凝固浴原理主要 套用 於化 學 纖 維的 製造 過程中。在 這一 過程中,凝固浴是一 種 用於使 紡 絲 膠 體溶液 經 過 噴 絲 頭的 細流凝固或同 時起化 學 變化而形成 纖 維的浴液。凝固浴通常由溶 劑(如DMAc、NMP等)和凝固 劑(如水、乙醇等) 兩 組分 組成, 便於 調控 濃度,相 較於多 組分 體系, 利於得到溶 劑或凝固 劑 對 遷移速度的影 響, 對溶 劑的回收也十分便利。
當 紡 絲原液 細流 進入凝固浴 後, 會 發生溶 劑和凝固 劑之 間的 雙 擴散 過程以及在此 過程中的相分 離, 這 個 過程需要一定的 時 間,而 時 間的 長短 則是由凝固浴的凝固 強度 來 決定的。凝固浴的 濃度 對聚 醯 亞胺 纖 維的形貌和力 學性能影 響 顯著。凝固浴中聚合溶 劑的含量是 一個非常重要的影 響因素,它不 僅影 響相平衡,而且 控制 著 傳 質 動力 學。
以李 論等2 製備的PMDA/4,4′-0DA 體系 為例, 採用 濕法 紡 絲,溶 劑 為DMAc,凝固浴 組成 為水和DMAc的混合溶液。 這是 由於凝固浴 濃度 較低 時,初生 纖 維束中DMAc溶 劑 與凝固浴中的水交 換速率 較大, 擴散 劇烈,有 助於 纖 維的形成。
總的 來 說,凝固浴原理是通 過 控制凝固浴的 組成和 濃度,影 響 紡 絲原液 細流中的溶 劑和凝固 劑之 間的 雙 擴散 過程以及在此 過程中的相分 離, 從而 控制化 學 纖 維的形成和性 質。