一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，包括以下步骤：（1）前处理：将回收的再生PLA料进行前处理；（2）转鼓干燥；（3）混合熔融纺丝：将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，加热熔融，纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束；（4）冷却成型，卷绕；（5）牵伸；（6）卷曲；（7）上油，热定型；（8）切断：得到碳纳米管聚乳酸短纤维成品。本生产方法提供了一种自支撑性能好、韧性高的碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法；采用再生PLA料为原料，降低成本，有利于环保；工艺简单、操作方便、应用范围广，且制备中无污染，具有良好的环境效益和经济效益。

Method for producing carbon nanotube regenerated polylactic acid short fiber

The invention relates to a method for producing carbon nanotubes regeneration polylactic acid fiber, which comprises the following steps: (1) before treatment: the PLA renewable materials recovery pretreatment; (2) drying drum; (3) mixed melt spinning: regeneration of good PLLA chips and carbon nano tube mixing heating, melting, spinning box filter and metering pump distribution, and then through the spinneret spinneret into tow; (4) cooling molding, winding; (5) draft; (6) curling; (7) oil, heat setting; (8): cut carbon nanotubes poly lactic acid fiber products. The method provides a method for producing a self support of good performance, high toughness carbon nanotubes regeneration polylactic acid fiber; using recycled PLA as raw material, reduce cost, is conducive to environmental protection; simple process, convenient operation, wide application range, and no pollution in preparation, with good environmental benefits and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法
本专利技术涉及纤维纺织
，尤其涉及一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法。
技术介绍
目前，再生聚乳酸短纤维的原料是用聚乳酸纤维生产过程中产生的废丝废料等经过粉碎清洗，混合后再经过干燥、熔融挤出、切断后制得。再生聚乳酸切片一般用来生产短纤维，如：普通纤维、中空纤维、三角纤维等，主要用于纱线、无纺布、织物填充、面料等行业。但是，现有的再生聚乳酸短纤维力学性能较差，针对这一问题有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，能够使制得的聚乳酸短纤维力学性能符合规定，实现资源再利用，降低生产成本，提高生产效率。为实现上述目的，本专利技术提出一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，包括以下步骤：（1）前处理：将回收的再生PLA料进行前处理；具体步骤依次为清洗、除污、除杂、冲洗、脱水、挑料、定重打包；（2）转鼓干燥；（3）混合熔融纺丝：将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，加热熔融，纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束；（4）冷却成型，卷绕；（5）牵伸；（6）卷曲；（7）上油，热定型；（8）切断：得到碳纳米管聚乳酸短纤维成品。所述步骤（1）,具体步骤依次为碱液清洗再生PLA料、离心机脱碱液除污、浮料分离机自动除杂、螺带洗料机出料、喷淋洗料机冲洗后提料、离心机脱水、传送带送至挑料台、挑料台进行人工挑料、挑出杂质后定重打包。所述步骤（2），具体为先将处理后的再生PLA料用真空转鼓干燥机干燥10h，测得含水量小于30ppm则完成干燥，真空转鼓干燥机的干燥温度为100℃。所述步骤（3），具体为将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，所述碳纳米管最终质量百分比为0.3%～0.5%，混合均匀后送入螺杆挤压机加热熔融；熔融状态的混合料经过纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束，所述螺杆挤压机的螺杆和纺丝箱箱体温度均为226℃；所述喷丝板孔径为0.2mm，孔数为1500；所述喷丝板的布局为10圈，计量泵产能为40cc/rev，纺丝速度为950～1050m/min。所述步骤（4），所述冷却成型，将丝束通过环吹风冷却成型，所述环吹风温为23℃～28℃，所述环吹风速为1.2m/s；所述卷绕是通过压缩空气牵引的方式，将各分散的丝束卷绕集中后送入盛丝桶。步骤（4）中环吹装置的环吹内胆为两层铜网。所述步骤（5），是将集束后的初生纤维依次通过第一牵伸机、牵伸浴槽、第二牵伸机、加热箱和第三牵伸机拉伸，总牵伸倍数为3.2～3.5倍，第一牵伸机速度为20m/min～30m/min，牵伸浴槽的温度为75℃～85℃，第二牵伸机速度为55m/min～65m/min，加热箱的温度为85℃～95℃，第三牵伸机速度为50m/min～55m/min。所述步骤（6）中，是将丝束送入卷曲机卷曲，所述卷曲机速度为45m/min～55m/min，卷取轮主压压力为0.25MPa～0.35MPa，卷取轮背压压力为0.06MPa～0.1Mpa。