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小编碎碎念：这期讲解湿法纺丝，主要包括湿法纺丝的定义、原理、工艺流程、常用材料及典型应用（中空超滤膜和碳纤维等）。

小编力求以专业的视角和趣味的表述方式，呈现出湿法纺丝的技术要点。

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01 湿法纺丝定义

湿法纺丝成纤维丝过程：将高分子溶解于溶剂制成纺丝液，纺丝液从喷丝孔挤出，进入凝固浴固化成纤维单丝。

和静电纺丝得到的纳米级纤维不同，湿法纺丝初始单丝直径为几百微米，经后续加工可细化至几十微米，肉眼清晰可辨。

图1成人头发丝直径约几十微米，图2湿法纺丝制备的纤维同样肉眼可见，这与需借助电镜才能观察的静电纺丝纤维形成鲜明对比

02 湿法纺丝原理

湿法纺丝主要过程为出丝、凝固和收丝，细分功能包括原液制备（反应釜、过滤脱泡）、成型调控（多级凝固浴）、后处理（水洗、多级牵伸、上油）及收卷等模块。

核心逻辑就像 “把大象装冰箱”总共分三步，实际操作中细分成很多步骤。

湿法纺丝固化主要为相分离法和凝胶法，其中多数为相分离法。

小编用剧情法解读相分离法和凝胶法

相分离法

在相分离法工艺中，当纺丝液进入凝固浴，溶剂与凝固浴快速互溶，高分子析出，同时高分子纤维内部形成大量微孔结构，其详细演变过程可见图示解析

凝胶法

湿法纺丝凝胶法中，高分子与凝固浴发生交联反应，分子链间通过化学键或物理作用相互连接，逐步构建三维网络结构，高分子固化析出

03 湿法纺丝应用

湿法纺丝工艺存在两大技术限制：一方面，需将高分子材料溶解至特定浓度方可纺丝，这一特性导致其生产效率相对于无溶剂的熔融纺丝较低；另一方面，溶解与凝固环节需消耗大量化学试剂，存在化学污染风险。因此，在工业生产领域，湿法纺丝主要用于加工无法通过熔融纺丝技术制造的高分子材料。

这类特殊材料主要包含两大类型：

（1）仅能溶解、无法熔融的高分子

以热固型酚醛树脂为例，因其化学结构特殊，无法通过加热实现熔融态，但可溶解于乙醇等有机溶剂，只能采用湿法纺丝成型。酚醛树脂绝缘耐热，可用于插座。

（2）热稳定性不足的高分子

部分材料的分解温度显著低于其熔融温度，如聚丙烯腈（PAN）在制备碳纤维过程中，尚未达到熔点就已发生氧化分解与变性，因此不能熔融纺丝，必须用湿法纺丝技术完成纤维制造

湿法纺丝常用材料：

（1）聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜（PES）生产 中空超滤膜

（2）聚 4 - 甲基 - 1 - 戊烯（PMP） 制备 ECMO 人工心肺膜

（3）聚丙烯腈（腈纶PAN）制备碳纤维

（4）海藻酸钠 止血材料

（5）还可用于生产氨纶、芳纶、粘胶纤维以及无机材料（碳纳米管、石墨烯、MXene ）等

04 湿法纺丝典型应用

（1）中空超滤膜，常见材料为聚偏氟乙烯（PVDF）和聚醚砜（PES）

图中所示，滤芯内部封装了多根中空超滤膜，液体流经中空纤维时，超滤膜的微孔结构有效截留大分子物质，完成净化分离过程

（2）ECMO（人工心肺）膜 常见材料为聚甲基戊烯（PMP），原理和中空超滤膜相似

ECMO膜模拟人体肺部的气体交换功能，在体外循环过程中，实现血液与外界气体的氧气和二氧化碳交换，使血液得到氧合，同时排出二氧化碳，从而为心肺功能衰竭的患者提供体外呼吸支持

（3）碳纤维 常见材料为聚丙烯腈（PAN）

市场上90%以上碳纤维以PAN基碳纤维为主。PAN基碳纤维的生产工艺主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程，原丝通过湿法纺丝生产。

05 湿法纺丝机

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