CN107367129A - 对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法及其装置 - Google Patents

对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法及其装置 Download PDF

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CN107367129A CN201710429230.3A CN201710429230A CN107367129A CN 107367129 A CN107367129 A CN 107367129A CN 201710429230 A CN201710429230 A CN 201710429230A CN 107367129 A CN107367129 A CN 107367129A
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周助胜
胡盼盼
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Abstract

本发明公开的一种对位芳纶聚合体的干燥方法及其装置，其是将预干燥的并且含水率为5％～7％的对位芳纶聚合体粉料通过提升机引入高位储料仓内，再经连接在高位储料仓与真空盘式连续干燥机之间的输送机定量地自动引入真空盘式连续干燥机干燥，控制真空盘式连续干燥机的真空度、干燥温度、干燥时间以及控制真空盘式连续干燥机的蒸汽压力，与此同时，通过配设于真空盘式连续干燥机与真空自动定量包装机之间的阀门将真空盘式连续干燥机内的物料以连续状态引入真空自动定量包装机，得到含水率为0～1000ppm的用于供纺丝使用的对位芳纶聚合体。优点：能体现连续进料和连续出料而藉以提高干燥效率、节约能源并且减小聚合体分子量和水份波动。

Description

对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法，并且还涉及该方法所用的装置。
背景技术
对位芳纶也称芳纶1414，其化学名为“聚对苯二甲酰对苯二胺”(英文缩写为：PPTA)，对位芳纶是高强度、高模量和耐高温的特种材料，由其加工成的纤维的强度是钢丝的5-6倍、比模量是钢丝的2-3倍并且耐350℃高温，被广泛用于航天航空、交通通讯、化工等领域。我国从“六五”期间开始研究，直至2011年逐步开始进入1000吨/年的产业化阶段。
对位芳纶纺丝对聚合体有很高的要求，否则直接影响芳纶纤维的质量及稳定性。具体表现为以下两个方面：一是要求聚合体的分子量均一，如果分子量分布较宽，而且前一批聚合体与后一批聚合体的分子量不一致，那么聚合体溶解时间也不一，分子量低的容易降解，停留在浆液中的时间越长降解也越快，从而难以得到均一性很好的纺丝浆液，最终影响纤维质量的稳定性。二是要求聚合体的含水率一致，通常认为聚合体水份越小越好，即聚合体越干越好，例如水份低于0.05％为好，但是在工业化生产中往往很难达到并容易造成上下波动。
国内对位芳纶聚合体的干燥方法一般采用鼓风烘箱干燥、气流干燥或锥形旋转真空干燥等，这些干燥方法均属间歇干燥方法范畴。间歇干燥烘干时间长达8～12小时，同时规模小、批量小并且能耗大。而且这些间歇干躁方法得到的各批次对位芳纶聚合体分子量和含水率均不一样，因此生产的对位芳纶聚合体往往经过混批才能使用，而混批后的对位芳纶聚合体存在分子量分布较宽、水份含量波动大的问题，纺丝工艺很难适应这些波动，常常出现聚合体降解严重、注头多、毛丝多、光泽差、拉伸强力低等等生产不稳定现象。因此间歇干燥远不能满足对位芳纶大规模工业化生的要求。
本申请人作了文献检索，然而在已公开的中外专利和非专利文献中均未见诸得以消除前述间歇干燥的欠缺的技术启示，为此本申请人作了积极而有益的探索与尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的首要任务在于提供一种有助于缩短干燥时间、有利于节约能耗、有益于显著减小聚合体分子量和水份波动的对位芳纶聚合体的真空干燥方法。
本发明的另一任务在于提供一种对位芳纶聚合体的真空干燥方法所用的装置，该装置结构简练并且能够保障所述对位芳纶聚合体的真空干燥方法的所述技术效果的全面体现。
本发明的首要任务是这样来完成的:
