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[摘 要]随着社会时代经济的发展，人们对于腈纶的需求也日益提升。而纺纱油剂作为腈纶生产中的重要组成部分，对于腈纶生产工艺的提升、产品性能的改进有着巨大的帮助。腈纶干法纺丝纺纱油剂的研制最早可以追溯到1993年，在日益增长的市场需求背景下，天津纺织工学院高新技术实业公司开展了一项科委火炬计划项目并进行了纺纱油剂的研发工作，于1995年完成，予以鉴定与验收。因此，本文将会以此为基础，探讨腈纶干法纺丝纺纱油剂的研制概况，了解当时研发的过程以及最终的研发成果，期望能为当前腈纶干法纺丝纺纱油剂的应用提供一些可借鉴的思路与方向。
[关键词]腈纶干法纺丝；纺纱油剂；研制探讨
中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0085-01
引言
在腈纶生产工艺的种类中，主要包含湿法纺丝与干法纺丝。而上世纪末期，传统的腈纶生产商主要以湿纺工艺为主，远远无法适应当前时代快速发展下的需求。因此，在国家政策的支持下，腈纶被列为国家重点的研发项目，必须要增加各个区域的腈纶产量，还需要从工艺方面入手，从根本上丰富国内腈纶品种结构并改进使用性能，而这也是干法纺丝方法引入中国的一项重要举措。下文将会对腈纶干法纺丝油剂的特性以及腈纶生产对油剂的需求做详细的阐述，并对上世纪末的腈纶干法纺丝纺纱油剂的研发资料进行整合，了解其研制的过程以及对中国腈纶制造业产生的影响，相信对于当前油剂的进一步突破有着深刻的意义。
一、干法纺丝油剂的特性
纺丝油剂的使用是化纤产品生产与加工中不可缺少的助剂，它可以有效地调节纤维表面的摩擦特性，防止出现静电积累等现象，赋予纤维柔软、平滑的特性，保障纤维在生产能够顺利的加工。一般情况下，这种油剂配方大多以表面活性剂为主配制而成。根据实践中的油剂应用情况，干法纺丝油剂主要包含以下使用性能：
（一）湿润性
为了使油剂能够迅速在纤维表面铺展，需要对油剂表面张力σ进行调整，将其控制为小于纤维临界的表面张力σ0。当两者的张力差异越大，那么其润湿的效率便会提升得更多，更容易上油。
（二）平滑性
油剂本身应当具备较好的平滑性，这样才能有效调节纤维的表面摩擦系数，不断改善其摩擦的特性。
（三）抗静电性
对于合成纤维而言，由于吸湿性能较差，且相对电阻较高，因此当进行纤维加工时，很容易因摩擦而形成静电，从而造成纤维断头、缠结等现象。油剂在一定程度上可以提升其导电性能，并降低静电的积累。上油前腈纶纤维的比电阻在1011到1012Ω·g/cm2之间，而如果将其降低到上油后的108Ω·g/cm2，那么就可以达到工艺的需求。
（四）集束性
由于腈纶纤维的质地偏于柔软，因此其集束性相对较差，很容易在加工过程中产生纤维摩擦，对于腈纶的生产及质量造成一定的影响。因此，油剂中的粘度可以在一定程度上权衡集束性与平滑性之间的需求。一般情况下，当纤维的动摩擦系数与静摩擦系数之间的差异空间越大，那么相对的集束性能便会有所提升。
除了上述提到的性能之外，油剂还有着分布均匀、稳定等特性，是腈纶干法纺丝应用中较好的辅助品。
二、腈纶干法纺丝对油剂的要求
（一）纤维断面形状有所不同
在腈纶生产的过程中，由于生产的工艺技术路线具有多种选择，因此往往会形成多样化的断面状态，这对于油剂的使用来说与传统的棉纤维等生产也会有所不同。目前国内腈纶生产的纺丝方法主要为干法与湿法，纤维断面分别以犬骨形和圆形为主。针对不同的断面形状，在使用的油剂上也会有所差异。
根据电子显微镜所得到的结果，干法纺丝形成的纤维表面较为平滑，且其断面形状为犬骨形。这种纤维形式容易在纺纱与纺丝的过程中造成毛丝、集束不良等现象，这也对油剂提出了新的要求，即需要提高其油膜的强度与集束性能。
（二）纤维的分子量大小不一
