如何制备纺丝原液？

聚乙烯醇易溶于水而得到纺丝原液，所以生产中均以水为溶剂。

制备聚乙烯醇纺丝原液的工艺流程如下：

（一）水洗和脱水

水洗的目的是：

（1）降低聚乙烯醇料中夹带的醋酸钠量，使之小于0.2%，否则将在纺丝后处理过程中使丝条呈碱性而易着色变黄。

（2）除去原料中相对分子质量过低的聚乙烯醇，借以改善其相对分子质量的多分散性。

（3）使聚乙烯醇发生适度的膨化，从而有利于溶解。

水洗过程中的主要参数是水洗温度、水洗时间和洗涤水量。在网式水洗机上，主要借助于调节洗涤水温以控制水洗后聚乙烯醇中的醋酸钠含量；在槽网结合式水洗机组上，则以调节洗涤水量为主。水洗温度一般不超过30～40℃，耗水量约为10t/t（PVA）。一般生产中水洗时间是不变的。

聚乙烯醇水洗后需经挤压脱水，以保证水洗后的精聚乙烯醇不仅含有合格的醋酸钠量，还具有稳定的含水率。用以控制精聚乙烯醇含水量的指标是含水率或压榨率。

或者：

生产工艺规定精聚乙烯醇的含水率应控制在60%～65%之间，相应压榨率约为170%。如果原料聚乙烯醇的膨化度大（如-200%），或水温过高（如-45℃），都将使洗后聚乙烯醇的脱水过程发生困难。

（二）溶解

水洗后的聚乙烯醇颗粒料经中间贮存和称量分配后，即被送往溶解机，用热水使之溶解。对于湿法纺丝用的原液，配成浓度14%～18%的聚乙烯醇水溶液；若为干法纺丝用原液，则配成浓度30%～40%的溶液。必要的情况下，在聚乙烯醇溶解的同时可添加少量添加剂（如消光剂、有色料、硼酸等），以满足生产消光纤维、有色纤维和具有特殊性能纤维的需要。

聚乙烯醇很容易在水中（-60℃）溶解，它在水中溶解时所产生的热效应随溶解温度而变化。在低温水中溶解时，是放热过程（△H30），在较高温水中溶解时，又转变为吸热过程（△H-0），变化的转折点发生在57～60℃。其热效应（△H）为：

△HT=△HTg-1.05（Tg-T）(www.xing528.com)

式中：△HT为在温度（T）水中溶解的热效应；△HTg为在玻璃化温度下溶解时的热效应；Tg=82℃，△HTg=26.2kJ/kg。

实际生产中聚乙烯醇的溶解在95～98℃下进行，按上式计算时得到的热效应（△H）为39.8～42.9kJ/kg。

溶解过程中控制的参数有：

（1）添加水温度：添加水温一般可与溶解温度一致，这样可以使溶解机的操作时间缩短。但当溶解机采用真空吸入式进料时，由于加水操作是在聚乙烯醇加入之前，水温太高会导致吸入聚乙烯醇时出现急剧沸腾，影响投料操作的正常进行。所以生产中添加水的温度应使在投料真空度下不使水发生沸腾。如当投料真空度为53.32kPa时，水温应小于80℃。

（2）添加水量：主要取决于投料量、所配原液浓度和精聚乙烯醇的含水率。

式中：A为每批投入溶解机的精PVA量（kg）；B为开始升温时所用直接蒸汽量（kg）；C为考虑各种波动因素后列入的系数；D为加入添加剂带入的水量（kg）。

（3）溶解温度：提高溶解温度可使溶解速度加快，所以常压下一般在95～98℃下进行溶解。

（4）溶解时间：包括加水、投料、升温、调整黏度以及溶液输送等溶解过程所需各步骤时间的总和。它取决于聚乙烯醇的物理状态、溶液浓度和溶解设备的构造。聚乙烯醇颗粒越小，溶胀得越充分，溶解就越快；溶液浓度越高，溶解时间就越长；溶解设备的搅拌效果越好，并附有溶液研磨器，则溶解时间就缩短。一般溶解时间在2～8h。

（5）原液浓度：这是溶解过程中需要严格控制的参数。当所用聚乙烯醇原料的平均聚合度一定时，在一定温度和操作条件下所得的黏度稳定，就表示原液的浓度稳定，因此可通过控制原液黏度及时地调节原液的浓度。

在生产条件下，对于平均聚合度（Dp）为1750±50的聚乙烯醇，配成浓度为15%的水溶液后，在专用黏度计上测得的黏度（落球黏度）为135s；浓度为16%的水溶液黏度为180s。

（三）原液的纺前准备

从溶解机中得到的纺丝原液，还不能用于纺丝成型，必须经历一系列的纺前准备过程，其中包括混合、过滤和脱泡等，以除去机械杂质及气泡，减少批间差异。

混合可以在一个大容器中进行；过滤一般采用板框式压滤机；脱泡目前仍以静止的间歇式脱泡为主，借以防止液面表层蒸发过快而结皮。

原液的纺前准备必须在严格的保温条件下进行（保持96～98℃）。因随着纺丝原液温度的降低，其稳定性明显下降，表现为局部形成冻胶，使纺丝原液的可纺性下降，并影响所得纤维的品质。