一种对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法，其是将经过预干燥的并且含水率为5％～7％、比浓对数粘度为6.0dL/g～6.5dL/g的对位芳纶聚合体粉料通过提升机引入高位储料仓内，再经连接在所述高位储料仓与真空盘式连续干燥机之间的输送机定量地自动引入真空盘式连续干燥机内进行真空干燥；真空干燥过程中控制真空盘式连续干燥机的真空度、干燥温度、干燥时间以及控制真空盘式连续干燥机的蒸汽压力，与此同时，通过配设于真空盘式连续干燥机与真空自动定量包装机之间的双切换阀门将真空盘式连续干燥机内的物料以连续状态引入真空自动定量包装机，得到比浓对数粘度为6.0dL/g～6.5dL/g和含水率为0～1000ppm的用于供纺丝使用的对位芳纶聚合体。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的控制真空盘式连续干燥机的真空度是将真空度控制在-0.085～-0.1MPa之间；所述的控制真空盘式连续干燥机的干燥温度是将干燥温度控制为120～160℃；所述的控制真空盘式连续干燥机的干燥时间是将干燥时间控制为240～300min；所述的控制真空盘式连续干燥机的蒸汽压力是将蒸汽压力控制为0.2～0.6MPa。
本发明的另一个任务是这样来完成的，一种上述对位芳纶聚合体的干燥方法所用的装置，包括提升机、高位储料仓、输送机、真空盘式连续干燥机、真空切换阀、真空自动定量包装机和抽真空机构，所述提升机伴随于高位储料仓，所述提升机的出料口与所述高位储料仓的进料口对接，所述输送机连接在高位储料仓的出料口与所述真空盘式连续干燥机的进料口之间，所述真空切换阀连接在所述真空盘式连续干燥机的出料口与所述真空自动定量包装机之间，所述抽真空机构与所述真空盘式连续干燥机的抽真空连接连接；所述真空盘式连续干燥机的蒸汽口与蒸汽源连接。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的输送机为双齿轮输送机。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的提升机为真空供料机、螺带式输送机或翻板式输送机。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的真空切换阀为双切换耐磨陶瓷阀门。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的抽真空机构包括真空泵、缓冲罐和冷凝器，所述缓冲罐连接在真空泵与冷凝器之间，而所述冷凝器的入口与所述真空盘式连续干燥机的抽真空口连接。
本发明提供的技术方案通过真空盘式连续干燥机使物料在真空状态下干燥，并且由阀门将干燥的物料以连续状态引入真空自动定量包装机，从而能体现连续进料和连续出料而藉以提高干燥效率、节约能源并且减小聚合体分子量和水份波动。
附图说明
图1为本发明方法所用的装置的示意图。
具体实施方式
请见图1，由输送能力为150-200kg/小时并且优选为200kg/小时的由真空供料机1、螺带式输送机或翻板式输送机充任的提升机将预先干燥的并且含水率为5％～7％、比浓对数粘度为6.0dL/g～6.5dL/g的对位芳纶聚合体粉料引入锥形的高位储料仓2，高位储料仓2的容积为500～1000L，在高位储料仓2内配有5～10转/min(优选为10转/min)搅拌器及气动敲击锤，这种结构的高位储料仓2可由市场渠道购取，例如优选而非绝对限于地使用由中国江苏省常州市前卫机械制造有限公司生产销售的型号为CQW-A型储料仓。
进入到高位储料仓2内的对位芳纶聚合体粉料经连接在高位储料仓2与真空盘式连续干燥机3之间的双齿轮输送机输送到真空盘式连续干燥机3内干燥，真空盘式连续干燥机3的直径为1800～3000㎜(优选为2400㎜)，加热盘层数为10～20层，优选为15层，干燥面积为30～60m2，优选为45m2，通过调整真空盘式连续干燥机3的回转耙叶的高度而控制对位芳纶聚合体物料的厚度，通常的厚度为10～30㎜，优选为20㎜。真空盘式连续干燥机的主轴的转速优选为1～10转/min，优选为8转/min，在真空盘式连续干燥机干燥的过程中，由抽真空机构7对其抽真空至-0.09～-0.1MPa，优选为-0.09MPa，干燥温度控制为120-160℃，干燥时间为240～300min，蒸汽压力控制为0.2～0.6MPa。真空盘式连续干燥机3优选采用由中国江苏省常州市益尔干燥设备有限公司生产的干燥机。在真空盘式连续干燥机3干燥的同时，通过配接在真空盘式连续干燥机3的出料口与真空自动定量包装机6之间的真空切换阀5(耐磨陶瓷阀门)将干燥的并且含水率为0～1000ppm的对位芳纶聚合体引入真空自动定量包装机，用于纺丝。
前述的抽真空机构7由真空泵71、缓冲罐72和冷凝器73构成，其中缓冲罐72通过管路连接在真空泵71与冷凝器73之间，而冷凝器73通过管路与真空盘式连续干燥机的抽真空口连接，真空盘式连续干燥机4的蒸汽口与蒸汽源连接。
由于真空盘式干燥机换热面积大，物料的厚度均一，同时可以不断的翻动物料，使其受热均匀达到换热速度快的目的，解决了对位芳纶聚合体干燥过程中烘干时间长、能耗大的问题。采用物料连续干燥技术，解决了间歇干燥过程中聚合体分子量和水份波动大的问题，为对位芳纶纺丝奠定了基础。
实施例1：
实施例2：
实施例3：
由上述实施例1-3得到的即干燥的对位芳纶聚合体付诸纺丝的结果由下表所示：

