聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺制造技术

聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺，包括以下步骤:（1）、将二氧化钛、催化剂、稳定剂充分融合成为悬浮液，丙交酯和悬浮液加入到搅拌罐内；（2）、丙交酯混合物经聚乳酸预聚混料装置的预热混合后到初聚罐内进行初步聚合；（3）、在终聚罐内进行最终聚合；（4）、第三计量泵将聚乳酸熔体通过动静一体管道式混料装置再次混合计量；并送入纺丝箱体内（5）、纺丝计量泵计量增压后通过纺丝组件进行纺丝。本发明专利技术确保预聚合管内的熔体在恒定速度状态下向下流动，并使预聚合管内熔体温度也基本一致，本发明专利技术直接在第三输料管上设置若干组混料单元即可，省去了在输送管道上安装混料系统，节约了成本，达到均匀混料之目的，输送及混料效率大大提高。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于聚乳酸聚合
，尤其涉及一种聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺。

技术介绍

聚乳酸聚合工序包括预聚和终聚。需要聚合的熔体首先要经过预聚，预聚的设备是一个立式圆柱体形状的罐体，罐体顶部沿垂直方向设有预聚合管。需要预聚合的熔体从预聚合管的上端定量进入预聚合管内，靠自身重力并从上向下平稳向下流动到罐体内。由于熔体与预聚合管管壁的摩擦因数，预聚合管中心的熔体向下流动速度比预聚合管管壁处的熔体向下的流动速度要快，而且预聚合管管壁处的温度与预聚合管中心的温度也有差别。而理想的状况是；1、熔体在恒定速度状态下向下流动；2、预聚合管内熔体向下流动时每个层面的管壁与预聚合管中心的溶体温度最好也是一样的；3、由于终聚后用于输送聚乳酸的输送管道较长，靠近管壁的高聚物熔体粘稠度特别大，聚乳酸熔体在输送过程中因熔体流速不均匀造成的高聚物分子量分布较宽（不均匀）问题，杂质不能有效地过滤掉，从而影响到纺丝品质。为达到此目的，预聚合管内需要装配数组混料预热器，以满足聚合工艺的要求。

技术实现思路

本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种能将预聚合管内壁与中心处的熔体保持基本等速向下流动、并能把预聚合管内壁与中心处的熔体进行交换混合保持温度一致、在终聚后输送过程中混合均匀的聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺。
为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺，所述生产工艺采用的聚乳酸消光切片生产设备包括聚合框架和纺丝箱体，聚合框架上自上而下依次设有搅拌罐、初聚罐和终聚罐，搅拌罐底部通过第一输料管与初聚罐顶部连接，第一输料管上设有聚乳酸预聚混料装置、第一自动控制阀和第一计量泵，初聚罐底部通过第二输料管与终聚罐顶部连接，第二输料管上设有第二自动控制阀和第二计量泵，终聚罐底部连接有第三输料管，第三输料管上沿熔体流动方向依次设有第三计量泵和动静一体管道式混料装置，纺丝箱体内设有纺丝计量泵和纺丝组件,第三输料管的出料口伸入到纺丝箱体内并与纺丝计量泵的进料口连接,纺丝计量泵的出料口与纺丝组件的进料口连接；
所述生产工艺包括以下步骤：
（1）、将质量份数为0.2％～3％的二氧化钛添加到参与聚合的催化剂和稳定剂中充分融合成为悬浮液，将悬浮液注入到搅拌罐内，同时向搅拌罐内注入丙交酯熔体，开启搅拌罐工作，搅拌熔体20～40min，直到混合均匀后停止搅拌；
