CN107541797B - 聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括(1)将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板；(2)将喷丝板置于清洗液中进行物理振荡清洗；(3)对物理振荡清洗后的喷丝板进行冲洗5分钟以上至喷丝板表面无杂质；(4)将冲洗后的喷丝板放入超声波清洗设备中进行超声清洗；(5)使用纯净的压缩空气吹扫超声清洗后的喷丝板至喷孔内无水珠；(6)将吹扫后的喷丝板放入烘箱进行烘干，并在烘干后冷却；(7)检测冷却后的喷丝板是否整体清洗合格，合格则结束清洗；不合格则重复步骤(2)至步骤(7)，直至合格后结束清洗。本申请使聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺喷丝板清洗洁净度更高，时间更短，效率更高。
Description
技术领域
本申请属于化学纤维制造行业喷丝板清洗技术领域，具体涉及一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法。
背景技术
聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺用喷丝板厚度约8～10mm，相较湿法纺丝厚很多；孔径小，一般为0.10～0.15mm；干喷湿纺所用聚合原液属于高分子量、高粘度、高固含量纺丝液；为了减小出口膨胀效应，喷丝板的长径比设计值比较大(2～4)；同时聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺生产工艺对于喷丝板洁净度要求非常高(肉眼检测没有一个堵孔，仪器检测合格率在99.9％以上)。因此干喷湿纺专用喷丝板清洗难度大、时间长、合格率低，而且聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺用喷丝板价格比较昂贵，不可能大量购买。
制备聚丙烯腈原丝常用的溶剂有二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、硝酸和氯化锌水溶液。对于聚丙烯腈的溶解能力有机溶剂高于无机溶剂，在有机溶剂中二甲基甲酰胺和二甲基亚砜最好，但聚合反应使用二甲基甲酰胺作为溶剂，丙烯腈单体转化率低，所以国内聚丙烯腈基碳纤维生产厂家聚合反应大都采用二甲基亚砜溶液一步法。综合考虑选择二甲基亚砜作为喷丝板清洗溶剂最优，同时二甲基亚砜具有存储与使用方便、回收简单等特点，可以节省大量开支。
二甲基亚砜闪点是95℃，有一定的挥发性，在高温下会发生分解，所以使用二甲基亚砜作为溶剂清洗喷丝板时温度一般在90℃以下，在温度受限的情况下采用现有的浸泡或者浸泡时加一定旋转的清洗方法，不仅清洗时间长，而且合格率也很低，严重制约原丝生产产量；而如果要保障原丝生产产量，喷丝板必须大量采购，喷丝板清洗设备也必须增加，将增加很多额外成本，因此一种高效清洗喷丝板的方法非常必要。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法。
本申请提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括以下步骤：
(1)将现场下来的喷丝头(即刚刚自纺丝机上拆下的喷丝头)拆解，取下待清洗的喷丝板；
(2)将喷丝板置于清洗液中通过喷丝板上下振动的方式进行物理振荡清洗；
(3)对物理振荡清洗后的喷丝板进行冲洗5分钟以上，确保喷丝板表面无杂质；
(4)将冲洗结束后的喷丝板放入超声波清洗设备中进行超声清洗；
(5)使用纯净的压缩空气吹扫超声清洗后的喷丝板至喷孔内无水珠；
(6)将吹扫后的喷丝板放入烘箱进行烘干，并在烘干后冷却；
(7)检测冷却后的喷丝板是否整体清洗合格，若整体清洗合格则结束清洗；若整体清洗不合格则重复步骤(2)至步骤(7)，直至整体清洗合格后结束清洗。
本申请首次提出以物理振荡方式清洗喷丝板，通过一定幅度、频率的物理振荡，加速喷丝板中的高分子量、高粘度、高固含量的原液或者凝胶溶于清洗液中，缩短清洗时间，提高清洗效率；超声波清洗后用纯净的压缩空气吹扫，可以大幅减少烘箱烘干时间，同时也提高了喷丝板清洗合格率。本申请的清洗方法使聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺喷丝板清洗的洁净度更高，时间更短，效率更高。
