一种由芳纶1414废丝短纤维制备纱线的方法技术

本发明专利技术涉及纺织染整技术领域，公开了一种由芳纶1414废丝短纤维制备芳纶纱线的方法，针对芳纶1414废丝的特性，在传统的生产流程的基础上，通过对纤维回潮率的控制、纺纱各工序温湿度控制、梳棉机针布配置、并条机速度控制和胶辊硬度配置，提供一套适用的纺纱工艺。本发明专利技术的方法，能有效地改善芳纶1414废丝短纤维的纺纱性能，保证其成纱质量。

【技术实现步骤摘要】
一种由芳纶1414废丝短纤维制备纱线的方法
本专利技术属于纺织染整
，涉及一种芳纶废丝的纺纱工艺，具体地涉及一种由芳纶1414废丝短纤维制备芳纶纱线的方法。
技术介绍
对位芳纶简称对位芳香族聚酰胺纤维，其中的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维，即芳纶1414，由于表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶。高分子液晶的工业化是对位芳纶的另一个差别化产品浆粕纤维，它具有长度短（小于等于4mm）、毛羽丰富、长径比高、比表面积大（可达7～9m2/g）等优点，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料（代替石棉）中得到了更好的应用。某些国家浆粕的应用高达芳纶用量的96％。美国杜邦公司1972年投产的PPTA纤维（商品名Kevlar）系列为先导的。该纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐大多数有机溶剂腐蚀的特性，且Kevlar纤维尺寸稳定性也非常好。因此，对位芳纶的特点使得它在航天工业、轮船、帘子线、通信电缆及增强复合材料等方面得到了广泛的应用。我国的清华大学、东华大学、晨光化工研究院、上海合成纤维研究所及巴陵石化有限责任公司等单位先后开展过PPTA的合成及纺丝研究工作。“七五”期间，国家在南通投资兴建了30吨/年的PPTA合成中试装置，但由于存在一些技术上的问题，已于1991年停运。最近几年来，广东新会已开始试产PPTA纤维，设计能力为500吨/年，仍采用国外相近的传统生产方法，但其产品的性能及价格明显不如美国杜邦的Kevlar纤维，最近几年来仍处于中试阶段，对位芳纶由于一些关键的技术问题没有解决，仍没有实现国产化。加快其开发及产业化步伐，已成为促进我国国防军工及相关产业快速发展的迫切需要。对位芳纶最突出的性能是其高强度、高模量和出色的耐热性。同时，它还具有适当的韧性可供纺织加工。标准PPTA芳纶的重量比拉伸强度是钢丝的6倍，玻纤的3倍，高强尼龙工业丝的2倍；其拉伸模量是钢丝的3倍，玻纤的2倍，高强尼龙工业丝的10倍；在200℃下经历100hr，仍能保持原强度的75％，在160℃下经历500hr，仍能保持原强度的95％。据此，对位芳纶大多被用作轻质、耐热的纺织结构材料或复合结构增强材料。对位芳纶性能的缺点是压缩强度和压缩模量较低、耐潮湿和耐紫外辐射性差、表面与基体复合粘合性差。为了适应不同的应用需要，厂商开发了不同型号的对位芳纶品种，据悉俄罗斯的芳纶性能最好，芳杂环共聚芳纶是俄罗斯的强项，但其产业化水平不高，在世界市场上所占份额很少。若按性能高低排序，几种俄罗斯芳纶依次为Terlon系列，其中系列是俄罗斯芳纶的最新品种。对位芳纶的纺丝工艺主要有以下几种：1、一步法制备工艺：由于对位芳纶两步法纺丝过程复杂，生产成本较高，且硫酸有腐蚀性，对设备的要求很高，残存的浓硫酸会使纤维在纺丝过程中导致聚合物的降解，这就限制了纤维的强度和模量。为缩短流程、简化工艺，因此，人们探索出由聚合物原液直接纺丝制纤维的新工艺。褚风奎等人的直接成纤工艺把缩聚后的聚合溶液不经纺丝，直接处理得到短纤维。该法中聚合物溶液由NMP、氯化锂、吡啶和PPTA构成，其中聚合物的浓度必须要能行成液晶态，以保证后续沉析过程的顺利进行。该工艺受搅拌速度的影响很大，一般搅拌速度增加会造成短纤维长径比增加。由该法获得的短纤维长度为1～50mm，直径为2～100μm。2、两步法制备工艺杜邦公司的Kevlar纤维用两步法工艺，其步骤如下：（1）溶解，将合成好的聚合物与冷冻浓硫酸混合，固含量约为19.4％；（2）熔融，将混合好的纺丝液加热到85℃的纺丝温度，此时形成液晶溶液；（3）挤出，纺丝液经过滤后用齿轮泵从喷丝口挤出；（4）拉伸，挤出液在一个被称为气隙的约为8mm的空气层，在气隙中进行约为6倍的拉伸；（5）凝固，液态丝条在温度为5～20℃质量分数为5％～20％硫酸的凝固浴中凝固成形；（6）水洗/中和/干燥，丝条从凝固浴出来后水洗，在160～210℃加热干燥；（7）卷绕，干的Kevlar纤维在卷筒上卷绕。此工艺的纺丝速度大于200m/min。目前国内的芳纶纤维生产中，特别是在纺丝过程中不可避免的会产生一定数量的芳纶废丝，迫切需要解决这些废丝的综合利用问题，以降低对位芳纶纤维的生产成本。