国外化纤试验设备的新进展——湿法纺丝试验线

      聚合物及其纤维新产品进入市场前大体上会经历基础研究、实验室、商业化试验、规模生产及示范工厂建设等几个阶段。其中，商业化试验阶段最为重要，而试验设备是新产品实现商业化并快速进入市场的关键环节。

　　化学纤维试验设备主要包括熔法、湿法和干法成形设备。随着聚合物及其纤维技术的进步，也会伴有新的研究试验设备出现。本文将针对湿法纺丝研究设备及碳纤维原丝试验平台进行简要介绍。

　　在2017年法国复合材料展(JEC World)的研讨会上，意大利MAE公司展示了新型湿法研究设备系列，即微型、多用途湿法成形试验装置。MAE微型研究设备可用于碳纤维原丝制备，其良好的工艺弹性亦适用粘胶纤维、芳香族聚酰胺纤维、空芯再生纤维素纤维以及特种聚合物材料的成形研究。

　　MAE微型研究试验设备尺寸为19m×3m×2.5m(长×宽×高)，其物料的投放效率为0.5kg/h，原液的制备能力为10L/批。基于MAE微型研究设备模块化的设计理念，该试验线的基本结构单元极易移动，可在数小时内依据用户需求而重组为新的试验链。如使用14组罗拉和3个水浴槽的组合，就可以实现3种不同的水洗工艺过程，即：(1)二段水洗/水浴牵伸；(2)高速水洗/水浴牵伸；(3)预牵伸/水洗/牵伸工艺。

　　MAE微型研究设备的通用性好，可以选择使用多种溶剂系统，如DMSO/DMAc/DMF，无机溶剂包括NaSCN/ZnCl2/硝酸/碳酸乙二酯和新型离子液等。其湿法纺丝装置可以配置2种成形方式，即湿纺工艺和干喷-湿法纺丝工艺。

　　美国橡树岭国家实验室(ORNL)是一家专注于高性能材料研究的极具声誉的实验室，其配置了精密的碳纤维与复合材料研究设备、低成本碳纤维研究设备以及聚烯烃、木素等新原丝试验设备等。ORNL实验室在先进复合材料开发方面居业界前沿，向人们展示了试验设备在高性能材料研究开发中的价值。

　　美国Hills(希尔)公司提供给ORNL的新型碳纤维装备可用于均聚物加工和双组分长丝纱试验任务。该系列研究设备的聚合物加工温度高达450℃，可用作聚烯烃、沥青基和可再生资源木素原料的加工。同时，新试验设备可转换功能，即承接熔融法加工PAN、三组分纤维成形以及纺熔非织造布批量产品试验，为开发低成本碳纤维(LCCF)及轻量化复合材料提供了一个多功能的试验平台。