CN101215721A - 一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置 - Google Patents

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王凤德
李兰英
彭涛
崔晓静
邱锋
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Abstract

本发明公开了一种实现高速度干喷湿法纺丝而不影响强度的用于高纺速干喷湿法纺丝的凝固装置。包括一个凝固盘和与凝固盘下端连接的纺丝管，其特征在于：凝固盘的四周为灌注凝固液的压力仓，其上设有凝固液进口和出口，压力仓的顶部设置有溢流板和密封板；所述凝固盘中部的溢流口与纺丝管管口位置对应，纺丝管管壁四周设置有喷液管。本发明的纺丝速度可以达到800m/min，纤维的其它性能基本上不受影响。

Description

一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置
技术领域
本发明涉及一种高纺速干湿法纺丝的凝固装置，特别适用于高速度干湿法纺聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。
背景技术
11935年，美国杜邦公司科学家Carothers发明了脂肪族聚酰胺纤维(即聚己二酰己二胺<尼龙66>纤维)，从此，为聚酰胺纤维应用到工业领域开辟了新天地，其中以杜邦公司1966年发表令人注目的高性能聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，其正式的商品名为Kevlar(我国简称对位芳纶，芳纶1414和芳纶II)。因其具有高强度、高模量和耐高温的等特性，目前广泛用于轮胎帘子线、高强度索具、高压容器外壳、汽车磨擦片、建筑土工材料、代替钢铁的各种增强复合材料、输送带、特种帆布等。在军事方面如制作防弹衣、头盔、导弹外壳、装甲板、雷达装置外罩等。由于它的用途十分广泛，曾被称为“全能纤维”，目前已有170多种用途。
自1971年杜邦公司完成试生产设备(100～200t/a)生产以来，经过多次扩产和合资，目前杜邦公司的Kevlar生产能力已超过3万t/a。日本帝人公司在松山工厂刚开始生产高强度的共聚对位芳纶纤维，在收购荷兰阿克苏公司的Twaron纤维和多次扩产后，目前已达到2.5万t/a。这两家公司占据了世界上对位芳纶纤维生产量的98％。
同期研究开发对位芳香族聚酰胺的还有其它一些纤维公司，大多因为高分子的相对分子量做不高、溶解方面选不出合格的溶剂等困难而终止了研究。而我国从20世纪80年代也开始了对位芳纶纤维的研究，当时在树脂聚合方面取得了突破性的进展，但在纺丝方面特别是实现高纺速而不降低纤维强度方面一直没有取得突破，这就限制了商品工业化的发展。
目前我国使用的对位芳纶纤维全部靠进口，进口价格近几年狂涨(8年内涨了15倍)。随着我国国民经济的高速发展，对位芳轮的需求量逐年增加，2006年达到两千多吨，主要用于防护材料，汽车轮胎帘子线，光缆增强材料等行业，是我国国民经济不可缺少的关键材料，所以实现我国对位芳纶纤维产业化就显得尤为重要。
将对位芳纶树脂溶解在浓硫酸中，到临界浓度时形成高分子液晶溶液，将该液晶溶液通过一层非凝固性的气体进入到凝固浴槽中，随后新生纤维和凝固液一起通过纺丝管，再经过洗涤干燥等工艺，这样便是一个完整的对位芳纶干喷湿法纺丝过程。这个过程能够实际运用于商业生产，如何实现高速度的纺丝就变得尤为重要。一般的干喷湿法纺丝凝固装置在纺丝速度较高时，会导致纤维的强度下降，因此，一个允许高速度纺丝而不影响纤维其它性能的改进凝固装置就变得尤为突出。本发明就是针对这种纺丝改进过程而设计的凝固装置。
发明内容
本发明目的在于提供一种实现高速度干喷湿法纺丝，而不影响强度的用于高纺速干喷湿法纺丝的凝固装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，包括一个凝固盘和与凝固盘下端连接的纺丝管，其特征在于：凝固盘的四周为灌注凝固液的压力仓，其上设有凝固液进口和出口，压力仓的顶部设置有溢流板和密封板；所述凝固盘中部的溢流口与纺丝管管口位置对应，纺丝管管壁四周设置有喷液管。
所述喷液管上端汇聚成锥形，在纺丝管管口处，以向下呈一定角度对称布置。
所述压力仓的外周设置有位置高于密封板的溢流槽。
所述压力仓内设有填充物。
本发明中凝固盘是一个碟状的圆盘，从圆盘四周壁即压力仓上进入的凝固液Q1不仅是对在非凝固性气体中已经拉伸和取向好的纤维起到一种冷却固化定型和萃取溶剂的作用，同时还提供一种恒定的、水平的、非湍流的凝固液和纤维的流动方式进入到溢流口，这样可以减小纤维在定型初期因扰动而产生断丝。
