一種聚丙烯晴基原絲離線式蒸汽牽伸工藝方法
2023-12-02 06:35:31
專利名稱：一種聚丙烯晴基原絲離線式蒸汽牽伸工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，屬於聚丙烯腈基碳纖維原絲製備技術領域。
背景技術：
碳纖維具有低密度、高比強度、高比模量、耐高溫和耐腐蝕等眾多優異性能，已在航天、軍エ、民用等各個領域得到廣泛應用。按原料路線，碳纖維可分為聚丙烯腈基、浙青基、粘膠基三大類型。其中，遺丙烯腈基碳纖維因其生產エ藝簡單、生產成本低和性能優良等特點，已成為發展最快、產量最高、品種最多以及應用最廣的一種碳纖維。眾所周知，高性能聚丙烯腈基原絲是製備高性能聚丙烯腈基碳纖維的前提，只有製備出穩定的高性能的聚丙烯腈基原絲，才能製得穩定的高性能的聚丙烯腈基碳纖維。在聚丙烯腈基原絲生產過程中，對原絲的拉伸特別是蒸汽牽伸是原絲成型及力學指標實現的 關鍵，其對原絲的結構及性能影響極大，蒸汽牽伸的牽伸倍數還直接影響原絲的產量，對原絲的成本影響極大。即蒸汽牽伸不僅影響最終碳纖維的性能，而且對碳纖維成本的影響極大。聚丙烯腈基原絲生產過程中，要對纖維進行拉伸，一般總牽伸倍數在6到15倍之間，其中蒸汽牽伸作為最後一道牽伸，一般牽伸倍數為2到5倍之間。現有エ藝蒸汽牽伸是在線牽伸，即在生產線上連續牽伸，該方法有如下缺點(1)由於在線原絲進入蒸汽牽伸前，絲束已經有20-100米/分的速度，使得蒸汽牽伸在較高速度下完成，為保證有足夠的牽伸溫度和牽伸時間需要蒸汽牽伸箱較長；(2)由於蒸汽牽伸倍數較大，原絲容易在蒸汽牽伸箱處斷絲形成廢絲造成損失；(3)由於第(1)、(2)缺點，原絲紡絲速度不能大幅提高；由於蒸汽牽伸在線，蒸汽牽伸箱的牽伸絲束根數一定要與紡絲錠位數一一對應限制了產量，浪費了更多的蒸汽。
發明內容
本發明的技術目的是針對現有在線蒸汽牽伸形成的缺點，加以改進，提供ー種高效節能，能大幅降低聚丙烯腈基原絲生產成本的エ藝方法，為生產穩定的、高性能的、成本較低的聚丙烯腈基原絲及碳纖維奠定基礎。本發明為實現上述目的所採用的技術方案為一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，包括原絲生產線的乾燥機與蒸汽牽伸機，其特徵在於a、乾燥機與蒸汽牽伸機之間裝有落筒設備或收絲機，經乾燥機乾燥後的每一束原絲經落筒設備或收絲機卷繞成絲筒或絲卷，該絲筒或絲卷為在線製成的待牽伸原絲的絲筒或絲卷，然後將待牽伸原絲的絲筒或絲卷下線備用，落筒設備或收絲機繼續製做下ー個絲筒或絲卷；b、將待牽伸原絲的絲筒或絲卷分批送到牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經壓輥、多輥機、導絲件引入蒸汽牽伸機進行牽伸，牽伸後進行乾燥或熱定型，之後落筒或卷繞獲得聚丙烯腈基原絲的成品。所述的蒸汽牽伸機，牽伸起始速率為0，牽伸倍數為2到6倍，機箱長度最短為I米。由於本蒸汽牽伸箱不在前道生產線上，它就具備了如下優點(I)本蒸汽牽伸箱可牽伸絲束的根數可以任意設計，一般可以是在線蒸汽牽伸的絲束根數的幾倍甚至幾十倍；(2)本蒸汽牽伸箱的絲束入口不必像在線蒸汽牽伸箱絲束入口那樣平面排列，絲束間距也不必像在線蒸汽牽伸箱那樣按在線間距排列；(3)由於本蒸汽牽伸箱可牽伸絲束數量多，大大提高了生產效率，並大大降低了蒸汽消耗；(4)本蒸汽牽伸箱的牽伸起始速率為0，這樣可以大大提高牽伸倍數，而且牽伸箱可以縮短，從而即能保證產品質量又能提高生產效率；(5)由於離線蒸汽牽伸的起始速率為0，蒸汽牽伸處不易斷絲，降低了消耗；(6)由於離線蒸汽牽伸，為蒸汽牽伸前紡絲提高速度創造了條件，紡絲速度可提高I倍以上，降低了原絲生產成本。
