聚苯硫醚长纤维的制造方法及设备技术

一种聚苯硫醚长纤维的制造方法及设备，包括聚苯硫醚树脂脱水、加热熔融、计量喷丝、卷绕及后加工工序制成聚苯硫醚纤维长丝，本发明专利技术的生产聚苯硫醚长纤维的方法及设备，树脂切片熔融过程比较均衡、彻底，熔融料内部温度均匀，生成的初生纤维品质稳定、均衡，利于后续牵伸工序进行，纤维不易断裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人造长丝的生成方法及设备，特别是一种采用熔融法生产聚苯硫醚长纤维的方法及设备。
技术介绍
在化纤生产中，熔点低于分解温度、可熔融形成热稳定熔体的成纤聚合物通常都采用熔体纺丝法进行纺丝。其主要步骤包括制备纺丝熔体；熔体通过喷丝机挤出形成熔体细流；熔体细流冷却固化形成初生纤维；初生纤维上油和卷绕；卷绕后的初生纤维进行拉伸、定型和加拈即成为可进行工业纺织加工的人造纤维。聚苯硫醚(PPS)纤维是国际上八十年代研究开发的新型高性能合成纤维，该纤维具有优良的耐热性能，可在200℃条件下长期使用，且不溶于任何化学溶剂。能在恶劣的环境条件下长期使用。现有技术的聚苯硫醚纤维多是采用熔体纺丝技术纺丝，然后进行工业加工。中国专利200410096068.0公开了“一种线性高分子量聚苯硫醚纤维熔融纺丝、拉伸热定型方法”，该方法在300-380℃温度条件下将聚苯硫醚原料经高温纺丝、延时加热冷却、固化成型、加热慢速、多级拉伸和多级、多温区加热松弛/紧张热定型步骤成丝。这种方法适用于生产化学短纤维，不能生产长丝。目前工业上对长丝需求量较大，且长丝的用途也比较广泛。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的不足，提出了一种聚苯硫醚长纤维的制造方法及设备。本专利技术的聚苯硫醚长纤维的制造方法，主要包括聚苯硫醚树脂脱水、加热熔融、计量喷丝、卷绕及后加工工序，所述加热熔融采用三区分段加热方法，其中一区加热温度50-150℃；二区加热温度150-350℃；三区加热温度为350-300℃；所述的计量泵计量喷丝压力为10-28Mpa；纺丝速度为500-1500米/分。所述的聚苯硫醚长纤维的制造方法，其中聚苯硫醚树脂脱水采用真空干燥脱水方法，真空表压为-0.3-0Mpa，真空脱水温度为60-180℃，脱水后树脂含水率低于0.01％。所述的聚苯硫醚长纤维的制造方法，其中后加工工序主要包括牵伸、热定型与倍捻工序，所述的牵伸工序采用二区牵伸，其中一区牵伸倍数为0.5-4倍，二区牵伸倍数为0.2-6倍，牵伸温度为50-120℃。所述的聚苯硫醚长纤维的制造方法，其中热定型工序采用热空气为加热介质，热定型温度150-250℃，定型时间为0.2-2分钟。所述的聚苯硫醚长纤维的制方法，其中热定型温度为180-230℃，定型时间0.5-1.5分钟。所述的聚苯硫醚长纤维的制造方法，其中聚苯硫醚纤维倍捻捻度为50-4000捻/米，倍捻速度为1000-4200米/分。制造上述聚苯硫醚长纤维的设备，包括纤维生成装置和后加工整理设备，其中所述的聚苯硫醚纤维生成装置包括按工艺顺序相连的干燥装置、螺杆挤压机、喷丝装置及卷绕装置，所述的干燥装置为真空干燥箱，所述螺杆挤压机的加热区段分为三个温度区间，即初熔区A，熔融区B和保温区C。所述的制造聚苯硫醚长纤维的设备，其中的真空干燥箱为滚筒式真空干燥箱。所述的制造聚苯硫醚长纤维的设备，其中后加工整理设备包括按工艺顺序相连的牵伸装置、热定型装置及倍捻装置，其中牵伸装置由三对牵伸罗拉及分别置于两对罗拉之间的两个牵伸热板构成，所述的牵伸热板为联苯热板。本专利技术的生产聚苯硫醚长纤维的方法及设备，由于将原料采用了三区分段加热方式，使得原料切片熔融过程比较均衡、彻底，熔融料内部温度均匀，生成的初生纤维品质稳定、均衡，利于后续牵伸工序进行，纤维不易断裂。将聚苯硫醚原料采用真空干燥方法进行脱水，缩短了干燥时间，水分去除率较常压干燥脱水有较大提高。本专利技术根据聚苯硫醚原料及加工特性，设置了后加工工序的各项参数，保证了聚苯硫醚长纤维产品质量。