1999年Pieert公司开发了短切纤维切断机，将芳纶废料纤维切断成短切纤维而加以利用。我国上海依极公司的专利CN1456719A提到采用物理方法，利用对位芳纶布边角废料制造对位芳纶浆粕。中国石化仪征化纤股份有限公司的专利CN101440589B公开了一种预处理-联合打浆两步法由对位芳纶废丝短切纤维制备对位芳纶浆粕的方法，以对位芳纶纺丝过程中产生的芳纶废丝为原料，用纤维切断机切断后，采用先预润胀处理，然后再用造纸常规槽式打浆设备，采用两段打浆工艺直接制备对位芳纶浆粕，可有效解决对位芳纶废丝的资源化综合利用问题，也不会增加新的设备投资。在光缆生产及使用过程中产生的回料、下脚料及废弃光缆等芳纶1414废丝经过特殊加工处理，可以成为具有一定纺纱性能的原料。经过加工处理后的芳纶1414废丝，经纤维预处理后，可以采用一般的短纤维纺纱工艺流程，经过开清棉—梳棉—并条（二道）—粗纱—细纱—络筒等工序，纺制成不同规格的纯纺或混纺纱线。但由于加工处理的芳纶废丝主要从光缆中提取，芳纶1414废丝刚性大，表面摩擦系数大，纤维抱合力差，静电严重，不能较好地符合正常纺纱的要求，因此，需要研究开发特殊的纺纱工艺。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种由芳纶1414废丝短纤维制备芳纶纱线的方法，以克服现有技术中芳纶1414废丝刚性大，表面摩擦系数大，纤维抱合力差，静电严重所造成的难以正常纺纱的缺陷。为了实现上述的目的，专利技术人针对芳纶1414废丝的特性，在传统的生产流程的基础上，提供一套适用的纺纱工艺，包括纤维回潮率的控制、纺纱各工序温湿度控制、梳棉机针布配置、并条机速度控制、胶辊硬度配置等。专利技术人首先是将芳纶废丝经过加工处理，先经纤维预处理，后采用经改进的一般的短纤维纺纱工艺流程，经过开清棉—梳棉—并条（二道）—粗纱—细纱—络筒等工序，纺制成不同规格的纯纺或混纺纱线。具体的，本专利技术的由芳纶1414废丝短纤维制备芳纶纱线的方法，包括开清棉、梳棉、并条（二道）、粗纱、细纱、络筒、热定捻、合纱、倍捻、热定捻：（1）芳纶1414废丝投料前的纤维回潮率控制在5%左右，经过纤维预处理并喷洒油剂平衡后，使纤维回潮率在15%～18%之间；优选的，所述的油剂为抗静电剂、羟基硅油与水组成的乳液。上述技术方案中，优选的，所述的油剂中抗静电剂、羟基硅油与水的质量比为4:1～3:100。上述技术方案中，进一步的，所述的羟基硅油为二甲基羟基硅油。（2）开清棉工序相对湿度控制在70%～75%之间，梳棉、并条、粗纱工序相对湿度控制在80%～85%之间，细纱工序相对湿度控制70%～75%之间。（3）锡林针布采用AC2515*01680针布，道夫针布采用AD4030*01890针布，刺辊齿条采用AT5605*05011齿条，盖板针布采用28型针布；锡林刺辊表面线速比控制在2.5倍以上；道夫转速为10～16转/分；优选的，所述的锡林刺辊表面线速比为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由芳纶1414废丝短纤维制备纱线的方法，包括开清棉、梳棉、并条（二道）、粗纱、细纱、络筒、热定捻、合纱、倍捻、热定捻，其特征在于：（1）芳纶1414废丝投料前的纤维回潮率控制在5%左右，经过纤维预处理并喷洒油剂平衡后，使纤维回潮率在15%～18%之间；（2）开清棉工序相对湿度控制在70%～75%之间，梳棉、并条、粗纱工序相对湿度控制在80%～85%之间，细纱工序相对湿度控制70%～75%之间；（3）锡林针布采用AC2515*01680针布，道夫针布采用AD4030*01890针布，刺辊齿条采用AT5605*05011齿条，盖板针布采用28型针布；锡林刺辊表面线速比控制在2.5倍以上；道夫转速为10～16转/分；（4）并条机输出速度控制在100米/分以下；（5）各牵伸工序采用硬度80度以上的胶辊。

【技术特征摘要】
1.一种由芳纶1414废丝短纤维制备纱线的方法，包括开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒、热定捻、合纱、倍捻、热定捻，其特征在于：芳纶1414废丝加工纤维的切断长度为38毫米，纱线的规格和用途为芳纶1414，19.7tex三股缝纫线，(1)芳纶1414废丝投料前的纤维回潮率控制在5％左右，经过纤维预处理并喷洒油剂平衡后，使纤维回潮率在15％～18％之间，所述的油剂中SN抗静电剂和二甲基羟基乳化硅油及水的重量比为4:3:100；(2)开清棉工序相对湿度控制在70％～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，王新华，吴敏，
申请(专利权)人：常熟市宝沣特种纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：