纤维的分子量不同也容易对油剂的使用效果造成影响。对于腈纶来说，其分子量较大，相比于锦纶、涤纶其低聚物含量较低，因此加工过后的粉末纤维少。因此，在油剂的使用上，应当以集束性为主，然后辅以平滑性的要求。
（三）纤维具备的摩擦性能有所差异
在纤维的摩擦性能中，无论是上油剂的纤维还是空白的纤维，干法纤维都会比湿法纤维要高，这也从另一角度说明，油剂可以更好地满足湿法的纤维加工需求，而对于干法纤维来说，则需要加大对油剂的研究程度。
三、中国腈纶干法纺丝的开始
为了改变传统单一的腈纶生产工艺，国家以技贸结合的方式，从美国Dupont公司引进腈纶干法纺丝设备及配套技术，以二甲基甲酰胺作为溶剂，分别在宁波、淄博、秦皇岛、抚顺等地区设立腈纶厂，是当时时代背景下腈纶生产工艺提升的一项重要举措。但是由于当时生产装置都是由国外引进，因此相互配套使用的油剂也只能向国外公司购买，这样不仅加大了其投入的成本，也不利于我国干法纺丝的可持续发展。就当时时代需求来看，一年需要2000多吨的纺丝油剂，这其中，国家在外汇的支出上便达到了800多万美元。对于这笔巨大的支出，相关部门开始思考油剂国产化的技术，达到降低国家外汇支持的目的。因此，天津纺织工学院便成立了专门的研究小组，在借鉴国内外优秀的实践文献与理论的基础上，运用原子发射、紫外光坡、气象和液相色谱定量分离等技术进行了详细的分析与探讨，尤其是在原有国外腈纶油剂的结构上做全面的分析，期望能够尽早实现油剂自产自足的状态。从某种程度上来说，这种自主研发的精神是目前腈纶生产得以突破的重要动力，也是干法纺丝得以普及的一项原因。
四、中国腈纶干法纺丝的研发
在有关部门的支持下，研究油剂的课题成员以干法纺丝的技术要求为依据，对合成油剂的单体结构与性能做了大量的推算与研究工作，并对不同的投料摩尔比、起始剂、反应条件、分子量等形成的油剂做大量的对比分析，以期望能够达到国外油剂单体的同等水平。这样才能帮助国内的干法纺丝设备降低其生产成本，满足日益增长的腈纶生产需求。科研小组针对合成的高品质油剂单体做了配方的对比与设计，并以秦皇岛腈纶生产厂进行实验，确保其最终油剂配方的可行性。当时在试用之后，小组会对油剂的结构做多次反复的调整，在经过多次小试、中试、大试之后，最终天纺油剂的结构比例达到了当时油剂的质量水平，研制效果大获成功。在此之后，该科研小组的研究成果在秦皇岛、淄博、浙江等地进行了大范围的普及，并共计使用了超过1200多吨的油剂，生产了8.5万吨的经纬线轮，为我国腈纶干法纺丝法的国产化开创了良好的开端，对于填补当时油剂研究的空白，提升腈纶生产的效益，都起到了非常积极的作用。
五、结束语
综上所述，纺纱油剂具有润湿性、平滑性、抗静电性、集束性等特征，而在腈纶干法纺丝工艺的应用中不同的纤维断面状态与分子量大小都会对其油剂的结构复配形成一定的影响。在上世纪末中国腈纶生产还集中于湿法纺丝的背景下，通过引入国外公司的干法纺丝生产工艺不仅是当时时代下腈纶生产的需求，也是国内腈纶生产技术不断突破的一项明智的选择。国内在油剂外汇上的支出对于腈纶产业的发展来说无疑是一项较大的成本，因此，通过借鉴国外先进技术的基础上来自主研发与工艺相适应的油剂，对于促进技术水平的提升以及企业经济效益的实现都有着积极的作用。
参考文献
[1]许坚刚.化纤油剂发展现状概述[J].现代纺织技术，2010，18（02）：26+43.
[2]李瑞洲，郑元生，敖利民.镀银纤维摩擦性能及其适配油剂研究[J]. 棉纺织技术，2010，38（07）：24-26.
[3]马婷，冯爱芬，张永久.Dralon细旦异形腈纶纤维的形态结构及性能研究[J].河北工业科技，2013，30（05）：329-332+341.
[4]乐荣庆，吉宜军，周爱霞.超细特腈纶莫代尔涡流纺纱线的开发[J].纺织器材，2014，41（03）：28-31.