附图说明图1是聚苯硫醚长纤维生成装置简示2是聚苯硫醚长纤维牵伸定型装置简示3是聚苯硫醚长纤维倍捻装置简示图1-进料仓 2-真空脱水装置 3-螺杆挤压机 4-计量泵 5-喷丝头6-甬道 7-导辊 8-初生纤维卷绕筒 9-牵伸初品卷绕筒 10-第一牵伸罗拉 11-第一热板 12-第二牵伸罗拉 13-第二热板 14-第三牵伸罗拉 15-定型箱 16-定型卷绕筒 17-油轮 20-倍捻卷绕筒 21-成品卷绕筒 22-倍捻锭子具体实施方式参照图1所示是聚苯硫醚长纤维的生成装置。本专利技术的聚苯硫醚长纤维的制造方法，首先将聚苯硫醚树脂切片通过进料仓1送入一个真空脱水装置2内进行真空脱水，脱水装置的脱水温度在60-180℃之间，装置内真空表压为-0.3-0Mpa，脱水干燥时间约10-20个小时，至切片含水率低于或等于0.01％后，将切片送入螺杆挤压机3内。螺杆长2100mm，直径70mm。切片随螺杆转动逐渐向前移动至熔化区段。本专利技术的螺杆熔化区分为三个温度区间，第一区间温度为50-150℃，为初熔区A，在此区间内，聚苯硫醚切片经由固体阶段、软化阶段到部分熔融，在此区段温度逐渐升高。然后进入第二个区间即熔融区B，此区间温度由150℃逐渐上升至350℃，聚苯硫醚原料在此区间内达到全部熔融状态。上述全部熔融的聚苯硫醚原料随之进入第三区间即保温区C，在此区间内，已全部熔融的聚苯硫醚原料不再进行升温，而是在向前推进过程中进行不断的融合，使得熔融原料在进入计量泵之前温度保持最大限度的均匀一致，其间没有夹生料及气泡存在。以保证挤压成丝后的初生纤维质地均匀。此区间温度为350-300℃之间。上述三个不同温度区间的温度由螺杆电热装置分段控制。可以采用三块加热板相邻设置，各加热板分设独立的电控装置，工作时分别调整各段的加热温度。既可将各段加热装置作为整体使用，实现全段连续升温，也可分别调整各段温度，实现温度的分别控制。电热板与电控装置均采用现有装置分段设置即可。熔融的聚苯硫醚原料进入计量泵4进行精确计量后经喷丝头5高压喷出，喷丝压力10-28Mpa，纺丝速度为500-1500米/分。由喷丝头喷出的长丝经过甬道6低温吹风冷却后生成初生纤维，经导辊7上油后卷绕在卷绕筒8上，然后进入下一步后整理加工工序。卷绕速度为500-1500米/分，卷装重量为2-10公斤。上述压力参数及纺丝速度参数的选择主要根据原料的不同和聚苯硫醚长丝的质量要求设定的。由于不同原料来源或同一来源地但不同批次的原料其品质有差异，依据聚苯硫醚长丝的质量要求，经不同批次试验选取上述参数值。图2-3所示是本专利技术的后加工整理装置及由该装置确定的后加工工序，该工序主要有牵伸、热定型与倍捻工序顺次组成。图2中将牵伸初品卷绕筒9与牵伸定型装置相连，该牵伸定型装置由第一牵伸罗拉10与第二牵伸罗拉12及第一热板11组成牵伸一区，牵伸倍数为0.5-4倍；第二牵伸罗拉12与第三牵伸罗拉14及第二热板13组成牵伸二区，本区牵伸倍数为0.2-6倍。牵伸温度控制在50-120℃，加热板采用联苯热板，空气加热。从第三牵伸罗拉14出来的纤维经过一个定型箱15进行热定型处理。定型箱内采用电热板空气加热，加热温度150-250℃，纤维长丝经过定型箱的时间为0.2-2分钟。经牵伸热定型后的长纤维通过油轮17上油后卷绕在一个定型卷绕筒16上。图3中定型后的聚苯硫醚长丝由倍捻卷绕筒20经倍捻锭子22加捻后即成为工业用聚苯硫醚长纤维，卷绕在成品卷绕筒21上。纤维的倍捻度为50-4000捻/米，倍捻速度为1000-4200米/分。图1-3中的各设备均采用现有通用设备组装成套。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯硫醚长纤维的制造方法，主要包括聚苯硫醚树脂脱水、加热熔融、计量喷丝、卷绕及后加工工序，其特征在于所述的加热熔融采用三区分段加热方法，其中一区加热温度５０－１５０℃；二区加热温度１５０－３５０℃；三区加热温度为３５０－３００℃；所述的计量泵计量喷丝压力为１０－２８Ｍｐａ；纺丝速度为５００－１５００米／分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚耀，
申请(专利权)人：龚耀，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]