本发明中凝固盘内的凝固液也叫滞留层，其厚度可以通过调节凝固盘上溢流板的厚度来满足要求。
本发明中纺丝管是与喷丝头同轴向设置的，带有夹套，喷液管位于夹套内。从纺丝管夹套进来的凝固液Q2以向下成一定角度均匀对称地喷射到从凝固盘溢流口出来的纤维上，纤维在此停留短暂时间进入和合并在一起的凝固液进入到纺丝管，纺丝管入口处的喷射性凝固液不但对纤维起到进一步萃取溶剂洗涤的作用，同时还是实现纤维高速度纺丝而不影响纤维其它性能的一步关键操作。这是因为高速喷进的凝固液形成一个向下的吸力，该吸力施加到经过此处的纤维上，从而在纤维内部形成一个向下的张力，该张力使得从喷丝板出来的纤维在非凝固性气体层中完成拉伸和高度取向。
本发明凝固盘和纺丝管最好是圆形的，这样凝固液分布比较均匀。
本发明中凝固液的喷射速度和纺丝速度成正比。
本发明特别适用于高速度干湿法纺聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，纺丝速度为250m/min～800m/min。
本发明工作过程是：
纺丝溶液从纺丝板喷出后，向下竖直地通过一个非凝固性的气体层，进入到装有凝固液的凝固浴盘中，随后新生纤维和凝固浴液体一起高速通过一个与喷丝头在同一个轴向的纺丝管，在纺丝管入口处，有大量的凝固液均匀对称地喷射到纤维上，随后再与溢流到纺丝管带纤维的凝固液一起流经纺丝管，随后其它的操作同其它纺丝一样。
本发明的有益效果表现在：
本发明特别适用干湿法的高速纺丝，且还不影响纤维的其它性能。一般的干湿法凝固装置纺丝速度为150m/min左右，如果提高纺丝速度，纤维的强度等性能会大大降低，本发明的纺丝速度可以达到800m/min，纤维的其它性能基本上不受影响，这在工业上是非常有经济价值，可以大大提高企业的产率，从而降低生产成本。
附图说明
图1是适用于本发明的一个纺丝过程简易流程图
图2一般干湿法纺丝的凝固装置示意图
图3本发明凝固装置结构示意图
具体实施方式
在图1中，纺丝溶液经过计量泵计量后输送到包含喷丝板的纺丝组件1，从喷丝板出来的纤维经过一层非凝固性的气体层2进行拉伸和取向，然后进入凝固盘3中，在此纤维经过凝固、冷却、定型，随后新生纤维和凝固液一起高速度地进入凝固盘的溢流口，然后纤维依次通过纺丝管4、导向装置5，洗涤环6、7、8，干燥环9，最后在收丝机10处收丝。
图2是一般常用的干喷湿纺的凝固装置结构图。纤维从纺丝组件1喷出后，经过在非凝固性的气体层2中拉伸和取向，再进入到凝固槽中进行凝固沉淀。
图3是本发明的凝固装置结构图。整个凝固盘是一个以16作为支撑，17表面为碟状的一个圆盘，凝固液穿过进口15进入到压力仓14中，为使凝固液以一种恒定的、水平的、非湍流辐射型方式进入凝固盘中，压力仓内装填了一些瓷环、玻璃珠等一些填充物，凝固液通过孔18进入到凝固盘中凝固、定型纤维，随后凝固液再带动纤维一起流进溢流口19，纤维到达纺丝管入口处时，从通道24、21、20进来的凝固液均匀、对称地喷射到纤维上，喷射方向与纤维流动方向呈一定夹角(0°～80°)，之后纤维与合并的凝固液一起通过纺丝管22(该部分纺丝管内径较小，凝固液在此是充满的)、23(该部分纺丝管内径较大，凝固液与纤维部分分离开来)，进入后面洗涤工序。
凝固盘内装的液体层也就是从凝固盘底部到凝固盘上液面的垂直距离间的液体称为“滞留层”。为维持滞留层的高度恒定，可适当调大进入凝固盘中的液体，使少量凝固液漫过密封板12进入到溢流槽11中，这样凝固液的高度就不会随后面流程的影响而波动，而滞留层的高度可以通过调整溢流板13的厚度来加以调整。
下面结合实例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
用一个配置类似于图1所示的装置，将一个包括18.0％～19.5％(重量百分比)其比浓粘度为6.0的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂溶解在100％H2SO4中(溶解温度为70～90℃)制成的纺丝溶液加压依次通过过滤器、计量泵、以及从装有直径为4.8cm、孔数为1000孔的喷丝板的纺丝组件内喷出，然后再依次通过一定厚度的空气带、一定厚度的凝固液(温度控制在0℃～15℃，H2SO4浓度为0％～15％(wt))滞留层，之后纤维被纺丝管处喷射液体形成的吸力拖进纺丝管，然后纤维再经过水洗、中和、干燥、上油、收丝，取样分析。
实施例2
操作过程和例1一样，只不过通过更换凝固盘内溢流板的厚度来调节滞留层的厚度(14mm～76mm)，取样分析，看纤维性能有何变化。
实施例3
操作过程和例1一样，只不过调节喷射凝固液的流速(200m/min～750m/min)来控制纤维所受的张力，取样分析，看纤维性能有何变化。