[5]陶煜.DMAC替代DMF溶剂在腈纶干法纺丝中的应用[J].合成纤维工业，2016，39（05）：38-42.
[6]曹春祥，申恒亮，李萍，王衛民，张佩华，程隆棣.Dralon腈纶纤维性能研究[J].针织工业，2015（01）：32-34.
[关键词]腈纶干法纺丝；纺纱油剂；研制探讨
中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0085-01
引言
在腈纶生产工艺的种类中，主要包含湿法纺丝与干法纺丝。而上世纪末期，传统的腈纶生产商主要以湿纺工艺为主，远远无法适应当前时代快速发展下的需求。因此，在国家政策的支持下，腈纶被列为国家重点的研发项目，必须要增加各个区域的腈纶产量，还需要从工艺方面入手，从根本上丰富国内腈纶品种结构并改进使用性能，而这也是干法纺丝方法引入中国的一项重要举措。下文将会对腈纶干法纺丝油剂的特性以及腈纶生产对油剂的需求做详细的阐述，并对上世纪末的腈纶干法纺丝纺纱油剂的研发资料进行整合，了解其研制的过程以及对中国腈纶制造业产生的影响，相信对于当前油剂的进一步突破有着深刻的意义。
一、干法纺丝油剂的特性
纺丝油剂的使用是化纤产品生产与加工中不可缺少的助剂，它可以有效地调节纤维表面的摩擦特性，防止出现静电积累等现象，赋予纤维柔软、平滑的特性，保障纤维在生产能够顺利的加工。一般情况下，这种油剂配方大多以表面活性剂为主配制而成。根据实践中的油剂应用情况，干法纺丝油剂主要包含以下使用性能：
（一）湿润性
为了使油剂能够迅速在纤维表面铺展，需要对油剂表面张力σ进行调整，将其控制为小于纤维临界的表面张力σ0。当两者的张力差异越大，那么其润湿的效率便会提升得更多，更容易上油。
（二）平滑性
油剂本身应当具备较好的平滑性，这样才能有效调节纤维的表面摩擦系数，不断改善其摩擦的特性。
（三）抗静电性
对于合成纤维而言，由于吸湿性能较差，且相对电阻较高，因此当进行纤维加工时，很容易因摩擦而形成静电，从而造成纤维断头、缠结等现象。油剂在一定程度上可以提升其导电性能，并降低静电的积累。上油前腈纶纤维的比电阻在1011到1012Ω·g/cm2之间，而如果将其降低到上油后的108Ω·g/cm2，那么就可以达到工艺的需求。
（四）集束性
由于腈纶纤维的质地偏于柔软，因此其集束性相对较差，很容易在加工过程中产生纤维摩擦，对于腈纶的生产及质量造成一定的影响。因此，油剂中的粘度可以在一定程度上权衡集束性与平滑性之间的需求。一般情况下，当纤维的动摩擦系数与静摩擦系数之间的差异空间越大，那么相对的集束性能便会有所提升。
除了上述提到的性能之外，油剂还有着分布均匀、稳定等特性，是腈纶干法纺丝应用中较好的辅助品。
二、腈纶干法纺丝对油剂的要求
（一）纤维断面形状有所不同
在腈纶生产的过程中，由于生产的工艺技术路线具有多种选择，因此往往会形成多样化的断面状态，这对于油剂的使用来说与传统的棉纤维等生产也会有所不同。目前国内腈纶生产的纺丝方法主要为干法与湿法，纤维断面分别以犬骨形和圆形为主。针对不同的断面形状，在使用的油剂上也会有所差异。
根据电子显微镜所得到的结果，干法纺丝形成的纤维表面较为平滑，且其断面形状为犬骨形。这种纤维形式容易在纺纱与纺丝的过程中造成毛丝、集束不良等现象，这也对油剂提出了新的要求，即需要提高其油膜的强度与集束性能。
（二）纤维的分子量大小不一
纤维的分子量不同也容易对油剂的使用效果造成影响。对于腈纶来说，其分子量较大，相比于锦纶、涤纶其低聚物含量较低，因此加工过后的粉末纤维少。因此，在油剂的使用上，应当以集束性为主，然后辅以平滑性的要求。
（三）纤维具备的摩擦性能有所差异
