CN106283663B - 一种废弃芳纶的处理方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于：包括原料收集、乱丝整理、卷曲、分切、烘干，其中乱丝整理和卷曲过程中均用3%的水溶性硅油处理芳纶废料。本发明通过优化废弃芳纶处理工艺，在乱丝整理和卷曲过程中均用3%的水溶性硅油处理芳纶废料，并通过分切后没有倍长纤维，使其处理后的废弃芳纶保持有原来优异的机械性能的同时呈棉花状，进一步使其可应用于针刺工艺。本发明经过处理后的废弃芳纶具有与新制的人造芳纶纤维相同的特性，可替代其用作工业生产，从而大大提高了芳纶的利用率和降低了芳纶制品的生产成本。

Description

一种废弃芳纶的处理方法及其应用
技术领域
本发明涉及芳纶回收处理领域，特别涉及一种废弃芳纶的处理方法及其应用。
背景技术
芳纶，全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5~6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560℃下不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。
随着禁止使用石棉的环境保护运动，芳纶得到了迅速的发展，逐步取代石棉成为刹车片、离合器片、密封垫的主要材料。此外，其在其他工业领域中也得到了广泛的应用，如光纤防护、高温过滤袋、汽车胶管、轮胎、音响弹波布、动力传送带、运输带、转移印花毯、胶鞋鞋底等方面；在个体防护领域，芳纶可以制成防弹衣、防弹头盔、防弹装甲等、消防服、消防面罩、军警作训服、防切割手套等；在民用领域，芳纶可以做成飞机、汽车、高铁的阻燃内饰及织物，可以制成防火毯、逃生绳、阻燃窗帘、床罩、睡衣、桌布、围裙、微波炉手套等。芳纶还能做成芳纶纸，用于电机、变压器、电子电器的绝缘，还可进一步加工成蜂窝结构材料，用于飞机、游艇、高铁、动车的次受件。
芳纶如此广泛的应用不可避免地会产生大量芳纶废料，例如目前国内的芳纶纺丝生产过程中产生的废料、废旧的海底光纤光缆中的芳纶剥离丝、工业用的各种废旧芳纶布及芳纶布加工产的芳纶布边角料等，然而这些废弃芳纶本身的质量之间存在较大的差异，再加上芳纶的刚性大、表面摩擦系数大、难以重复加工，因此废弃芳纶的回收利用成为一迫切需要解决的技术问题，以提高芳纶的利用率和降低芳纶的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种废弃芳纶的处理方法。
本发明的另一目的在于，提供一种废弃芳纶的处理方法的应用。
本发明所采取的技术方案是：一种废弃芳纶的处理方法，其包括原料收集、乱丝整理、卷曲、分切、烘干，其中乱丝整理和卷曲过程中均用浓度为3%的水溶性硅油处理芳纶废料。
作为上述方案的进一步改进，该废弃芳纶的处理方法包括如下工艺步骤：
（1）原料收集：收集纤维厂的乱丝、废旧光纤光缆的剥离丝等芳纶废料；
（2）乱丝整理：把收集的芳纶废料整理成长度为1.2~1.5m的丝束，除油除杂质，用浓度为3%的水溶性硅油处理，水锅加热到60℃，浸泡3~6h，得第一半成品；
（3）卷曲：用压力填充式卷曲机进行卷曲处理，其中卷曲刀宽度为60mm，卷曲轮直径为150mm，卷曲刀的压力由杠杆力臂式调整，连续喂料，用浓度为3%的水溶性硅油处理，卷曲度控制在2~3个/cm范围内，使芳纶废料呈棉花状，得第二半成品；
（4）分切：用闸刀式纤维切断机分切，控制分切后芳纶废料长度为49~53mm，无倍长纤维，得第三半成品，其中切断机每切70~90kg第二半成品后磨刀一次。
（5）烘干：将第三半成品中的水分烘干，控制回潮率为5%，得成品。
作为上述方案的进一步改进，该废弃芳纶的处理方法还包括如下工艺步骤：对步骤（4）所得第三半成品进行挑拣处理，将80mm以上的芳纶废料挑出。
作为上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述除油除杂质过程为先用浓度为3%的弱碱液浸泡20~60min后用清水清洗干净。
作为上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述连续喂料过程中控制压料气压为0.8~1MPa。
作为上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述卷曲度为2.5个/cm。
作为上述方案的进一步改进，步骤（4）中分切后的芳纶废料长度为51mm。
本发明所采取的另一个技术方案是：将上述的这种废弃芳纶的处理方法应用在卷曲度为2~3个/cm的棉花状的芳纶成品的制备。
作为上述方案的进一步改进，将该废弃芳纶的处理方法应用于针刺工艺的原材料的前处理。
本发明的有益效果是：本发明通过优化废弃芳纶处理工艺，在乱丝整理和卷曲过程中均用浓度为3%的水溶性硅油处理芳纶废料，并通过分切后没有倍长纤维，使其处理后的废弃芳纶保持有原来优异的机械性能的同时呈棉花状，进一步使其可应用于针刺工艺。本发明经过处理后的废弃芳纶具有与新制的人造芳纶纤维相同的特性，可替代其用作工业生产，从而大大提高了芳纶的利用率和降低了芳纶制品的生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