优选的，步骤(1)过程中喷丝板不能接触任何含水溶液。因为水会使纺丝原液凝固，清洗难度增加。尤其是水如果进入喷丝孔内使孔内原液凝固，将极大的增加清洗难度。在优选方案中确保喷丝板不碰水，可以大幅度降低清洗难度，提高清洗效率和清洗效果。
优选的，步骤(2)在振荡清洗器内进行；振荡清洗器包括盛装有清洗液的密闭容器和位于密闭容器内的振荡装置；喷丝板固定在振荡装置上，在振荡装置作用下在清洗液内往复振荡。
优选的，步骤(2)中清洗液为纯二甲基亚砜。纯二甲基亚砜溶解性能比含一定水分的二甲基亚砜效果要好很多，在优选方案中选用纯二甲基亚砜作为清洗液，清洗效率高，效果好。
优选的，步骤(2)中喷丝板物理振荡方式为上下振动，振幅5～15厘米，振动频率10～30次/分钟，清洗温度60～90℃，清洗时间8～12小时。振幅过小、振动频率过低则所需清洗时间过长且效果不理想，而振幅过大、振动频率过高则能源消耗高，对设备要求也高；实验证明上述参数最适宜。
优选的，步骤(4)中超声清洗的清洗介质为脱盐水，清洗温度40～80℃，清洗2～4小时。
优选的，步骤(5)中吹扫方式为正反两面反复吹扫，吹扫时间为5～10分钟。
优选的，步骤(6)的烘干温度80～100℃，烘干时间3～5小时。
优选的，步骤(6)中冷却包括在空气中常温冷却2～3小时。
优选的，步骤(7)中检测步骤包括肉眼检测步骤和仪器检测步骤；肉眼检测步骤包括检测是否存在堵孔或者半堵孔，若存在堵孔或者半堵孔则重复步骤(2)至步骤(7)；若不存在堵孔和半堵孔则进入仪器检测步骤；仪器检测步骤包括检测整体清洗是否合格，若整体清洗合格则结束清洗；若整体清洗不合格则重复步骤(2)至步骤(7)，直至整体清洗合格后结束清洗。通常情况下，以喷丝板上喷孔清洗合格99.9％以上(即堵孔和半堵孔总量低于喷孔总数的0.1％)为整体清洗合格。
本申请具有的优点和积极效果是：通过一定幅度、频率的物理振荡，加速喷丝板中的高分子量、高粘度、高固含量的原液或者凝胶溶于二甲基亚砜中，缩短清洗时间，提高清洗效率；超声波清洗后正反两面用纯净的压缩空气吹扫5～10分钟可以大幅减少烘箱烘干时间，同时也提高了喷丝板清洗合格率。
除了上面所描述的本申请解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本申请所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将在下文中结合附图作进一步详细的说明。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1：
请参考图1，本实施例提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括拆解-物理振荡-冲洗-超声清洗-吹扫-烘干及冷却-肉眼检测-仪器检测等步骤，具体过程如下：
将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板，在此过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；将12块喷丝板固定在可以上下振荡的振荡装置中，整个振荡装置位于密闭容器中，清洗溶剂使用纯二甲基亚砜，喷丝板上下振幅8厘米，振动频率15次每分钟，清洗温度80℃，清洗时间10小时；取出喷丝板，用脱盐水冲洗5分钟，确保喷丝板表面无杂质；将冲洗结束后的喷板放入超声波清洗设备中，使用脱盐水清洗2小时，清洗温度60℃；将喷丝板取出并固定，正反两面用纯净的压缩空气吹扫5分钟，确保喷孔内部无水珠；将喷丝板放入烘箱，设置温度80℃，烘干时间3小时；在空气中常温冷却2小时。肉眼检测12块喷丝板全部无堵孔也无半堵孔，使用仪器检测，12块喷丝板的喷孔清洗合格率均为100％(＞99.9％，即整体清洗合格)，12块喷丝板整体清洗合格率为100％。
实施例2：
