聚乙烯醇纖維通常以水為溶劑通過濕法紡絲制備。按照常規(guī)步驟，先制備紡絲原液。制備紡絲原液包括聚乙烯醇的水洗、溶解、過濾、脫泡等工序。
(一)水洗
水洗的目的是淋洗聚乙烯醇中的游離堿、醛類等化合物,使醋酸鈉含量控制在0.2%以下，同時使聚乙烯醇全部膨潤,有利于以后的溶解。
聚乙烯醇有顆粒和片狀兩種類型,粒狀(或絮狀)聚乙烯醇采用逆流噴淋式在金屬網(wǎng)或水洗機上水洗，片狀聚乙烯醇采用浸泡式。
水洗后聚乙烯醇的質(zhì)量波動,直接影響紡絲、拉伸、熱處理等工序的進(jìn)行以及纖維的質(zhì)量。因此,在水洗工序中必須控制原料的膨潤度、水洗溫度、水洗機速度等主要參數(shù)。
(二)溶解
溶解是在間歇式溶解釜內(nèi)進(jìn)行的。為了達(dá)到充分、均勻溶解的目的，水洗后的聚乙烯醇一般含有一定的水分。經(jīng)計量以后,準(zhǔn)確配置濃度15%~16%的紡絲溶液。溶解時,先在釜內(nèi)加80℃的水,機內(nèi)抽真空吸入聚乙烯醇,邊攪拌邊溶解，溫度保持在90℃，并可用齒輪泵在溶解機內(nèi)打循環(huán)，達(dá)到充分溶解的目的。
要制備質(zhì)量均勻、全部溶解的紡絲溶液，必須嚴(yán)格控制溶解溫度、溶解時間、攪拌速度以及升溫速率等工藝參數(shù)。
1.溶解溫度
聚乙烯醇以水為溶劑可以全部溶解，但必須在70℃以上,其溶解度才能迅速增加。生產(chǎn)中在98℃下溶解，因此溶解機熱水夾套溫度應(yīng)保持在99~100℃。原液車間任何時候都要將儲存溶解后紡絲液的容器和管道保持在這個溫度。低于此溫度,聚乙烯醇的溶解性降低,黏度急驟升高,會發(fā)生事故。
2.溶解時間
在98℃下,全部溶解聚乙烯醇需30~40min,工業(yè)上采用50~70min。
3.升溫曲線的制定
聚乙烯醇在熱水中溶解,可以采用直接快速升溫或者逐漸升溫的方式,最終目的是為了全部溶解,并盡量使溶解在較短的時間內(nèi)完成。因此,生產(chǎn)中需要通過摸索找出較合理的升溫曲線而制定溶解的程序。
4.原液的質(zhì)量控制
在溶解工序中,要制備符合紡絲要求的聚乙烯醇原液,主要控制的質(zhì)量指標(biāo)是原液濃度、原液中醋酸鈉含量以及雜質(zhì)和凝膠粒子的含量。
原液濃度直接影響紡絲的線密度。在常規(guī)聚乙烯醇纖維生產(chǎn)中,原液的濃度為15%~16%。這就要對溶解釜中聚乙烯醇和水的配比進(jìn)行精確計量和配置。當(dāng)間歇溶解結(jié)束后,馬上取樣分析。在工廠，一般用自流式黏度測定裝置進(jìn)行檢測，即以黏度和濃度之間的經(jīng)驗關(guān)系式進(jìn)行測定,由待測溶液的黏度找對應(yīng)的濃度。如果測得的濃度偏高,通過加水進(jìn)行補正；如果濃度偏低,則只能打開溶解釜蓋子,蒸發(fā)掉部分水分,直到濃度符合要求為止。
原液中醋酸鈉的含量影響紡絲及熱處理后纖維的色澤。因此，當(dāng)溶解結(jié)束后,應(yīng)測定原濃中醋酸鈉含量并進(jìn)行控制。
(三)過濾和脫泡
經(jīng)過溶解工序后,原液中尚有部分未全部溶解的凝膠粒子和其他機械雜質(zhì),并在攪拌下產(chǎn)生大量氣泡，如果直接送去紡絲,會堵塞噴絲頭或造成大量斷頭。和所有溶液紡絲的工藝要求一樣,原液在送入紡絲前必須經(jīng)過過濾和脫泡。聚乙烯醇紡絲液應(yīng)在98℃下進(jìn)行過濾和脫泡。
1.過濾
用二道板框式過濾機過濾，過濾的動力是齒輪泵輸送的392kpa 壓縮空氣。為了保證紡絲所需的原液質(zhì)量，盡量減少雜質(zhì)，在溶解后先進(jìn)入第一道過濾機，濾布選用三層絨布和一層細(xì)布，可以除去大量的雜質(zhì)。脫泡后的原液在進(jìn)入紡絲機前再進(jìn)行二道過濾，主要起補充過濾的作用,并除去脫泡中產(chǎn)生的凝膠物，所用濾布為一層絨布和一層細(xì)布。
原液過濾可以采用恒量過濾與恒壓過濾。恒量過濾就是單位時間過濾機的濾出量固定,而壓力卻在不斷增加。恒壓過濾是使過濾壓力保持不變,單位時間原液的濾出量隨著時間增加而減少。生產(chǎn)量較大時,恒量過濾較合適,因為每批原液通過過濾機的時間是一定的,便于生產(chǎn)能力前后平衡。生產(chǎn)量較小時,則采用恒壓過濾,可以通過調(diào)節(jié)壓力來調(diào)節(jié)過濾時間，使兩批原液間的過濾時間不致太長。恒量過濾時，用溶解機上的齒輪泵把原液送往調(diào)壓槽，再用過濾齒輪泵使原液通過過濾機后壓向脫泡桶。隨著過濾批數(shù)增加，過濾機的壓力自然上升,入口壓力升高，達(dá)到工藝設(shè)定的0.392mpa或0.529mpa時，就必須切換到新的過濾機上。拆下的濾布，洗凈后再使用。恒壓過濾時,由齒輪泵把原液從溶解機打入中間桶,在中間桶以一定壓力的壓縮空氣使原液通過過濾機后進(jìn)入脫泡桶。
2.脫泡
聚乙烯醇原液脫泡采用常壓靜置脫泡,原液在脫泡桶中靜止4~6h。由于氣泡的密度比原液小,所以能夠自動上升到液面而除去。脫泡桶有夾套保溫,使原液溫度保持在98℃。原液經(jīng)脫泡后即送往紡絲機。原液在脫泡桶中用壓縮空氣加壓,經(jīng)過兩道過濾及紡絲調(diào)壓槽,使紡絲機頭的原液壓力不低于98kpa。紡絲調(diào)壓槽的液面用儀表自動控制，以調(diào)節(jié)脫泡桶的壓力,使調(diào)壓槽的液面保持不變,送往紡絲的壓力保持恒定。
脫泡桶用人工切換,決不能使空氣進(jìn)人原液，否則會造成空料事故，甚至使紡絲全線斷頭。