一种废弃芳纶的处理方法，其包括原料收集、乱丝整理、卷曲、分切、烘干，其中乱丝整理和卷曲过程中均用浓度为3%的水溶性硅油处理芳纶废料。
作为进一步实施方式，该废弃芳纶的处理方法包括如下工艺步骤：
（1）原料收集：收集纤维厂的乱丝、废旧光纤光缆的剥离丝等芳纶废料。具体地，优选品质差别不大的芳纶废料；
（2）乱丝整理：把收集的芳纶废料整理成长度为1.2~1.5m的约30万旦的丝束，除油除杂质，即先用浓度为3%的弱碱液浸泡20~60min后用清水清洗干净，然后用浓度为3%的水溶性硅油处理，水锅加热到60℃，浸泡3~6h，得第一半成品；
（3）卷曲：用压力填充式卷曲机进行卷曲处理，其中卷曲刀宽度为60mm，卷曲轮直径为150mm，卷曲刀的压力由杠杆力臂式调整，连续喂料，连续喂料过程中控制压料气压为0.8~1MPa，同时通过加温的上料槽上药剂，所述药剂即为3%的水溶性硅油，卷曲度控制在2~3个/cm范围内，卷曲度优选为为2.5个/cm，使芳纶废料呈棉花状，得第二半成品；
（4）分切：用闸刀式纤维切断机分切，控制分切后芳纶废料长度为49~53mm，进一步优选为51mm，无倍长纤维，得第三半成品，其中切断机每切70~90kg第二半成品后磨刀一次。
（5）烘干：将第三半成品中的水分烘干，控制回潮率为5%，得成品。
作为进一步实施方式，该废弃芳纶的处理方法还包括如下工艺步骤：对步骤（4）所得第三半成品进行挑拣处理，将80mm以上的芳纶废料挑出。
具体地，上述处理方法中两次用到浓度为3%的水溶性硅油对芳纶废料进行处理。现有技术中，普遍认为水溶性硅油处理对芳纶废料的改性虽然是回收处理中必不可少的，然而由于水溶性硅油为具有较强活性的非离子型表面活性剂，能显著改善织物手感，使其柔软性大大提高，因而其在芳纶改性中的使用宜少不宜多，以尽量保持芳纶本身优异的机械性能。但发明人发现，仅将水溶性硅油对于乱丝整理过程中的芳纶废料进行改性，虽然很大程度上保持了芳纶本身优异的机械性能，然而很难满足后期特殊的制备工艺如针刺工艺的要求。而进一步地，在卷曲过程中用水溶性硅油对芳纶废料进行二次处理，其配合卷曲过程中对工艺参数的调整和限定，不但没有影响芳纶本身优异的机械性能，而且还赋予卷曲后的芳纶废料如棉花状的特性，即柔软而疏松，从而使其后续可应用于非传统的特殊的制备工艺。
一种废弃芳纶的处理方法的应用，将上述的这种废弃芳纶的处理方法应用在卷曲度为2~3个/cm的棉花状的芳纶成品的制备上。
作为进一步实施方式，将该废弃芳纶的处理方法应用于针刺工艺的原材料的前处理。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
(1)原料收集：收集纤维厂的乱丝、废旧光纤光缆的剥离丝等芳纶废料；
(2)乱丝整理：把收集的芳纶废料整理成长度为1.2～1.5m的丝束，除油除杂质，用浓度为3％的水溶性硅油处理，水锅加热到60℃，浸泡3～6h，得第一半成品；
(3)卷曲：用压力填充式卷曲机进行卷曲处理，其中卷曲刀宽度为60mm，卷曲轮直径为150mm，卷曲刀的压力由杠杆力臂式调整，连续喂料，用浓度为3％的水溶性硅油处理，卷曲度控制在2～3个/cm范围内，使芳纶废料呈棉花状，得第二半成品；
(4)分切：用闸刀式纤维切断机分切，控制分切后芳纶废料长度为49～53mm，无倍长纤维，得第三半成品，其中切断机每切70～90kg第二半成品后磨刀一次；
(5)烘干：将第三半成品中的水分烘干，控制回潮率为5％，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，还包括如下工艺步骤：对步骤(4)所得第三半成品进行挑拣处理，将80mm以上的芳纶废料挑出。
3.根据权利要求1所述的一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述除油除杂质过程为先用浓度为3％的弱碱液浸泡20～60min后用清水清洗干净。
4.根据权利要求1所述的一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述连续喂料过程中控制压料气压为0.8～1MPa。
5.根据权利要求1所述的一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述卷曲度为2.5个/cm。
6.根据权利要求1所述的一种废弃芳纶的处理方法，其特征在于，步骤(4)中分切后的芳纶废料长度为51mm。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的废弃芳纶的处理方法的应用，其特征在于：该处理方法用于制备出卷曲度为2～3个/cm的棉花状的芳纶成品。
8.根据权利要求7所述的一种废弃芳纶的处理方法的应用，其特征在于，该处理方法用于针刺工艺的原材料的前处理。
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