在纤维的摩擦性能中，无论是上油剂的纤维还是空白的纤维，干法纤维都会比湿法纤维要高，这也从另一角度说明，油剂可以更好地满足湿法的纤维加工需求，而对于干法纤维来说，则需要加大对油剂的研究程度。
三、中国腈纶干法纺丝的开始
为了改变传统单一的腈纶生产工艺，国家以技贸结合的方式，从美国Dupont公司引进腈纶干法纺丝设备及配套技术，以二甲基甲酰胺作为溶剂，分别在宁波、淄博、秦皇岛、抚顺等地区设立腈纶厂，是当时时代背景下腈纶生产工艺提升的一项重要举措。但是由于当时生产装置都是由国外引进，因此相互配套使用的油剂也只能向国外公司购买，这样不仅加大了其投入的成本，也不利于我国干法纺丝的可持续发展。就当时时代需求来看，一年需要2000多吨的纺丝油剂，这其中，国家在外汇的支出上便达到了800多万美元。对于这笔巨大的支出，相关部门开始思考油剂国产化的技术，达到降低国家外汇支持的目的。因此，天津纺织工学院便成立了专门的研究小组，在借鉴国内外优秀的实践文献与理论的基础上，运用原子发射、紫外光坡、气象和液相色谱定量分离等技术进行了详细的分析与探讨，尤其是在原有国外腈纶油剂的结构上做全面的分析，期望能够尽早实现油剂自产自足的状态。从某种程度上来说，这种自主研发的精神是目前腈纶生产得以突破的重要动力，也是干法纺丝得以普及的一项原因。
四、中国腈纶干法纺丝的研发
在有关部门的支持下，研究油剂的课题成员以干法纺丝的技术要求为依据，对合成油剂的单体结构与性能做了大量的推算与研究工作，并对不同的投料摩尔比、起始剂、反应条件、分子量等形成的油剂做大量的对比分析，以期望能够达到国外油剂单体的同等水平。这样才能帮助国内的干法纺丝设备降低其生产成本，满足日益增长的腈纶生产需求。科研小组针对合成的高品质油剂单体做了配方的对比与设计，并以秦皇岛腈纶生产厂进行实验，确保其最终油剂配方的可行性。当时在试用之后，小组会对油剂的结构做多次反复的调整，在经过多次小试、中试、大试之后，最终天纺油剂的结构比例达到了当时油剂的质量水平，研制效果大获成功。在此之后，该科研小组的研究成果在秦皇岛、淄博、浙江等地进行了大范围的普及，并共计使用了超过1200多吨的油剂，生产了8.5万吨的经纬线轮，为我国腈纶干法纺丝法的国产化开创了良好的开端，对于填补当时油剂研究的空白，提升腈纶生产的效益，都起到了非常积极的作用。
五、结束语
综上所述，纺纱油剂具有润湿性、平滑性、抗静电性、集束性等特征，而在腈纶干法纺丝工艺的应用中不同的纤维断面状态与分子量大小都会对其油剂的结构复配形成一定的影响。在上世纪末中国腈纶生产还集中于湿法纺丝的背景下，通过引入国外公司的干法纺丝生产工艺不仅是当时时代下腈纶生产的需求，也是国内腈纶生产技术不断突破的一项明智的选择。国内在油剂外汇上的支出对于腈纶产业的发展来说无疑是一项较大的成本，因此，通过借鉴国外先进技术的基础上来自主研发与工艺相适应的油剂，对于促进技术水平的提升以及企业经济效益的实现都有着积极的作用。
参考文献
[1]许坚刚.化纤油剂发展现状概述[J].现代纺织技术，2010，18（02）：26+43.
[2]李瑞洲，郑元生，敖利民.镀银纤维摩擦性能及其适配油剂研究[J]. 棉纺织技术，2010，38（07）：24-26.
[3]马婷，冯爱芬，张永久.Dralon细旦异形腈纶纤维的形态结构及性能研究[J].河北工业科技，2013，30（05）：329-332+341.
[4]乐荣庆，吉宜军，周爱霞.超细特腈纶莫代尔涡流纺纱线的开发[J].纺织器材，2014，41（03）：28-31.
[5]陶煜.DMAC替代DMF溶剂在腈纶干法纺丝中的应用[J].合成纤维工业，2016，39（05）：38-42.
[6]曹春祥，申恒亮，李萍，王衛民，张佩华，程隆棣.Dralon腈纶纤维性能研究[J].针织工业，2015（01）：32-34.