请参考图1，本实施例提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括拆解-物理振荡-冲洗-超声清洗-吹扫-烘干及冷却-肉眼检测-仪器检测等步骤，具体过程如下：
将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板，在此过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；将12块喷丝板固定在可以上下振荡的振荡装置中，整个振荡装置位于密闭容器中，清洗溶剂使用纯二甲基亚砜，喷丝板上下振幅5厘米，振动频率10次每分钟，清洗温度80℃，清洗时间8小时；取出喷丝板，用脱盐水冲洗5分钟，确保喷丝板表面无杂质；将冲洗结束后的喷板放入超声波清洗设备中，使用脱盐水清洗2小时，清洗温度60℃；将喷丝板取出并固定，正反两面用纯净的压缩空气吹扫5分钟，确保喷孔内部无水珠；将喷丝板放入烘箱，设置温度80℃，烘干时间3小时；在空气中常温冷却2小时。肉眼检测12块喷丝板全部无堵孔也无半堵孔，使用仪器检测，其中10块喷孔清洗合格率均为100％(＞99.9％，即整体清洗合格)。12块喷丝板总的整体清洗合格率为83.3％。将仪器检测不合格的2块喷丝板再次放入振荡装置中进行物理振荡清洗，并依次进行后续步骤，再次检测该2块喷孔清洗合格率均为100％(＞99.9％，即整体清洗合格)。
实施例3：
请参考图1，本实施例提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括拆解-物理振荡-冲洗-超声清洗-吹扫-烘干及冷却-肉眼检测-仪器检测等步骤，具体过程如下：
将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板，在此过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；将12块喷丝板固定在可以上下振荡的振荡装置中，整个振荡装置位于密闭容器中，清洗溶剂使用纯二甲基亚砜，喷丝板上下振幅15厘米，振动频率30次每分钟，清洗温度60℃，清洗时间12小时；取出喷丝板，用脱盐水冲洗8分钟，确保喷丝板表面无杂质；将冲洗结束后的喷板放入超声波清洗设备中，使用脱盐水清洗4小时，清洗温度80℃；将喷丝板取出并固定，正反两面用纯净的压缩空气吹扫10分钟，确保喷孔内部无水珠；将喷丝板放入烘箱，设置温度100℃，烘干时间5小时；在空气中常温冷却3小时。肉眼检测12块喷丝板全部无堵孔也无半堵孔，使用仪器检测，12块喷孔清洗合格率均为100％(＞99.9％，即整体清洗合格)，12块喷丝板总的整体清洗合格率为100％。
对比例1：
请参考图1，本实施例提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括拆解-物理振荡-冲洗-超声清洗-吹扫-烘干及冷却-肉眼检测-仪器检测等步骤，具体过程如下：
将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板，在此过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；将12块喷丝板固定在可以上下振荡的振荡装置中，整个振荡装置位于密闭容器中，清洗溶剂使用纯二甲基亚砜，喷丝板上下振幅8厘米，振动频率15次每分钟，清洗温度80℃，清洗时间10小时；取出喷丝板，用脱盐水冲洗5分钟，确保喷丝板表面无杂质；将冲洗结束后的喷板放入超声波清洗设备中，使用脱盐水清洗2小时，清洗温度60℃；将喷丝板放入烘箱，设置温度80℃，烘干时间3小时；在空气中常温冷却2小时。清洗结束后肉眼检测12块喷丝板全部无堵孔也无半堵孔，但12块喷丝板在仪器检测后喷孔清洗合格率都低于99.9％，所以总的整体清洗合格率为0。
通过对比例1与各实施例的对比可以看出，使用纯净的压缩空气对喷丝板进行吹扫对喷丝板清洗效果及清洗效率有极其重大的影响；在其他处理步骤相同的条件下，若不使用纯净的压缩空气进行吹扫又不延长烘干时间会导致喷丝板清洗全部不合格。
对比例2：
请参考图1，本实施例提供一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，包括拆解-物理振荡-冲洗-超声清洗-吹扫-烘干及冷却-肉眼检测-仪器检测等步骤，具体过程如下：
