熔点一般为180°C~200°C，因此相比传统的水溶液纺丝技术，熔融法纺丝技术需要的温度更低，能够减少对PVA的降解，同时也没有了液相中的助剂带来的问题。
二、制备方法
熔融法纺丝技术主要分为两种方法：单融法（singlemelting）和双融法（doublemelting）。单融法是将PVA在单层透气性网板中加热熔化，在下面的机械卷筒上形成纤维。双融法是将相互交叠的两层PVA透气性网板加热熔化，形成的纤维热固化后撕开两层，得到两根纤维。
具体来讲，制备低温水溶性PVA纤维需要以下步骤：
1.PVA的选择：PVA的粘度和结晶度共同决定了纤维的物理性质和生物相容性。因此，需要选择合适的PVA品种。
2.PVA的加热：PVA在熔融法纺丝技术中需要加热到熔点以上，使其熔化为液体。
3.压延和拉伸：将液态PVA在压延机上压缩，成为一定宽度的存储区域。然后，PVA被送入一组辊子，拉伸并挤出一个小孔。
4.热固化：熔融状态下的PVA纤维需要热固化，以保持纤维形态和力学性能。
5.清洗：将纤维用冷水清洗，去除表面杂质并冷却固定。
6.干燥和包装：将纤维晾干后可以进行包装或处理。
三、工艺参数的优化
由于熔融法纺丝技术在方法的操作性能和理论基础方面的限制，需要设定合适的工艺参数保证纤维的物理性能和生物相容性。影响PVA纤维形成的参数主要有熔融温度、气流速度、融化时间、加工齿轮的旋转速度、直径、孔数和气流速度等。
熔融温度是制备低温水溶性PVA纤维中最重要的参数之一。如果温度过高，会使PVA的降解过程加速，而温度过低则会影响PVA的熔融和纤维的拉伸性能。因此，需要在温度范围内寻找合适的熔融温度。孔的直径和数量是纤维的形态的关键参数，过大的直径和不足的孔数会影响纤维的断裂性能。气流速度也是影响纤维的物理性能和表面形态的因素。过高的气流速度会使纤维断裂，过低则会影响纤维的拉伸性能。
四、纤维的性能研究
低温水溶性PVA纤维在医疗保健、纺织、生物医药、环保等领域有着广泛的应用前景，因此研究其性能十分重要。研究表明，熔融法制备的低温水溶性PVA纤维具有较好的物理性能和生物相容性。但是，处理过程中需要注意纤维的尺寸和热稳定性等问题。
PVA的物理性能包括机械性能、热和光学性质。熔融法制备的低温水溶性PVA纤维在拉伸强度、断裂伸长率等方面都有较好的性能，且具有较好的热稳定性和光学性能。同时，低温水溶性PVA纤维的生物相容性很好，已被广泛应用于生物医药领域，例如制作人工韧带、填充物等。
五、结论
熔融法纺丝技术是一种无溶液、低温、无污染的制备低温水溶性PVA纤维的方法，具有广泛的应用前景。通过优化工艺参数和研究低温水溶性PVA纤维的性能，可以进一步提高纤维的物理性能和生物相容性。虽然熔融法纺丝技术在操作性能和理论基础方面有一定的限制，但是随着技术的进步和发展，熔融法制备低温水溶性聚乙烯醇纤维的一系列问题将得到进一步解决。