本發(fā)明屬于干法腈綸纖維，具體涉及一種高固含量干法腈綸紡絲工藝。

背景技術(shù)：

1、腈綸是聚丙烯腈纖維（pan）在中國(guó)的商品名，它是合成纖維三大品種之一。腈綸具有優(yōu)良的性能，手感柔軟、彈性良好、耐光耐氣候性特別優(yōu)良，根據(jù)其紡絲工藝不同可分為干法腈綸和濕法腈綸。干法腈綸特有的犬骨狀結(jié)構(gòu)使得其特性接近于天然羊毛，制成織物彈性好、重量輕，制成品具有保暖、舒適、光澤優(yōu)雅等優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)是濕法腈綸不能替代的。

2、目前干法腈綸紡絲工藝普遍采用以二甲基甲酰胺（dmf）為溶劑，紡絲原液固含量為33.0%至34.0%。為解決廢氣排放問(wèn)題，需要逐步用二甲基乙酰胺（dmac）代替dmf。因兩種溶劑物性存在諸多差異，對(duì)聚合物的溶解效果有所不同，同時(shí)在紡絲甬道內(nèi)溶劑的蒸發(fā)速度和初生絲成形條件均發(fā)生變化，無(wú)法利用原來(lái)的紡絲工藝控制指標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)。為適應(yīng)紡絲生產(chǎn)要求，目前使用dmac為溶劑的干法腈綸紡絲原液固含量一般控制在28.5%至30.0%，但在將紡絲原液固含量控制在較低水平時(shí)，紡絲原液的粘度也會(huì)較低，在將紡絲原液擠出噴絲板后，紡絲原液會(huì)迅速沿噴絲板表面漫流，紡絲很容易中斷，造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，同時(shí)，紡絲原液固含量較低，則在紡絲甬道內(nèi)的溶劑揮發(fā)量增加，容易出現(xiàn)溶劑揮發(fā)不足的情況，單絲容易粘接在一起，形成疵點(diǎn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，另外較低的原液含固量導(dǎo)致甬道內(nèi)需要蒸發(fā)的溶劑量較大，造成裝置物耗提高，生產(chǎn)成本上升。

3、專(zhuān)利cn114164503b公開(kāi)了一種干法腈綸紡絲的方法和原液的制備方法，通過(guò)提高二甲基乙酰胺溫度后利用馬克混合機(jī)將其均勻溶解后制成紡絲原液，提高了聚丙烯腈粉料在二甲基乙酰胺中的溶解性能，減少了原液中的白芯現(xiàn)象。該專(zhuān)利的重點(diǎn)在于提高聚丙烯腈粉料在dmac中的溶解性和原液的制備過(guò)程研究，沒(méi)有涉及紡絲工藝控制指標(biāo)的調(diào)控。同時(shí)，高溫?cái)嚢枞芙飧煞酃に嚾菀桩a(chǎn)生干粉團(tuán)狀物，使得原液在通過(guò)濾機(jī)時(shí)容易堵塞濾機(jī)濾布，在甬道內(nèi)成型時(shí)容易發(fā)生并絲等問(wèn)題，導(dǎo)致得到腈綸絲束有疵點(diǎn)、強(qiáng)度不高，可紡性差。

4、專(zhuān)利cn113584607a公開(kāi)了一種腈綸紡絲原液及其制備方法和應(yīng)用，采用硫氰酸鈉水溶液對(duì)聚丙烯腈聚合體進(jìn)行處理，得到腈綸紡絲原液，通過(guò)控制腈綸紡絲原液中鋁和鐵的含量，解決了腈綸紡絲原液粘度波動(dòng)大和中間品色澤異常的問(wèn)題。其所述的紡絲原液應(yīng)用于硫氰酸鈉兩步法濕法紡絲制備腈綸生產(chǎn)中，不能應(yīng)用于干法腈綸紡絲生產(chǎn)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種以二甲基乙酰胺為溶劑高固含量干法腈綸紡絲工藝，該工藝適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，并可以提高生產(chǎn)速率和纖維產(chǎn)量，降低裝置能耗。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種高固含量干法腈綸紡絲工藝，包括如下步驟：

3、（1）配置紡絲原液：以聚丙烯腈為原料，以二甲基乙酰胺為溶劑，配制成固含量為31.0-32.0%的紡絲原液；

4、（2）過(guò)濾：將所述紡絲原液加熱至110-115℃，經(jīng)板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，原液輸送管線與板框過(guò)濾機(jī)夾套水的溫度設(shè)置為112-117℃；

5、（3）紡絲成形：過(guò)濾后的紡絲原液加壓至1.75-2.3mpa進(jìn)入噴絲管道，經(jīng)噴絲板上的噴絲孔噴出后進(jìn)入甬道，在甬道中經(jīng)氮?dú)飧稍?，形成初生纖維；

