CN106283222A - 采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，该装置包含纺丝原液的计量与喷丝装置、纤维成型与后处理装置；纺丝原液的计量与喷丝装置包含纺丝原液储存罐、计量泵、过滤器、纺丝组件、喷丝板等；纤维成型与后处理装置包含导向轮、凝固槽、1#牵引机、牵伸浴槽、2#牵引机、水洗机、上油槽、烘干机、热定型机、上油机、卷绕机等；采用该装置制备间位芳纶纤维比采用湿法纺丝装置速度至少提高2.5倍以上，且制备的间位芳纶纤维表面光滑、孔洞少，机械性能好。

Description

采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置

技术领域

属化工机械领域，是涉及化学纤维的生产装置。确切地说是涉及采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置。

背景技术

化学纤维的纺丝可分为熔融纺丝和溶液纺丝，溶液纺丝又可分为湿法纺丝、干法纺丝和干湿法（干喷湿纺）。干法纺丝、湿法纺丝和干湿法纺丝都是采用成纤高聚物的浓溶液来形成纤维。干纺时，从喷丝头毛细孔中压出的纺丝液细流不是进入凝固浴，而是进入纺丝甬道中，通过甬道中热空气流的作用,使原液细流中的溶剂快速挥发,挥发出来的溶剂蒸汽被热空气流带走，原液在逐渐脱去溶剂的同时发生固化，并在卷绕张力的作用下伸长变细而形成初生纤维。湿纺时，从喷丝孔眼中压出的原液细流进入凝固浴，原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，凝固剂向细流渗透，从而使原液细流达到临界浓度，在凝固浴中析出而形成纤维，湿纺中的扩散和凝固是物理化学过程。干湿法纺丝是将干法纺丝与湿法纺丝的特点结合起来的化学纤维纺丝方法，干湿法纺丝时，从喷丝头毛细孔中压出的纺丝液细流先进入空隙层，然后再进入凝固浴中，后续处理与湿纺纺丝相同。

间位芳纶学名为聚间苯二甲酰间苯二胺，国内也称芳纶1313，间位芳纶是当今高性能纤维中发展最快的品种之一，是一种综合性能优良的高科技纤维，在防护服装、蜂窝结构材料、电绝缘纸和高温过滤材料等方面有着广泛的用途，是航空航天、电子、通讯、环保、石油化工、海洋开发和特种服装等领域的重要基础材料，间位芳纶沉析纤维和短切纤维是制造芳纶绝缘纸和蜂窝纸的基础原材料。

间位芳纶没有熔点，当温度超过一定程度时，直接碳化，导致间位芳纶无法通过熔融纺丝来制备；间位芳纶纤维的生产可以采用干法纺丝、湿法纺丝和干湿法纺丝。干法纺丝速度快、效率高，纤维无皮芯结构或很弱的皮芯结构，所得纤维机械性能好，但是干法纺丝技术难度大，控制要求高。湿纺纺丝技术难度相对较小，单头孔数多、产量大，但制得的纤维皮芯结构严重，纤维中孔洞多且孔洞尺寸大，机械性能相对较差。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置。该装置包含纺丝原液的计量与喷丝装置、纤维成型与后处理装置等；纺丝原液的计量与喷丝装置包含：纺丝原液储存罐、计量泵、过滤器、纺丝组件、喷丝板等；它们的连接关系是：纺丝原液储存罐的输出口通过管路与计量泵的输入口相连接，计量泵的输出口通过管路与过滤器的输入口相连接，过滤器的输出口通过管路与纺丝组件的输入口相连接，喷丝板位于纺丝组件的出口端；纤维成型与后处理装置包含：导向轮、凝固槽、1#牵引机、牵伸浴槽、2#牵引机、水洗机、上油槽、烘干机、热定型机、上油机、卷绕机等；它们的位置关系是：导向轮位于喷丝板正下方，导向轮固定在凝固槽内，1#牵引机位于导向轮的下游，1#牵引机与2#牵引机之间设置有牵伸浴槽；2#牵引机的下游设置有水洗机；水洗机的下游设置有上油槽；上油槽的下游设置有烘干机；烘干机的下游设置有热定型机；热定型机的下游设置有上油机，上油机的下游设置有卷绕机。