将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板，在此过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；清洗溶剂使用纯二甲基亚砜，在清洗过程中喷丝板保持水平旋转，旋转频率15转每分钟，清洗温度80℃，清洗时间48小时；取出喷丝板，用脱盐水冲洗5分钟，确保喷丝板表面无杂质；将冲洗结束后的喷板放入超声波清洗设备中，使用脱盐水清洗2小时，清洗温度60℃；将喷丝板取出并固定，正反两面用纯净的压缩空气吹扫5分钟，确保喷孔内部无水珠；将喷丝板放入烘箱，设置温度80℃，烘干时间3小时；在空气中常温冷却2小时。结束后肉眼检测4块喷丝板有堵孔或者半堵孔，8块仪器检测有4块喷孔清洗合格率高于99.9％，12块喷丝板总的整体清洗合格率为33.3％。
通过对比例2与各实施例的对比可以看出，物理振荡对清洗效率及清洗效果均有重大影响；与采用物理振荡清洗相比，若采用旋转清洗不仅会延长约40小时的清洗时间，而且喷孔清洗合格率及整体清洗合格率均会大幅度降低。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (9)
1.一种聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将现场下来的喷丝头拆解，取下待清洗的喷丝板；过程中喷丝板不能接触任何含水溶液；
(2)将喷丝板置于清洗液中通过喷丝板上下振动的方式进行物理振荡清洗；
(3)对物理振荡清洗后的喷丝板进行冲洗5分钟以上，确保喷丝板表面无杂质；
(4)将冲洗结束后的喷丝板放入超声波清洗设备中进行超声清洗；
(5)使用纯净的压缩空气吹扫超声清洗后的喷丝板至喷孔内无水珠；
(6)将吹扫后的喷丝板放入烘箱进行烘干，并在烘干后冷却；
(7)检测冷却后的喷丝板是否整体清洗合格，若整体清洗合格则结束清洗；若整体清洗不合格则重复步骤(2)至步骤(7)，直至整体清洗合格后结束清洗。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(2)在振荡清洗器内进行；所述振荡清洗器包括盛装有清洗液的密闭容器和位于密闭容器内的振荡装置；喷丝板固定在所述振荡装置上，在所述振荡装置作用下在清洗液内往复振荡。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(2)中清洗液为纯二甲基亚砜。
4.根据权利要求2所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(2)中喷丝板物理振荡方式为上下振动，振幅5～15厘米，振动频率10～30次/分钟，清洗温度60～90℃，清洗时间8～12小时。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(4)中超声清洗的清洗介质为脱盐水，清洗温度40～80℃，清洗2～4小时。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(5)中吹扫方式为正反两面反复吹扫，吹扫时间为5～10分钟。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(6)的烘干温度80～100℃，烘干时间3～5小时。
8.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(6)中冷却包括在空气中常温冷却2～3小时。
9.根据权利要求1所述的聚丙烯腈基碳纤维干喷湿纺专用喷丝板的高效清洗方法，其特征在于，所述步骤(7)中检测步骤包括肉眼检测步骤和仪器检测步骤；所述肉眼检测步骤包括检测是否存在堵孔或者半堵孔，若存在堵孔或者半堵孔则重复步骤(2)至步骤(7)；若不存在堵孔和半堵孔则进入所述仪器检测步骤；所述仪器检测步骤包括检测整体清洗是否合格，若整体清洗合格则结束清洗；若整体清洗不合格则重复步骤(2)至步骤(7)，直至整体清洗合格后结束清洗。
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