所述步骤（7）中，所述上油是使用喷油雾机对初生纤维上油；所述热定型是将初生纤维通过热定型机进行热定型，所述热定型温度为98℃，所述热定型时间为17min。本专利技术的碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，采用再生PLA料作为原料，并对再生PLA料进行前处理，使前处理后得到的PLA料符合以下指标：特性黏度≥1.8dl/g，熔点≥170℃，杂质≤0.05%，含水≤30ppm；因而保证本专利技术的生产方法既可实现资源再利用，降低生产成本，又使成品质量不受参差不齐的再生PLA料影响；回收的再生PLA料已经有一定的结晶度，可以不用进行预结晶，但是再生PLA料的含水量较常规切片高，因此需要对再生PLA进行较长时间的干燥；添加的碳纳米管直径为0.6～145nm，长度为350nm～0.05mm。添加了碳纳米管的聚乳酸初生的纤维原丝强力低，伸长大，所述步骤（5）的牵伸可提高纤维的力学性能；步骤（6）中初生纤维在卷曲机的机械力作用下形成卷曲，采用上述参数可得到良好的卷型；步骤（7）中的热定型可缩短纤维分子链的松弛时间，增加结晶度，使卷曲相对稳定；本专利技术的生产方法，采用先热定型后切断工艺路线，避免若先切断后定型、引起过细的丝束缠绕堵塞热定型机的问题；本专利技术的碳纳米管聚乳酸短纤维的生产方法，与现有技术相比，具有以下优点：（1）采用再生PLA料为原料，降低成本，有利于环保；（2）提供了一种自支撑性能好、韧性高的碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法；（3）工艺简单、操作方便、应用范围广，且制备中无污染，具有良好的环境效益和经济效益。（4）采用两层铜网代替传统的无纺布网作为环吹内胆，大大提高了环吹风速的稳定性，进一步提高了产品质量。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，采用再生PLA料为原料，具体步骤如下：（1）前处理：将回收的再生PLA料依次进行碱液清洗、离心机脱碱液除污、浮料分离机自动除杂、螺带洗料机出料、喷淋洗料机冲洗后提料、离心机脱水、传送带送至挑料台、挑料台进行人工挑料、挑出杂质后定重打包的前处理。（2）转鼓干燥：先将处理后的再生PLA料用真空转鼓干燥机干燥10h，测得含水量小于30ppm则完成干燥，真空转鼓干燥机的干燥温度为100℃。（3）混合熔融纺丝：将处理好的再生聚乳酸切片与0.3%～0.5%的碳纳米管进行搅拌混合，混合均匀后送入螺杆挤压机加热熔融；熔融状态的混合料经过纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束，所述喷丝板孔径为0.2mm，孔数为1500，所述喷丝板的布局为10圈。所述螺杆挤压机的螺杆和纺丝箱箱体温度均为226℃，所述计量泵计量泵产能为40cc/rev，纺丝速度为1000m/min。（4）冷却成型：将丝束通过环吹风冷却成型，所述环吹风温为23～28℃，所述环吹风速为1.2m/。卷绕：通过压缩空气牵引的方式，将各分散的丝束卷绕集中后送入盛丝桶。（5）牵伸：将集束后的初生纤维依次通过第一牵伸机、牵伸浴槽、第二牵伸机、加热箱和第三牵伸机拉伸，总牵伸倍数为3.5倍，第一牵伸机速度为30m/min，牵伸浴槽的温度为80℃，第二牵伸机速度为60m/min，加热箱的温度为95℃，第三牵伸机速度为55m/min。（6）卷曲：将丝束送入卷曲机卷曲，所述卷曲机速度为50m/min，卷取轮主压压力为0.3MPa，卷取轮背压压力为0.08Mpa。（7）上油：使用喷油雾机对初生纤维上油。热定型：将初生纤维通过热定型机进行热定型，所述热定型温度为98℃，所述热定型时间为17min。（8）切断：得到碳纳米管聚乳酸短纤维成品。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）前处理：将回收的再生PLA料进行前处理；具体步骤依次为清洗、除污、除杂、冲洗、脱水、挑料、定重打包；（2）转鼓干燥；（3）混合熔融纺丝：将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，加热熔融，纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束；（4）冷却成型，卷绕；（5）牵伸；（6）卷曲；（7）上油，热定型；（8）切断：得到碳纳米管聚乳酸短纤维成品。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管再生聚乳酸短纤维的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）前处理：将回收的再生PLA料进行前处理；具体步骤依次为清洗、除污、除杂、冲洗、脱水、挑料、定重打包；（2）转鼓干燥；（3）混合熔融纺丝：将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，加热熔融，纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束；（4）冷却成型，卷绕；（5）牵伸；（6）卷曲；（7）上油，热定型；（8）切断：得到碳纳米管聚乳酸短纤维成品。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（1）,具体步骤依次为碱液清洗再生PLA料、离心机脱碱液除污、浮料分离机自动除杂、螺带洗料机出料、喷淋洗料机冲洗后提料、离心机脱水、传送带送至挑料台、挑料台进行人工挑料、挑出杂质后定重打包。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（2），具体为先将处理后的再生PLA料用真空转鼓干燥机干燥10h，测得含水量小于30ppm则完成干燥，真空转鼓干燥机的干燥温度为100℃。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤（3），具体为将处理好的再生聚乳酸切片与碳纳米管进行搅拌混合，所述碳纳米管最终质量百分比为0.3%～0.5%，混合均匀后送入螺杆挤压机加热熔融；熔融状态的混合料经过纺丝箱过滤和计量泵分配，再通过喷丝板喷丝成丝束，所述螺杆挤压机的螺杆和纺丝箱箱体温度均为226℃；所述喷丝板孔径为0.2mm，孔数为1500；所述喷丝板的布局为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭松民，李翠萍，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