上述技术方案中：纺丝原液储存罐至所述纺丝组件输入口之间的管道均设置有伴热，可以采用电伴热或者夹套伴热。

上述技术方案中： 所述喷丝板的板面与所述凝固槽内的凝固浴液面平行。

上述技术方案中：所述喷丝板的板面与所述凝固槽内的凝固浴液面距离可调范围为3～35mm。

上述技术方案中：所述水洗机采用喷淋式水洗机。

上述技术方案中：所述上油槽采用浸入式上油。

上述技术方案中：所述烘干机采用两辊加热，加热方式为水蒸气加热或电加热。

上述技术方案中：所述烘干机上的两个加热辊分别采用独立的驱动系统。

上述技术方案中：所述热定型机至少配置四个辊，每个辊单独配置一台驱动电机，加热方式采用电加热。

上述技术方案中：所述上油机采用油辊上油。

本发明的积极效果是。

（1）采用该装置制备间位芳纶纤维比采用湿纺纺丝装置速度至少提高2.5倍以上；

（2）在本发明该装置上，采用干湿法纺丝制备的间位芳纶纤维表面光滑、孔洞少，机械性能比湿法纺丝好。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。

图1是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，它包含纺丝原液的计量与喷丝装置、纤维成型与后处理装置等；纺丝原液的计量与喷丝装置包含：纺丝原液储存罐1、计量泵2、过滤器3、纺丝组件4、喷丝板5等；它们的连接关系是：纺丝原液储存罐）的输出口通过管路与计量泵2的输入口相连接，计量泵2的输出口通过管路与过滤器3的输入口相连接，过滤器3的输出口通过管路与纺丝组件4的输入口相连接，喷丝板5位于纺丝组件4的出口端。纤维成型与后处理装置包含：导向轮6、凝固槽7、1#牵引机8、牵伸浴槽9、2#牵引机10、水洗机11、上油槽12、烘干机13、热定型机14、上油机15、卷绕机16等；它们的位置关系是：导向轮6位于喷丝板正下方，导向轮6固定在凝固槽7内，1#牵引机8位于导向轮6的下游，1#牵引机8与2#牵引机10之间设置有牵伸浴槽9；2#牵引机10的下游设置有水洗机11；水洗机11的下游设置有上油槽12；上油槽12的下游设置有烘干机13；烘干机13的下游设置有热定型机14；热定型机14的下游设置有上油机15，上油机15的下游设置有卷绕机16。

