膜裂纺丝：一种高效制纤方法

膜裂纺丝法是将聚合物先制成薄膜，然后经机械加工方式制得纤维。根据机械加工方式不同，所得纤维又分为割裂纤维和撕裂纤维两种。

割裂纤维（又称为扁丝）是将挤出或吹塑得到聚丙烯薄膜引入切割刀架，将其切割成2.5～6mm宽、20～50μm厚的扁带，再经单轴拉伸得到的线密度为555～1670dtex的扁丝，它可用来代替黄麻制作包装袋、地毯衬底织物、编织带、绳索及某些装饰性织物等。

割裂纤维的成膜工艺有两种：平膜挤出法和吹塑薄膜法。前者生产的割裂纤维线密度较均匀，但手感及耐冲击性稍差；后者生产的纤维手感好，但产品的线密度不均匀，编织难度较大。割裂纤维的拉伸有窄条拉伸法和辊筒拉伸法。辊筒拉伸法是在薄膜未切割时进行拉伸，然后切割成纤，这种纤维的边缘不收缩，有利于生产厚包装带（袋），但其力学性能比拉伸扁条稍低，热收缩率较大，因而其产品耐热性能差，不能做地毯底布，特别适用于生产包装织物。当要求产品具有较低的热收缩率时，需对其进行热定型，定型温度应比拉伸温度高5～10℃，定型收缩率一般控制在5%～8%。

撕裂纤维也称原纤化纤维。它是将挤出或吹塑得到的薄膜经单轴拉伸，使其大分子沿着拉伸方向取向而提高断裂强度，降低断裂伸长，然后经破纤装置将薄膜开纤，再经物理-化学或机械作用使开纤薄膜进一步离散成纤维网状物或连续长丝。

撕裂纤维生产的关键是薄膜的原纤化，有如下三种原纤化方法：

（一）无规机械原纤化

无规机械原纤化是通过机械作用使薄膜或由薄膜制成的扁条发生原纤化，形成长度和宽度均不相等的无规则网状结构。如将拉伸的聚丙烯薄膜或扁条穿过一对涂胶辊，而其中至少有一个辊能在垂直于薄膜的运动方向摆动，使这些扁条同时受到两个方向的力的作用，最终这些扁条被搓裂成形状不规则、线密度不均匀的网状纤维，如图4-22所示。

图4-22　无规机械原纤化示意图

1-模头　2-定径环　3，4，5-胶辊及其传动　6-卷绕辊

（二）可调机械原纤化

可调机械原纤化是通过机械作用使薄膜或由薄膜制成的扁条发生原纤化，形成具有均匀网格的网状结构或者均匀尺寸的纤维，有如下三种方法用于生产。(www.xing528.com)

1.针辊切割法这是一种受到关注并已得到普及的方法。它是将数万根钢针安装在针辊上，针辊与薄膜同方向运行，同时刺透薄膜，使之裂纤成具有一定规则的网状结构的纤维。网格的几何结构和纤维粗细由针辊与薄膜的接触长度、针辊与薄膜的相对运动速度及针的配置所决定。如采用小直径针辊并使针辊与薄膜的接触长度很短，会得到极不规则的、具有杂乱小孔的网状物，这种网状物由彼此相连的较粗的纤维构成；如采用大直径针辊和长的接触长度，会得到不规则的、具有长孔的网状物，这种网状物由彼此相连的、较细的纤维构成。

针辊法生产的纤维的线密度一般为5.5～33dtex，适合于做低级地毯、包装材料以及股线、绳索等，也用做薄膜增强材料。该纤维经梳理、加捻或与其他纤维混纺，可得到普通纺织纱线，用于编织和针织加工。

2.异型模口挤出法挤压热塑性熔体，使其通过一个异型的平膜模口（模口的截面形状为沟槽形），得到具有刻痕的宽幅异型薄膜，其中的条筋（隆脊）之间由强度很弱的薄膜相互连接。拉伸取向时，弱的薄膜被破坏，条筋分裂成多根连续长丝。其外观和截面形状与普通长丝相似，没有无规机械原纤化丝的那种网状结构。

异型模口挤出法生产的纤维的线密度一般为7.7～77dtex，主要用于优质绳索、包装和保护材料、地毯以及工业用织物。

3.辊筒压纹法用一个带有条痕的压力辊对挤出薄膜进行压纹。压纹可以在薄膜仍为流体时进行，也可在其固化后进行。例如，将宽度和厚度适当的熔体薄膜或经预热的薄膜送入一个由一个光面辊和一个压纹辊组成压力间隙，经过该间隙后薄膜被压成一系列完全或部分分开的或由极薄的薄膜连接着的连续薄膜条，该薄膜条经过热箱拉伸和热定型，可得到类似于异型长丝的连续丝条。

辊筒压纹法生产的纤维种类与异型模口挤出法相似，但该法有更多的优点：用不同槽距和外形的压纹辊，可在很宽的范围内改变纤维横截面形状，因此该纤维用途更广；变更丝条的分丝棒，可改变丝条根数；生产过程容易控制、稳定，纤维均匀度较高。

（三）化学-机械原纤化

化学-机械原纤化是指成膜前在聚合物中加入一些其他成分，引入的成分在成型后的薄膜中呈现为非连续相，在冷却拉伸中，薄膜中这些非连续相便成为应力集中点，并随之引起机械原纤化。在薄膜中引入泡沫，使之成为薄膜中的间断点，当泡沫薄膜拉伸取向时，薄膜中的气泡被拉长导致薄膜原纤化。

不论用哪种方法引入间断点，都需进一步机械处理，以扩展裂纤作用，并形成一种真正的纤维状的产品。这种方法特别适用于那些用机械方法难以裂纤或不能裂纤的薄膜。化学-机械原纤化法得到膜裂纤维也是无规则的，但是由于这种裂纤过程比较缓和，故纤维的均匀性较好。