（2）、打开搅拌罐底部的第一自动控制阀，通过第一计量泵将丙交酯熔体混合物经第一输料管落入到初聚罐内进行初步聚合作业，在丙交酯熔体混合物自身重力的作用下，丙交酯熔体混合物通过聚乳酸预聚混料装置的过程中进行预热混合后进入初聚罐内，在初聚罐内进行初步聚合作业为温度为100～150℃，初步聚合作业的时间为1～2h，压力为0.2MPa，初步聚合作业后，丙交酯、二氧化钛、催化剂和稳定剂的混合物被聚合成为粘稠的聚乳酸熔体；
（3）、打开初聚罐底部的第二自动控制阀，通过第二计量泵将聚乳酸熔体经第二输料管落入到终聚罐内进行最终聚合作业，最终聚合作业为温度为150～280℃，最终聚合作业的时间为1～6h，压力为0.3MPa；
（4）、打开终聚罐底部的第三自动控制阀，终聚罐内的聚乳酸熔体经第三输料管排出，第三计量泵为聚乳酸熔体提供计量、过滤和输送的动力，动静一体管道式混料装置对聚乳酸熔体进行混合，第三计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量并输送到纺丝箱体内；
（5）、纺丝计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量增压后进入到纺丝组件,纺丝组件将聚乳酸竹炭熔体纺制成聚乳酸纤维。
聚乳酸预聚混料装置包括沿垂直方向设置的预聚合管，预聚合管内自上而下至少设有两个混料预热器，所有的混料预热器均结构相同；
每个混料预热器均包括具有同一条中心线的第一上锥形导流筒、第二上锥形导流筒、第一下锥形导流筒、第二下锥形导流筒、上分流锥筒和下分流锥筒；
第一上锥形导流筒和第一下锥形导流筒均为上粗下细且上下通透结构，第一上锥形导流筒下端内径大于第二上锥形导流筒下端内径，第二上锥形导流筒和第二下锥形导流筒均为上细下粗且上下通透结构，第一上锥形导流筒下端内径与第二上锥形导流筒上端内径相等，第一下锥形导流筒下端内径与第二下锥形导流筒上端内径相等，第一上锥形导流筒上端外沿、第二上锥形导流筒下端外沿、第一下锥形导流筒上端边沿和第二下锥形导流筒下端边沿均固定连接在预聚合管内壁，第一上锥形导流筒下端边沿与第二上锥形导流筒上端边沿固定连接，第一上锥形导流筒下端边沿与第二上锥形导流筒上端边沿固定连接，第一下锥形导流筒下端边沿与第二下锥形导流筒上端边沿固定连接；
上分流锥筒为顶部尖锐封堵、底部敞口的结构，下分流锥筒为底部尖锐封堵、顶部敞口的结构，上分流锥筒下端内径等于下分流锥筒上端内径，上分流锥筒下端内径小于预聚合管内径，上分流锥筒下端边沿与下分流锥筒上端边沿固定连接；上分流锥筒和下分流锥筒外壁通过热媒导管与预聚合管内壁固定连接；
上分流锥筒的上端高于第一上锥形导流筒上端边沿，下分流锥筒的下端与第二下锥形导流筒上端边沿齐平；
上分流锥筒外表面与第一下锥形导流筒外表面之间形成管壁熔体下流通道，下分流锥筒外表面与第一下锥形导流筒外表面之间形成混合熔体下流通道；
上分流锥筒外表面设有中心熔体分流结构，中心熔体分流结构的下端与管壁熔体下流通道下端交汇。
动静一体管道式混料装置包括固定管道和混料单元，混料单元包括同轴向设置的静态混料管道和动态混料管道，动态混料管道的左端与静态混料管道的右端法兰连接，动态混料管道内设有动态螺旋隔板，动态螺旋隔板将动态混料管道内部沿轴向方向分隔成第一半圆螺旋通道和第二半圆螺旋通道，动态螺旋隔板与动态混料管道内壁间隙配合；静态混料管道内设有静态螺旋隔板，静态螺旋隔板将静态混料管道内部沿轴向方向分隔成第三半圆螺旋通道和第四半圆螺旋通道，静态螺旋隔板与静态混料管道内壁固定连接；