圖I是ー種聚丙烯睛基原絲離線蒸汽牽伸エ藝流程圖。圖2是離線式蒸汽牽伸箱示意圖。圖3是圖2的側視圖。
具體實施例方式本發明ー種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，是針對現有在線蒸汽牽伸生產中形成的缺點提出的一種改進技木。如圖I所示，聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝流程包括前後兩條分離的生產線，前條生產線是原液計量、噴絲、凝固浴冷卻、水洗牽イ申、上油、乾燥、落筒或卷繞、待牽伸原絲絲筒或絲卷下線；後條生產線是待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送經壓輥、多輥牽伸機、蒸汽牽伸機、乾燥或熱定型、落筒或卷繞、獲得聚丙烯腈基原絲的成品，即蒸汽牽伸後的成品原絲。採用如下步驟實現生產線分離進行蒸汽牽伸步驟I :在原絲生產線的乾燥機後蒸汽牽伸機前，加裝落筒設備或收絲機，將未經蒸汽牽伸的每一束原絲落到絲筒內或用收絲機卷繞成絲卷，稱為待牽伸絲筒或絲卷，然後將待牽伸絲筒或絲卷下線備用，落筒設備或收絲機繼續收絲做下一個待牽伸原絲絲筒或絲卷;步驟2 :將待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送到蒸汽牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經壓輥、多輥機、導絲件引入蒸汽牽伸機進行牽伸，牽伸後進行乾燥或熱定型，之後落筒或卷繞成絲筒或絲卷，獲得聚丙烯腈基原絲成品。所述的蒸汽牽伸機，與傳統生產線使用的蒸汽牽伸機結構相同，由於生產線的エ藝設計不同，本技術的蒸汽牽伸機與安裝在傳統生產線上的蒸汽牽伸機性能不同，圖2是本發明離線式蒸汽牽伸箱的結構示意圖，圖中I是蒸汽入ロ，2是絲束，3是蒸汽箱箱體，4是冷凝水出ロ，5是絲束入ロ。絲束的根數是在線蒸汽牽伸的絲束根數的幾倍甚至幾十倍，牽伸起始速率為0，牽伸倍數為2到6倍，機箱長度最短為I米，比傳統エ藝縮短，提高了生產效率，減少了牽伸斷絲的損失，同時保證了牽伸波動最小。
權利要求
1.一種聚丙烯睛基原絲離線式蒸汽牽伸エ藝方法，包括原絲生產線的乾燥機與蒸汽牽伸機，其特徵在幹 a、乾燥機與蒸汽牽伸機之間裝有落筒設備或收絲機，經乾燥機乾燥後的每一束原絲經落筒設備或收絲機卷繞成絲筒或絲卷，該絲筒或絲卷為在線製成的待牽伸原絲的絲筒或絲卷，然後將待牽伸原絲的絲筒或絲卷下線備用，落筒設備或收絲機繼續製做下一個絲筒或絲卷； b、將待牽伸原絲的絲筒或絲卷分批送到牽伸エ序，每批待牽伸原絲的絲束經壓輥、多輥機、導絲件引入蒸汽牽伸機進行牽伸，牽伸後進行乾燥或熱定型，之後落筒或卷繞獲得聚丙烯腈基原絲的成品。
2.根據權利要求I所述的牽伸エ藝方法，其特徵在於所述的蒸汽牽伸機，牽伸起始速率為O，牽伸倍數為2到6倍。
3.根據權利要求I所述的牽伸エ藝方法，其特徵在於其特徵在於所述的蒸汽牽伸機，機箱長度最短為I米。
全文摘要
本發明一種聚丙烯晴基原絲離線式蒸汽牽伸工藝方法，是針對現有在線蒸汽牽伸生產中形成的缺點提出的一種改進技術，離線式蒸汽牽伸工藝流程包括前後兩條分離的生產線，前條生產線是原液計量、噴絲、凝固浴冷卻、水洗牽伸、上油、乾燥、落筒或卷繞、待牽伸原絲絲筒或絲卷下線；後條生產線是待牽伸原絲絲筒或絲卷分批送經壓輥、多輥牽伸機、蒸汽牽伸機、乾燥或熱定型、落筒或卷繞、獲得聚丙烯腈基原絲蒸汽牽伸後的成品原絲。本發明能提高聚丙烯晴基原絲生產效率，降低了蒸汽消耗，保證產品質量同時大幅降低生產成本。
文檔編號D02J1/22GK102691152SQ201210160359
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者宋朔 申請人:宋朔