湿法纺丝技术小众，但是不可替代、不可或缺！！

湿法纺丝设备

突然意识到要写一篇这样的推文，其实动机是源于我们的一个客户。他在咨询纺丝设备时，问了我这样一个问题：“他说湿法纺丝是不是一个已经过时的纤维制备方法了？”。听到他的询问，我第一感觉其实是很惊讶的！作为一个专业从事湿法纺丝近十年的一个科研工作者，自己热爱并追逐的科研领域难道是一个已经过时的了吗？答案肯定是否定的！那么客户为何出此一问呢？我想客户的这个想法应该也是许多非专业领域人士共同的疑问。所以，作为一个专业攻关科研用湿法纺丝设备研发的团队，我想我们有必要而且也有义务和广大科技爱好者朋友们科普一下，帮助大家走出误区、正确认识湿法纺丝技术、了解湿法纺丝技术、并很好地运用湿法纺丝技术。

讲这个问题之前，要先带大家了解一下化学纤维的制备方法。在工业生产中，化学纤维的制备方法主要有两种，一种是熔体纺丝也称熔融纺丝，另一种是溶液纺丝。根据纺丝原料的纺丝形式熔体纺丝又分为熔体直纺和切片纺两种制备方法。所谓的熔体直纺是将聚合反应得到的聚合物熔体直接输送到纺丝组件进行纺丝的一种纤维成形技术，而切片纺丝是将聚合后的聚合物熔体先挤出造粒、然后再熔融纺丝。两种熔融纺丝方法各有千秋，工业生产中都经常采用，如聚酯纤维（涤纶）的熔体直纺和聚酰胺纤维（锦纶）的切片纺等。溶液纺丝根据纤维的成形原理可分为相分离法、冻胶法和液晶法。在实际生产中，绝大多数的湿法纺丝是通过相分离法实施的，如再生纤维素纤维、壳聚糖纤维、蛋白纤维、聚乙烯醇纤维等。随着纺丝技术的发展，近些年又出现了静电纺丝、离心纺丝、负压纺丝、微流体纺丝以及瞬时释压纺丝技术等，这些纺丝技术也都属于溶液纺丝范畴。为了方便大家理解，小编将工业常用的纺丝方法分类进行整理如图所示。

相信在了解完纤维成形方法之后大家都清楚了，其实湿法纺丝是属于溶液纺丝中的一种，因为湿法纺丝在溶液纺丝技术中应用较多，故而大家往往认为溶液纺丝与湿法纺丝的概念等同，经常用湿法纺丝的概念代替溶液纺丝概念，其实是错误的，实际上二者是包含与被包含关系。

湿法纺丝工艺流程图

我国是世界上的化纤生产大国，2020年全国化纤总产量6025.12万吨，占世界化纤产量的70%以上。化学纤维种类包括了涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶、氨纶以及再生纤维素纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维等。在众多的纤维品种中以涤纶的产量最大为4922.75万吨，占2020年我国化纤总产量的81.70%，涤纶纤维的主要加工方式是熔融纺丝。如果从纤维产量和生产应用上看，的确熔融纺丝技术是应用最广、最多的纺丝方法。相比而言，湿法纺丝生产的化纤品种产能较少，但是，这不表明湿法纺丝技术就是一种已经过时的纺丝成形技术，这主要从以下几个事实及数据进行说明。

纤维素分子结构特点

 (2) 溶液纺丝技术所制备高性能纤维是国防、军工等应用领域不可或缺的材料

碳纤维是现代宇航工业的物质基础，具有不可替代性。由碳纤维制备的碳纤维增强树脂(CFRP)具有优异的综合性能，在导弹、空间平台和运载火箭，航空器，先进舰船，轨道交通车辆，汽车，卡车，风电叶片，电池，电力电缆等领域具有广泛的应用。制备碳纤维的聚丙烯腈原丝就是采用湿法纺丝技术生产。由湿法冻胶纺丝技术生产的超高分子量聚乙烯纤维是防弹衣的核心材料。湿法纺丝技术制备的粘胶基碳纤维是火箭、导弹、航天器等的关键战略性材料，湿法纺丝制备的聚酰亚胺纤维是一种新型高性能纤维材料，具有阻燃、耐高低温、耐腐蚀以及优良的力学性能，其应用领域已经开始从特种防护、航空航天等高技术领域向民生领域延伸。

湿法纺丝制备的聚合物纤维在军工航天等特殊领域的应用

(3) 湿法纺丝设备操作简单、纺丝条件温和是纤维科研应用最广的研究方法

在Web Of Science数据库中以wet spinning(湿法纺丝)为关键词进行检索，可检索到17981条相关文献记录。其涉猎领域包括材料科学、化学、高分子科学、工程、物理、电化学等众多学科领域。

Web Of Science 数据库以 wet spinning(湿法纺丝)为关键词的文献检索情况

复旦大学彭慧胜、王兵杰等人采用湿法纺丝技术一步生产连续的纤维电池。所采用的三通道工业喷丝头可以同时挤出、并结合纤维电池的电极和电解液，生产速度得到远远提高。功能部件间的层流保证了挤压过程中其界面的无缝衔接。研究发现，每一个喷丝器单元可以生产1500公里长的连续纤维电池，比之前报道的纤维长了三个数量级。所制备的纤维电池用于智能帐篷(面积约10平方米)，电池的能量密度可达550 mWh每平方米。

湿法纺丝技术制备纤维状电池[2]