动态螺旋隔板和静态螺旋隔板的两端部所在的平面均垂直于动态混料管道的中心轴线，动态螺旋隔板右端部中心设有动态锥形槽，动态螺旋隔板左端部中心设有动态顶尖，静态螺旋隔板右端部中心设有静态锥形槽，静态螺旋隔板左端部中心设有静态顶尖，动态顶尖左端顶在静态锥形槽内；
固定管道左端与动态混料管道右端法兰连接，固定管道内设有支架，支架上设有固定顶尖，固定顶尖左端顶在动态锥形槽内。
混料单元的数量大于等于两组，相邻两组混料单元之间法兰连接，一组混料单元的静态顶尖左端顶在相邻的一组混料单元的动态锥形槽内，固定管道与最右端的一组混料单元连接。
静态混料管道的长度小于动态混料管道的长度。
中心熔体分流结构包括一个分流筒和若干个分流管，分流筒和分流管均设在上分流锥筒上，分流筒顶部敞口，分流筒上端边沿水平，分流管上宽下窄，分流管所有分流管沿上分流锥筒圆周方向均匀布置，分流管上端与分流筒下端连通，分流管下端口位于管壁熔体下流通道下端与混合熔体下流通道上端交汇处的外侧。
上分流锥筒与下分流锥筒的内部形成上预热腔，第一下锥形导流筒与第二下锥形导流筒的内部形成下预热腔，上预热腔和下预热腔内均通入有热循环流体介质；热媒导管内端与上预热腔连通，热媒导管外端伸出预聚合管外部。
所述步骤（2）中丙交酯熔体混合物通过聚乳酸预聚混料装置进行预热混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺，其特征在于：所述生产工艺采用的聚乳酸消光切片生产设备包括聚合框架和纺丝箱体，聚合框架上自上而下依次设有搅拌罐、初聚罐和终聚罐，搅拌罐底部通过第一输料管与初聚罐顶部连接，第一输料管上设有聚乳酸预聚混料装置、第一自动控制阀和第一计量泵，初聚罐底部通过第二输料管与终聚罐顶部连接，第二输料管上设有第二自动控制阀和第二计量泵，终聚罐底部连接有第三输料管，第三输料管上沿熔体流动方向依次设有第三计量泵和动静一体管道式混料装置，纺丝箱体内设有纺丝计量泵和纺丝组件,第三输料管的出料口伸入到纺丝箱体内并与纺丝计量泵的进料口连接,纺丝计量泵的出料口与纺丝组件的进料口连接；所述生产工艺包括以下步骤：（1）、将质量份数为0.2％～3％的二氧化钛添加到参与聚合的催化剂和稳定剂中充分融合成为悬浮液，将悬浮液注入到搅拌罐内，同时向搅拌罐内注入丙交酯熔体，开启搅拌罐工作，搅拌熔体20～40min，直到混合均匀后停止搅拌；（2）、打开搅拌罐底部的第一自动控制阀，通过第一计量泵将丙交酯熔体混合物经第一输料管落入到初聚罐内进行初步聚合作业，在丙交酯熔体混合物自身重力的作用下，丙交酯熔体混合物通过聚乳酸预聚混料装置的过程中进行预热混合后进入初聚罐内，在初聚罐内进行初步聚合作业为温度为100～150℃，初步聚合作业的时间为1～2h，压力为0.2MPa，初步聚合作业后，丙交酯、二氧化钛、催化剂和稳定剂的混合物被聚合成为粘稠的聚乳酸熔体；（3）、打开初聚罐底部的第二自动控制阀，通过第二计量泵将聚乳酸熔体经第二输料管落入到终聚罐内进行最终聚合作业，最终聚合作业为温度为150～280℃，最终聚合作业的时间为1～6h，压力为0.3MPa；（4）、打开终聚罐底部的第三自动控制阀，终聚罐内的聚乳酸熔体经第三输料管排出，第三计量泵为聚乳酸熔体提供计量、过滤和输送的动力，动静一体管道式混料装置对聚乳酸熔体进行混合，第三计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量并输送到纺丝箱体内；（5）、纺丝计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量增压后进入到纺丝组件,纺丝组件将聚乳酸竹炭熔体纺制成聚乳酸纤维。...

