屬化工機械領(lǐng)域,是涉及化學(xué)纖維的生產(chǎn)裝置。確切地說是涉及采用干濕法紡絲制備間位芳綸長絲的裝置。
背景技術(shù):
化學(xué)纖維的紡絲可分為熔融紡絲和溶液紡絲,溶液紡絲又可分為濕法紡絲、干法紡絲和干濕法(干噴濕紡)。干法紡絲、濕法紡絲和干濕法紡絲都是采用成纖高聚物的濃溶液來形成纖維。干紡時,從噴絲頭毛細孔中壓出的紡絲液細流不是進入凝固浴,而是進入紡絲甬道中,通過甬道中熱空氣流的作用,使原液細流中的溶劑快速揮發(fā),揮發(fā)出來的溶劑蒸汽被熱空氣流帶走,原液在逐漸脫去溶劑的同時發(fā)生固化,并在卷繞張力的作用下伸長變細而形成初生纖維。濕紡時,從噴絲孔眼中壓出的原液細流進入凝固浴,原液細流中的溶劑向凝固浴擴散,凝固劑向細流滲透,從而使原液細流達到臨界濃度,在凝固浴中析出而形成纖維,濕紡中的擴散和凝固是物理化學(xué)過程。干濕法紡絲是將干法紡絲與濕法紡絲的特點結(jié)合起來的化學(xué)纖維紡絲方法,干濕法紡絲時,從噴絲頭毛細孔中壓出的紡絲液細流先進入空隙層,然后再進入凝固浴中,后續(xù)處理與濕紡紡絲相同。
間位芳綸學(xué)名為聚間苯二甲酰間苯二胺,國內(nèi)也稱芳綸1313,間位芳綸是當(dāng)今高性能纖維中發(fā)展最快的品種之一,是一種綜合性能優(yōu)良的高科技纖維,在防護服裝、蜂窩結(jié)構(gòu)材料、電絕緣紙和高溫過濾材料等方面有著廣泛的用途,是航空航天、電子、通訊、環(huán)保、石油化工、海洋開發(fā)和特種服裝等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料,間位芳綸沉析纖維和短切纖維是制造芳綸絕緣紙和蜂窩紙的基礎(chǔ)原材料。
間位芳綸沒有熔點,當(dāng)溫度超過一定程度時,直接碳化,導(dǎo)致間位芳綸無法通過熔融紡絲來制備;間位芳綸纖維的生產(chǎn)可以采用干法紡絲、濕法紡絲和干濕法紡絲。干法紡絲速度快、效率高,纖維無皮芯結(jié)構(gòu)或很弱的皮芯結(jié)構(gòu),所得纖維機械性能好,但是干法紡絲技術(shù)難度大,控制要求高。濕紡紡絲技術(shù)難度相對較小,單頭孔數(shù)多、產(chǎn)量大,但制得的纖維皮芯結(jié)構(gòu)嚴(yán)重,纖維中孔洞多且孔洞尺寸大,機械性能相對較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種采用干濕法紡絲制備間位芳綸長絲的裝置。該裝置包含紡絲原液的計量與噴絲裝置、纖維成型與后處理裝置等;紡絲原液的計量與噴絲裝置包含:紡絲原液儲存罐、計量泵、過濾器、紡絲組件、噴絲板等;它們的連接關(guān)系是:紡絲原液儲存罐的輸出口通過管路與計量泵的輸入口相連接,計量泵的輸出口通過管路與過濾器的輸入口相連接,過濾器的輸出口通過管路與紡絲組件的輸入口相連接,噴絲板位于紡絲組件的出口端;纖維成型與后處理裝置包含:導(dǎo)向輪、凝固槽、1#牽引機、牽伸浴槽、2#牽引機、水洗機、上油槽、烘干機、熱定型機、上油機、卷繞機等;它們的位置關(guān)系是:導(dǎo)向輪位于噴絲板正下方,導(dǎo)向輪固定在凝固槽內(nèi),1#牽引機位于導(dǎo)向輪的下游,1#牽引機與2#牽引機之間設(shè)置有牽伸浴槽;2#牽引機的下游設(shè)置有水洗機;水洗機的下游設(shè)置有上油槽;上油槽的下游設(shè)置有烘干機;烘干機的下游設(shè)置有熱定型機;熱定型機的下游設(shè)置有上油機,上油機的下游設(shè)置有卷繞機。
上述技術(shù)方案中:紡絲原液儲存罐至所述紡絲組件輸入口之間的管道均設(shè)置有伴熱,可以采用電伴熱或者夾套伴熱。
上述技術(shù)方案中: 所述噴絲板的板面與所述凝固槽內(nèi)的凝固浴液面平行。
上述技術(shù)方案中:所述噴絲板的板面與所述凝固槽內(nèi)的凝固浴液面距離可調(diào)范圍為3~35mm。
上述技術(shù)方案中:所述水洗機采用噴淋式水洗機。
上述技術(shù)方案中:所述上油槽采用浸入式上油。
上述技術(shù)方案中:所述烘干機采用兩輥加熱,加熱方式為水蒸氣加熱或電加熱。
上述技術(shù)方案中:所述烘干機上的兩個加熱輥分別采用獨立的驅(qū)動系統(tǒng)。
上述技術(shù)方案中:所述熱定型機至少配置四個輥,每個輥單獨配置一臺驅(qū)動電機,加熱方式采用電加熱。
上述技術(shù)方案中:所述上油機采用油輥上油。
本發(fā)明的積極效果是。
(1)采用該裝置制備間位芳綸纖維比采用濕紡紡絲裝置速度至少提高2.5倍以上;
(2)在本發(fā)明該裝置上,采用干濕法紡絲制備的間位芳綸纖維表面光滑、孔洞少,機械性能比濕法紡絲好。
附圖說明
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。
圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1是本發(fā)明采用干濕法紡絲制備間位芳綸長絲的裝置,它包含紡絲原液的計量與噴絲裝置、纖維成型與后處理裝置等;紡絲原液的計量與噴絲裝置包含:紡絲原液儲存罐1、計量泵2、過濾器3、紡絲組件4、噴絲板5等;它們的連接關(guān)系是:紡絲原液儲存罐)的輸出口通過管路與計量泵2的輸入口相連接,計量泵2的輸出口通過管路與過濾器3的輸入口相連接,過濾器3的輸出口通過管路與紡絲組件4的輸入口相連接,噴絲板5位于紡絲組件4的出口端。纖維成型與后處理裝置包含:導(dǎo)向輪6、凝固槽7、1#牽引機8、牽伸浴槽9、2#牽引機10、水洗機11、上油槽12、烘干機13、熱定型機14、上油機15、卷繞機16等;它們的位置關(guān)系是:導(dǎo)向輪6位于噴絲板正下方,導(dǎo)向輪6固定在凝固槽7內(nèi),1#牽引機8位于導(dǎo)向輪6的下游,1#牽引機8與2#牽引機10之間設(shè)置有牽伸浴槽9;2#牽引機10的下游設(shè)置有水洗機11;水洗機11的下游設(shè)置有上油槽12;上油槽12的下游設(shè)置有烘干機13;烘干機13的下游設(shè)置有熱定型機14;熱定型機14的下游設(shè)置有上油機15,上油機15的下游設(shè)置有卷繞機16。
上述技術(shù)方案中:紡絲原液儲存罐1至所述紡絲組件4輸入口之間的管道均設(shè)置有伴熱,可以采用電伴熱或者夾套伴熱。
上述技術(shù)方案中: 所述噴絲板5的板面與所述凝固槽7內(nèi)的凝固浴液面平行。
上述技術(shù)方案中:所述噴絲板5的板面與所述凝固槽7內(nèi)的凝固浴液面距離可調(diào)范圍為3~35mm。
上述技術(shù)方案中:所述水洗機11采用噴淋式水洗機。
上述技術(shù)方案中:所述上油槽12采用浸入式上油。
上述技術(shù)方案中:所述烘干機13采用兩輥加熱,加熱方式為水蒸氣加熱或電加熱。
上述技術(shù)方案中:所述烘干機13上的兩個加熱輥分別采用獨立的驅(qū)動系統(tǒng)。
上述技術(shù)方案中:所述熱定型機14至少配置四個輥,每個輥單獨配置一臺驅(qū)動電機,加熱方式采用電加熱。
上述技術(shù)方案中:所述上油機15采用油輥上油。
實施例。
紡絲原液儲存罐1至所述紡絲組件4輸入口之間的管道均設(shè)置有伴熱,采用電伴熱。
噴絲板5的板面與所述凝固槽7內(nèi)的凝固浴液面平行,兩者之間可調(diào)距離范圍為3~35mm。
水洗機11采用噴淋式水洗機。
上油槽12采用浸入式上油。
烘干機13采用兩輥加熱,加熱方式為電加熱。
烘干機13上的兩個加熱輥分別采用獨立的驅(qū)動系統(tǒng)。
熱定型機14配置四個輥,每個輥單獨配置一臺驅(qū)動電機,加熱方式采用電加熱。
上油機15采用油輥上油。
將間位芳綸樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.04%、氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.34%、水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.03%、N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.59%的漿液升溫至110℃,先后經(jīng)過濾精度為20微米、10微米的二級過濾,置于紡絲原液儲存罐1中靜置脫泡12小時備用。紡絲原液儲存罐1中的紡絲原液在計量泵2的輸送下先通過過濾精度為5微米的過濾器3后,在進入紡絲組件4,從噴絲板5的噴絲孔中噴出,進入間距為20mm的空氣層,然后再進入凝固浴中凝固成初生纖維(凝固條件為:溫度15℃,質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的DMAc水溶液),初生纖維被牽伸2.8倍;初生纖維在牽伸浴槽9的熱水中被牽伸2.2倍,熱水溫度為65℃;在水洗機11中被60℃熱水噴淋洗滌掉纖維中的鹽和溶劑;水洗后的纖維通過油槽12,油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%;再在150℃的烘干機13熱輥上烘干,然后在熱定型機14前兩輥之間牽伸2.5倍,后兩輥不牽伸,保持與第二輥同樣的速度,四個棍的溫度控制在375℃;纖維經(jīng)上油機15上油輥后,控制纖維中油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8~1%;再經(jīng)卷繞機16卷繞成品。
取樣檢測,所得間位芳綸長絲斷裂強度為5.1cn/dtex。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,應(yīng)當(dāng)指出,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。