Claims (8)

1.一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，包括一个凝固盘和与凝固盘下端连接的纺丝管，其特征在于：凝固盘的四周为灌注凝固液的压力仓，其上设有凝固液进口和出口，压力仓的顶部设置有溢流板和密封板；所述凝固盘中部的溢流口与纺丝管管口位置对应，纺丝管管壁四周设置有喷液管。
2.按照权利要求1所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：所述喷液管上端汇聚成锥形，在纺丝管管口处，以向下呈一定角度对称布置。
3.按照权利要求1或2所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：所述压力仓内设有填充物。
4.按照权利要求3所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：所述压力仓的外周设置有位置高于密封板的溢流槽。
5.按照权利要求4所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：凝固盘内的凝固液厚度通过调节凝固盘上溢流板的厚度来控制。
6.按照权利要求3所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：纺丝管与喷丝头同轴向的，纺丝管带有夹套，喷液管位于夹套内。
7.按照权利要求6所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：喷液管内凝固液的喷射速度和纺丝速度成比例。
8.按照权利要求6所述一种用于高纺速干湿法纺丝的凝固装置，其特征在于：所适用的纺丝速度为250m/min～800m/min。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838858A (zh) * 2010-05-26 2010-09-22 安庆安纳特种纤维有限公司 密集型腈纶纤维成型机
CN103498207A (zh) * 2013-10-21 2014-01-08 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种适用于干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形装置
CN103498204A (zh) * 2013-10-21 2014-01-08 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形方法及装置
CN103572390A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种制造芳纶ⅲ纤维的干喷-湿纺方法
WO2021103167A1 (zh) * 2019-11-26 2021-06-03 中芳特纤股份有限公司 一种对位芳纶干喷湿纺的凝固浴装置及其纺丝方法
CN115044989A (zh) * 2022-06-07 2022-09-13 山东非金属材料研究所 一种pbo纤维干湿法成型方法
CN116407957A (zh) * 2022-12-29 2023-07-11 南京水诺环保科技有限公司 一步成型高脱盐纳滤膜制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN103498207A (zh) * 2013-10-21 2014-01-08 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种适用于干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形装置
CN103498204A (zh) * 2013-10-21 2014-01-08 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形方法及装置
CN103572390A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种制造芳纶ⅲ纤维的干喷-湿纺方法
CN103498204B (zh) * 2013-10-21 2016-04-27 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形方法及装置
CN103498207B (zh) * 2013-10-21 2016-05-18 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种适用于干喷-湿纺法制造芳纶ⅲ纤维的凝固成形装置
CN103572390B (zh) * 2013-10-21 2016-06-22 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种制造芳纶ⅲ纤维的干喷-湿纺方法
WO2021103167A1 (zh) * 2019-11-26 2021-06-03 中芳特纤股份有限公司 一种对位芳纶干喷湿纺的凝固浴装置及其纺丝方法
CN115044989A (zh) * 2022-06-07 2022-09-13 山东非金属材料研究所 一种pbo纤维干湿法成型方法
CN115044989B (zh) * 2022-06-07 2024-02-13 山东非金属材料研究所 一种pbo纤维干湿法成型方法
CN116407957A (zh) * 2022-12-29 2023-07-11 南京水诺环保科技有限公司 一步成型高脱盐纳滤膜制备方法
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