【技术特征摘要】
1.聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺，其特征在于：所述生产工艺采用的聚乳酸消光切片生产设备包括聚合框架和纺丝箱体，聚合框架上自上而下依次设有搅拌罐、初聚罐和终聚罐，搅拌罐底部通过第一输料管与初聚罐顶部连接，第一输料管上设有聚乳酸预聚混料装置、第一自动控制阀和第一计量泵，初聚罐底部通过第二输料管与终聚罐顶部连接，第二输料管上设有第二自动控制阀和第二计量泵，终聚罐底部连接有第三输料管，第三输料管上沿熔体流动方向依次设有第三计量泵和动静一体管道式混料装置，纺丝箱体内设有纺丝计量泵和纺丝组件,第三输料管的出料口伸入到纺丝箱体内并与纺丝计量泵的进料口连接,纺丝计量泵的出料口与纺丝组件的进料口连接；
所述生产工艺包括以下步骤：
（1）、将质量份数为0.2％～3％的二氧化钛添加到参与聚合的催化剂和稳定剂中充分融合成为悬浮液，将悬浮液注入到搅拌罐内，同时向搅拌罐内注入丙交酯熔体，开启搅拌罐工作，搅拌熔体20～40min，直到混合均匀后停止搅拌；
（2）、打开搅拌罐底部的第一自动控制阀，通过第一计量泵将丙交酯熔体混合物经第一输料管落入到初聚罐内进行初步聚合作业，在丙交酯熔体混合物自身重力的作用下，丙交酯熔体混合物通过聚乳酸预聚混料装置的过程中进行预热混合后进入初聚罐内，在初聚罐内进行初步聚合作业为温度为100～150℃，初步聚合作业的时间为1～2h，压力为0.2MPa，初步聚合作业后，丙交酯、二氧化钛、催化剂和稳定剂的混合物被聚合成为粘稠的聚乳酸熔体；
（3）、打开初聚罐底部的第二自动控制阀，通过第二计量泵将聚乳酸熔体经第二输料管落入到终聚罐内进行最终聚合作业，最终聚合作业为温度为150～280℃，最终聚合作业的时间为1～6h，压力为0.3MPa；
（4）、打开终聚罐底部的第三自动控制阀，终聚罐内的聚乳酸熔体经第三输料管排出，第三计量泵为聚乳酸熔体提供计量、过滤和输送的动力，动静一体管道式混料装置对聚乳酸熔体进行混合，第三计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量并输送到纺丝箱体内；
（5）、纺丝计量泵将聚乳酸竹炭熔体计量增压后进入到纺丝组件,纺丝组件将聚乳酸竹炭熔体纺制成聚乳酸纤维。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸消光纤维直接纺丝生产工艺，其特征在于：
聚乳酸预聚混料装置包括沿垂直方向设置的预聚合管，预聚合管内自上而下至少设有两个混料预热器，所有的混料预热器均结构相同；
每个混料预热器均包括具有同一条中心线的第一上锥形导流筒、第二上锥形导流筒、第一下锥形导流筒、第二下锥形导流筒、上分流锥筒和下分流锥筒；
第一上锥形导流筒和第一下锥形导流筒均为上粗下细且上下通透结构，第一上锥形导流筒下端内径大于第二上锥形导流筒下端内径，第二上锥形导流筒和第二下锥形导流筒均为上细下粗且上下通透结构，第一上锥形导流筒下端内径与第二上锥形导流筒上端内径相等，第一下锥形导流筒下端内径与第二下锥形导流筒上端内径相等，第一上锥形导流筒上端外沿、第二上锥形导流筒下端外沿、第一下锥形导流筒上端边沿和第二下锥形导流筒下端边沿均固定连接在预聚合管内壁，第一上锥形导流筒下端边沿与第二上锥形导流筒上端边沿固定连接，第一上锥形导流筒下端边沿与第二上锥形导流筒上端边沿固定连接，第一下锥形导流筒下端边沿与第二下锥形导流筒上端边沿固定连接；
上分流锥筒为顶部尖锐封堵、底部敞口的结构，下分流锥筒为底部尖锐封堵、顶部敞口的结构，上分流锥筒下端内径等于下分流锥筒上端内径，上分流锥筒下端内径小于预聚合管内径，上分流锥筒下端边沿与下分流锥筒上端边沿固定连接；上分流锥筒和下分流锥筒外壁通过热媒导管与预聚合管内壁固定连接；
上分流锥筒的上端高于第一上锥形导流筒上端边沿，下分流锥筒的下端与第二下锥形导流筒上端边沿齐平；
上分流锥筒外表面与第一下锥形导流筒外表面之间形成管壁熔体下流通道，下分流锥筒外表面与第一下锥形导流筒外表面之间形成混合熔体下流通道；
上分流锥筒外表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维平，王精峰，徐祎，
申请(专利权)人：河南省龙都生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41