上述技术方案中：纺丝原液储存罐1至所述纺丝组件4输入口之间的管道均设置有伴热，可以采用电伴热或者夹套伴热。

上述技术方案中： 所述喷丝板5的板面与所述凝固槽7内的凝固浴液面平行。

上述技术方案中：所述喷丝板5的板面与所述凝固槽7内的凝固浴液面距离可调范围为3～35mm。

上述技术方案中：所述水洗机11采用喷淋式水洗机。

上述技术方案中：所述上油槽12采用浸入式上油。

上述技术方案中：所述烘干机13采用两辊加热，加热方式为水蒸气加热或电加热。

上述技术方案中：所述烘干机13上的两个加热辊分别采用独立的驱动系统。

上述技术方案中：所述热定型机14至少配置四个辊，每个辊单独配置一台驱动电机，加热方式采用电加热。

上述技术方案中：所述上油机15采用油辊上油。

实施例。

纺丝原液储存罐1至所述纺丝组件4输入口之间的管道均设置有伴热，采用电伴热。

喷丝板5的板面与所述凝固槽7内的凝固浴液面平行，两者之间可调距离范围为3～35mm。

水洗机11采用喷淋式水洗机。

上油槽12采用浸入式上油。

烘干机13采用两辊加热，加热方式为电加热。

烘干机13上的两个加热辊分别采用独立的驱动系统。

热定型机14配置四个辊，每个辊单独配置一台驱动电机，加热方式采用电加热。

上油机15采用油辊上油。

将间位芳纶树脂质量分数为20.04%、氯化钙质量分数为9.34%、水的质量分数为3.03%、N,N-二甲基乙酰胺的质量分数为67.59%的浆液升温至110℃，先后经过滤精度为20微米、10微米的二级过滤，置于纺丝原液储存罐1中静置脱泡12小时备用。纺丝原液储存罐1中的纺丝原液在计量泵2的输送下先通过过滤精度为5微米的过滤器3后，在进入纺丝组件4，从喷丝板5的喷丝孔中喷出，进入间距为20mm的空气层，然后再进入凝固浴中凝固成初生纤维（凝固条件为：温度15℃，质量分数1%的DMAc水溶液），初生纤维被牵伸2.8倍；初生纤维在牵伸浴槽9的热水中被牵伸2.2倍，热水温度为65℃；在水洗机11中被60℃热水喷淋洗涤掉纤维中的盐和溶剂；水洗后的纤维通过油槽12，油剂质量分数为5%；再在150℃的烘干机13热辊上烘干，然后在热定型机14前两辊之间牵伸2.5倍，后两辊不牵伸，保持与第二辊同样的速度，四个棍的温度控制在375℃；纤维经上油机15上油辊后，控制纤维中油剂质量分数为0.8～1%；再经卷绕机16卷绕成品。

取样检测，所得间位芳纶长丝断裂强度为5.1cn/dtex。

以上所述仅是本发明的优选技术方案，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：包含纺丝原液的计量与喷丝装置、纤维成型与后处理装置等；纺丝原液的计量与喷丝装置的连接关系是：纺丝原液储存罐（1）的输出口通过管路与计量泵（2）的输入口相连接，计量泵（2）的输出口通过管路与过滤器（3）的输入口相连接，过滤器（3）的输出口通过管路与纺丝组件（4）的输入口相连接，喷丝板（5）位于纺丝组件（4）的出口端；纤维成型与后处理装置的位置关系是：导向轮（6）位于喷丝板正下方，导向轮（6）固定在凝固槽（7）内，1#牵引机（8）位于导向轮（6）的下游，1#牵引机（8）与2#牵引机（10）之间设置有牵伸浴槽（9）；2#牵引机（10）的下游设置有水洗机（11）；水洗机（11）的下游设置有上油槽（12）；上油槽（12）的下游设置有烘干机（13）；烘干机（13）的下游设置有热定型机（14）；热定型机（14）的下游设置有上油机（15），上油机（15）的下游设置有卷绕机（16）。

2.根据权利要求1所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述纺丝原液储存罐（1）至所述纺丝组件（4）输入口之间的管道均设置有伴热，可以采用电伴热或者夹套伴热。

3.根据权利要求1所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述喷丝板（5）的板面与所述凝固槽（7）内的凝固浴液面平行。

4.根据权利要求1或3所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是： 所述喷丝板（5）的板面与所述凝固槽（7）内的凝固浴液面距离可调范围为3～35mm。

5.根据权利要求1所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述水洗机（11）采用喷淋式水洗机。

6.根据权利要求1所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述上油槽（12）采用浸入式上油。

7.根据权利要求1所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述烘干机（13）采用两辊加热，加热方式为水蒸气加热或电加热。

8.根据权利要求7所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述烘干机（13）上的两个加热辊分别采用独立的驱动系统。

9.根据权利要求7所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述热定型机（14）至少配置四个辊，每个辊单独配置一台驱动电机，加热方式采用电加热。

10.根据权利要求7所述的一种采用干湿法纺丝制备间位芳纶长丝的装置，其特征是：所述上油机（15）采用油辊上油。