Claims (7)

1.一种对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法，其特征是将经过预干燥的并且含水率为5％～7％、比浓对数粘度为6.0dL/g～6.5dL/g的对位芳纶聚合体粉料通过提升机引入高位储料仓内，再经连接在所述高位储料仓与真空盘式连续干燥机之间的输送机定量地自动引入真空盘式连续干燥机内进行真空干燥；真空干燥过程中控制真空盘式连续干燥机的真空度、干燥温度、干燥时间以及控制真空盘式连续干燥机的蒸汽压力，与此同时，通过配设于真空盘式连续干燥机与真空自动定量包装机之间的双切换阀门将真空盘式连续干燥机内的物料以连续状态引入真空自动定量包装机，得到比浓对数粘度为6.0dL/g～6.5dL/g和含水率为0～1000ppm的用于供纺丝使用的对位芳纶聚合体。
2.如权利要求1所述的一种对位芳纶聚合体的连续真空干燥方法，其特征是所述的控制真空盘式连续干燥机的真空度是将真空度控制在-0.085～-0.1MPa之间；所述的控制真空盘式连续干燥机的干燥温度是将干燥温度控制为120～160℃；所述的控制真空盘式连续干燥机的干燥时间是将干燥时间控制为240～300min；所述的控制真空盘式连续干燥机的蒸汽压力是将蒸汽压力控制为0.2～0.6MPa。
3.一种权利要求1或2所述的对位芳纶聚合体的干燥方法所用的装置，其特征在于，包括提升机、高位储料仓、输送机、真空盘式连续干燥机、真空切换阀、真空自动定量包装机和抽真空机构，所述提升机伴随于高位储料仓，所述提升机的出料口与所述高位储料仓的进料口对接，所述输送机连接在高位储料仓的出料口与所述真空盘式连续干燥机的进料口之间，所述真空切换阀连接在所述真空盘式连续干燥机的出料口与所述真空自动定量包装机之间，所述抽真空机构与所述真空盘式连续干燥机的抽真空连接连接；所述真空盘式连续干燥机的蒸汽口与蒸汽源连接。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的输送机为双齿轮输送机。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的提升机为真空供料机、螺带式输送机或翻板式输送机。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的真空切换阀为双切换耐磨陶瓷阀门。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的抽真空机构包括真空泵、缓冲罐和冷凝器，所述缓冲罐连接在真空泵与冷凝器之间，而所述冷凝器的入口与所述真空盘式连续干燥机的抽真空口连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111721664A (zh) * 2020-04-24 2020-09-29 上海远跃制药机械有限公司 一种基于真空履带干燥机的检测方法、系统、装置

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CN102538409A (zh) * 2012-03-10 2012-07-04 苏州兆达特纤科技有限公司 对位芳纶聚合体的干燥方法及其装置

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