醋酸纤维干法纺丝过程如图5-6所示，具有一定黏度和浓度的纺丝浆液根据产品要求，由计量泵定量送入烛形过滤器，纺丝浆液在烛形过滤器内进一步滤除杂质，提高浆液质量。然后经过预热器加热，由喷丝头挤出进入纺丝甬道。当丝股通过甬道时，丝股中的丙酮在热空气的作用下快速挥发，丝股固化成型后收集成束，进入后处理工序。热空气根据产品不同，可从纺丝机甬道顶部或底部进入，并从甬道底部或顶部的排风口排出。送入甬道的空气量，既要求满足使成型丝股的丙酮蒸发出来，并保持丝束在后道卷曲所需求的溶剂含量，还应确保排出的丙酮与空气混合气体中丙酮浓度不超过爆炸极限下限值。
图5-7 干法成型时沿纺程温度和溶剂的浓度分布图[4]
1—纤维表面温度 2—纤维中心温度 3—纤维内溶剂的平均浓度 Ⅰ—起始蒸发区 Ⅱ—恒速蒸发区 Ⅲ—降速蒸发区T—温度C—溶剂浓度P—纺丝溶液x（t）—纺程（时间）TCP—纤维周围的介质温度TM—湿球温度
醋酸纤维成型过程中，纤维沿纺程的温度与丙酮含量变化，如图5-7所示，可分为三个阶段。Ⅰ区为起始蒸发区，发生在喷丝孔出口处，由于热的纺丝浆液解除压缩的结果，发生溶剂闪蒸，使溶剂迅速大量挥发，挤出细流的组成和温度发生急剧变化。细流表面温度急剧下降到湿球温度（TM）直至达到平衡。Yuji Sano的计算表明，醋酸纤维素溶液出喷丝口后温度从最初的细流温度75℃迅速下降至最低温度3.2℃，然后上升至空气温度。在此区内，细流内部温度比细流表面高，所以溶剂从内部向表面扩散的速度很大。细流表层溶剂浓度较高，主要以对流方式进行热交换。闪蒸是Ⅰ区溶剂挥发的主要机理。在Ⅱ区，由于热风的传热与丝条溶剂挥发达到平衡，这一阶段丝条的温度实际上保持不变，沿纤维截面的温度近乎一致且保持较低，溶剂扩散缓慢。但随着干燥的进行，扩散减缓，质量交换速度变化很小，可以近似地认为不变。由于此时丝条内自由溶剂的浓度大，所以挥发过程不是由内部扩散控制，它取决于外部的（对流的）热、质交换速度与此相对应的表面温度。这个阶段的热、质交换大致相同，丝条表面湿度不变。当溶剂从丝条芯层向表层扩散的速度低于表面溶剂挥发速度时，丝条表面温度上升，进入成型的第三阶段。在Ⅲ区内，溶剂的挥发速度变小，以致聚合体与溶剂间的相互作用加强，而且受内部扩散控制。Ⅲ区发生的过程为扩散控制阶段，从纺丝甬道出来的丝条上残留溶剂的余量，决定于该阶段的温度与时间。Ⅲ区丝条的固化过程基本上完成，此时溶剂含量约为30%～50%。从甬道出来的丝条溶剂含量为5%～25%。
Zeming Gou等根据二维分析模型得到的醋酸纤维沿纺程方向纤维直径dx的变化如图5-8所示，在靠近喷丝帽的区域内，dx急剧下降，直至达到玻璃化转化点，dx趋于平稳，此时细流运动距离不足1m。纤维沿纺程的轴向速度变化如图5-9所示，Yuji Sano发现挤出后的醋酸纤维细流在喷丝孔下方不足4cm处达到最大速度并趋于稳定（最大速度约10m/s），这是因为温度与表面溶剂浓度的快速下降而引起细流黏度迅速增加，导致丝股最大速度受到限制。随着挤出胀大比α的增加，细流在喷丝孔附近拉伸率和流变力增加愈加迅速，当α由1.2增至2.0时，细流初始拉伸率（Z=0）由66/s急剧变为917/s，单根纤维细流的流变力FVL（Z=0）由1.88mN升为3.23mN。(www.xing528.com)
图5-8 醋酸纤维干法纺丝沿纺程方向纤维直径的变化[5]
——平均溶剂体积分数 ---直径
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