6、（4）水洗、牽伸：將所述初生纖維水洗、牽伸，其中，牽伸機(jī)水槽溫度控制在80-100℃；

7、（5）牽伸上油、卷曲、烘干：水洗牽伸后的絲束進(jìn)行上油、卷曲、烘干，即可得到腈綸纖維。

8、在一些實(shí)施例中，步驟（1）中，所述紡絲原液配置的工藝條件為：將二甲基乙酰胺升溫至75-79℃，使用二甲基乙酰胺對(duì)聚丙烯腈進(jìn)行噴淋，使聚丙烯腈被二甲基乙酰胺均勻浸潤(rùn)。

9、在一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述甬道分為氣室、錐體、上甬道上部、上甬道下部四部分，所述氣室的溫度為330-380℃、錐體的溫度為205-250℃、上甬道上部的溫度為170-210℃、上甬道下部的溫度為150-180℃。

10、在一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述氮?dú)飧稍锞唧w為：主氮?dú)鈴募徑z甬道氣室進(jìn)入，與纖維運(yùn)行方向同向流動(dòng)，所述主氮?dú)鉁囟葹?30-380℃，主氮?dú)鈮毫?.2-4.3kpa。

11、在一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述噴絲孔在噴絲板上呈雙層同心圓排列。

12、在一些實(shí)施例中，步驟（3）中，所述內(nèi)層噴絲孔的溫度為130-140℃，外層噴絲孔的溫度為122-130℃。

13、在一些實(shí)施例中，步驟（4）中，所述牽伸機(jī)水槽溫度控制在80-100℃。

14、在一些實(shí)施例中，步驟（5）中，所述上油為兩次上油；其中，一次上油轉(zhuǎn)速為50-60rpm，二次上油轉(zhuǎn)速為90-100rpm。

15、在一些實(shí)施例中，步驟（5）中，所述卷曲上輥壓力控制在0.1-0.4mpa，卷曲下輥壓力控制在0-0.3mpa。

16、在一些實(shí)施例中，步驟（5）中，所述烘干溫度為120-140℃。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

18、本發(fā)明提供了一種以二甲基乙酰胺為溶劑高固含量干法腈綸紡絲工藝，通過(guò)提高紡絲原液溫度、夾套水溫度保證高固含量紡絲原液的流動(dòng)性，使其順利通過(guò)原液過(guò)濾機(jī)；通過(guò)調(diào)整紡絲機(jī)主氮?dú)鈮毫皽囟?、?nèi)外環(huán)溫度、紡絲甬道內(nèi)各區(qū)溫度、牽引喂入機(jī)速度，在高固含量的情況下保證了纖維的可紡性，同時(shí)單甬道生產(chǎn)速率提高了，降低了裝置能耗。

技術(shù)特征：

1.一種高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述紡絲原液配置的工藝條件為：將二甲基乙酰胺升溫至75-79℃，使用二甲基乙酰胺對(duì)聚丙烯腈進(jìn)行噴淋，使聚丙烯腈被二甲基乙酰胺均勻浸潤(rùn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述甬道分為氣室、錐體、上甬道上部、上甬道下部四部分，所述氣室的溫度為330-380℃、錐體的溫度為205-250℃、上甬道上部的溫度為170-210℃、上甬道下部的溫度為150-180℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述氮?dú)飧稍锞唧w為：主氮?dú)鈴募徑z甬道氣室進(jìn)入，與纖維運(yùn)行方向同向流動(dòng)，所述主氮?dú)鉁囟葹?30-380℃，主氮?dú)鈮毫?.2-4.3kpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述噴絲孔在噴絲板上呈雙層同心圓排列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述內(nèi)層噴絲孔的溫度為130-140℃，外層噴絲孔的溫度為122-130℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（4）中，所述牽伸機(jī)水槽溫度控制在80-100℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（5）中，所述上油為兩次上油；其中，一次上油轉(zhuǎn)速為50-60rpm，二次上油轉(zhuǎn)速為90-100rpm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（5）中，所述卷曲上輥壓力控制在0.1-0.4mpa，卷曲下輥壓力控制在0-0.3mpa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量干法腈綸紡絲工藝，其特征在于，步驟（5）中，所述烘干溫度為120-140℃。

技術(shù)總結(jié)
一種高固含量干法腈綸紡絲工藝，屬于干法腈綸纖維技術(shù)領(lǐng)域。其包括步驟：（1）配置紡絲原液：以聚丙烯腈為原料，以二甲基乙酰胺為溶劑，向溶劑中加入聚丙烯腈干粉配制成固含量為31.0?32.0%的紡絲原液；（2）過(guò)濾：將紡絲原液加熱，經(jīng)板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾；（3）紡絲成形：過(guò)濾后的紡絲原液加壓進(jìn)入噴絲管道，經(jīng)噴絲板上的噴絲孔噴出后進(jìn)入甬道，在甬道中干燥，形成初生纖維；（4）水洗、牽伸：將初生纖維水洗、牽伸；（5）上油、卷曲、烘干：牽伸后的絲束進(jìn)行上油、卷曲、烘干，即可得到腈綸纖維。本發(fā)明提供了一種以二甲基乙酰胺為溶劑高固含量干法腈綸紡絲工藝，該工藝適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，并可以提高生產(chǎn)速率和纖維產(chǎn)量，降低裝置能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭道遠(yuǎn),王世峽,成強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8