水溶性纤维PVA纤维制造方法

水溶性纤维即水溶性聚乙烯醇（PVA）是一种很有价值的功能性差别化纤维。在三十年代，最初被开发出来的聚乙烯醇（PVA）纤维，是利用它能溶于水这个特点，在德国试制成医用手术用纱和外科缝合线。

水溶性PVA纤维不仅具有理想的水溶温度、强度和伸度，有良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，而且溶于水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短的时间内能自然分解，对环境不产生任何污染，是百分之百的绿色环保产品。此外，据最近的研究结果表明，PVA是大品种合成高分子中唯一有生物降解性的材料。正是利用PVA纤维所具有的能溶于水的独特性能，不同性能的水溶性PVA纤维的开发及拓宽其应用范围的开发仍在不断地进行。

根据PVA纤维自身的亲水性，经特殊加工的PVA纤维具有其它纤维所没有的水溶性。水溶性PVA纤维有长丝和短纤两大类，目前国内外制造水溶性纤维的方法如下：

1．湿法纺丝

将PVA水溶液喷入高浓度Na2SO4溶液中凝固，凝固了的纤维在湿热条件下牵伸、干燥，再经干热牵伸，并加以热处理而制得。此法的优点是产量高、成本低，使用改性PVA，也有利于普通PVA在原液中改性。其缺点是工艺难度大，有Na2SO4进入纤维表面，难以生产不含Na2SO4盐而能溶于80℃以下水中的PVA纤维，且因凝固溶液中直接除去溶剂而使得纤维表面及内部结构出现不规则缺陷，强度改善受到了限制。

将PVA水溶液喷入高浓度Na2SO4溶液中凝固，凝固了的纤维在湿热条件下牵伸、干燥，再经干热牵伸，并加以热处理而制得。此法的优点是产量高、成本低，使用改性PVA，也有利于普通PVA在原液中改性。其缺点是工艺难度大，有Na2SO4进入纤维表面，难以生产不含Na2SO4盐而能溶于80℃以下水中的PVA纤维，且因凝固溶液中直接除去溶剂而使得纤维表面及内部结构出现不规则缺陷，强度改善受到了限制。

我国多采用湿法纺丝工艺生产水溶性纤维，由于此法工艺难度大，目前也只生产出水溶温度在70℃～90℃的水溶性纤维，其它的物理性能有待进一步提高。如上海石化维纶厂已研制开发出水溶温度为70±5℃的水溶性PVA；四川维纶厂也生产出水溶温度为80±5℃的水溶性PVA。

2．干法纺丝

将高浓度的PVA纤维溶液喷入热空气中，使溶剂蒸发而凝固成丝，再经干热牵伸、热处理而得到。此法的优点是纺丝工艺简单，宜于生产多品种的水溶性长丝，特别适宜生产常温水溶性纤维。然而此法有纤维丝束纤度低、产量低、成本高等不足。

3．熔融、半熔融纺丝

加一定量的水使PVA增塑，而后在不很高的温度（120℃～150℃）下使其成为半熔化状态，以很大的压力从喷丝头中压出，接着在空气中冷却凝固。这种方法可用于纺制单丝或复丝，但至今未见在工业生产上有很大规模的应用。

4．硼酸凝胶纺丝

已添加了硼酸的PVA凝胶液，被挤入NaOH和Na2SO4溶液中进行成型、交联。交联的纤维在湿热条件下经牵伸，中和、水洗、干燥、干热牵伸、热处理而制得。这种纤维的交联可使水溶性PVA纤维在中等湿度的大气中具有较好的稳定性，而在水中将很快发生水解而脱开，因此对其水溶性不发生影响。

5．冷冻胶纺丝

日本可乐丽公司最新开发的新型冷冻胶丝方法是用溶解性能相当好的有机溶剂溶解PVA作为纺丝原液，从喷丝孔挤入有机溶剂的凝固液中，迅速冷却成凝胶状，使得原液细流在溶剂被除去之前即形成稳定的结构，凝固后的纤维具有均一的圆形截面结构。这种方法可得到低醇解度、高强力、低收缩、不易发生胶粘的PVA纤维。

该方法的特点是在整个流程中无水存在，所用溶剂及凝固剂等都是有机溶剂，且溶剂具有较宽的高聚物溶解能力，故同一生产工艺可生产不同种类的高聚物纤维。整个工艺流程是在一个封闭系统中完成的，在此体系中溶液被完全回收循环利用，无废液排出，不污染环境。可乐丽公司已使用此法成功地生产了新型水溶性PVA纤维K－Ⅱ，其水溶温度在0～100℃，同时还具有可生物降解性、耐碱性、耐压耐热性、高强度、低收缩性、高阻燃性和易于原纤化等性能。