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        高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)的影響因素探討

        2012-12-22 15:05:14孔令根
        合成纖維工業(yè) 2012年5期
        關(guān)鍵詞:可紡性海砂紡絲

        孔令根

        (江蘇海陽化纖有限公司,江蘇泰州225300)

        高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)的影響因素探討

        孔令根

        (江蘇海陽化纖有限公司,江蘇泰州225300)

        采用一步法高速紡設(shè)備生產(chǎn)PA6工業(yè)絲,從原料、設(shè)備和紡絲工藝等分析了生產(chǎn)的影響因素。結(jié)果表明:在生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲時,應(yīng)保持開車前的工藝管路清潔;PA6切片相對分子質(zhì)量控制在21 300±200,含水率小于40 μg/g,紡絲時應(yīng)控制紡絲溫度(292±5)℃,側(cè)吹風(fēng)風(fēng)壓(550±5)Pa,側(cè)吹風(fēng)溫度(16±1)℃,側(cè)吹風(fēng)相對濕度(90±5)%,紡絲速度2 480 m/min;組件介質(zhì)海砂采用鹽酸酸洗,可保證生產(chǎn)穩(wěn)定,廢絲率僅3.1%。

        聚己內(nèi)酰胺纖維 工業(yè)絲 高速紡絲 一步法

        江蘇海陽化纖有限公司PA6工業(yè)絲生產(chǎn)線為二步法生產(chǎn)工藝,而國內(nèi)同行大多采用一步法生產(chǎn)工藝。為提高產(chǎn)品檔次,增強(qiáng)市場競爭力,該公司于2009年新建了國產(chǎn)化的高速紡設(shè)備(24個位)生產(chǎn)線,于2010年投料開車。在開車初期,硬頭、飄絲現(xiàn)象嚴(yán)重,拉伸斷頭頻繁,廢絲率高,生產(chǎn)不穩(wěn)定,且紡位難以開足。作者結(jié)合該設(shè)備開車的實(shí)際情況,分析了生產(chǎn)的主要影響因素,以供同行參考借鑒。

        1 試驗(yàn)

        1.1 原料

        PA6切片:相對分子質(zhì)量21 300±200,單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于1.5%,含水率小于等于40 μg/g,江蘇海陽化纖有限公司產(chǎn);油劑:日本竹本公司產(chǎn)。

        1.2 主要設(shè)備及檢測儀器

        BWA35G-900/4,BWA35G-600/2型錦綸紡牽聯(lián)合機(jī):擠出機(jī)型號為JK81A-150×25,北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司制;牽伸輥 RGJ-190×350:北京中紡精業(yè)機(jī)電設(shè)備有限公司制;BWA35G-600/2型、BWA35G-900/4型卷繞頭:北京中麗制機(jī)工程技術(shù)有限公司制。WGL-2500DT型拉力試驗(yàn)機(jī):桂林奧峰電器制造有限公司制。

        1.3 PA6工業(yè)絲生產(chǎn)

        PA6工業(yè)絲高速紡生產(chǎn)工藝流程見圖1。生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲斷裂強(qiáng)度為8.56 cN/dtex,斷裂強(qiáng)度不勻率為2.2%,斷裂伸長率為23.6%,斷裂伸長不勻率5.0%,廢絲率3.1%。

        圖1 PA6工業(yè)絲高速紡絲生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Flow chart of high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

        2 結(jié)果與討論

        2.1 工藝管路的清潔

        工藝管路包括物料管路、聯(lián)苯管路、供油管路、板面保護(hù)蒸汽管路等。由于高速紡絲時,絲條與空氣間摩擦力較大,因而絲條在到達(dá)卷繞裝置時張力很大,這時若纖維中含有較大直徑的機(jī)械雜質(zhì),在高的張力下容易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生單絲斷裂,形成毛絲[1]。因此,在開車前,切片料倉及熔體管路都必須吹掃干凈。

        紡絲箱體采用聯(lián)苯蒸氣循環(huán)加熱,要求均勻、溫差小。聯(lián)苯管路內(nèi)雜質(zhì)的存在,將會阻塞聯(lián)苯蒸氣循環(huán)通道,使熔體受熱不均,從而影響紡絲。

        高速紡絲為原油直接上油,遇水易產(chǎn)生沉淀,堵塞供油管道。雜質(zhì)的存在會堵塞油唇,從而導(dǎo)致上油的不均勻,影響絲條的抱合性。因而在供油之前必須清除管路內(nèi)的雜質(zhì)及水漬。

        板面蒸汽保護(hù)可減少單體對噴絲板面的污染,延長噴絲板的使用周期,而雜質(zhì)的存在會堵塞蒸氣管道,影響保護(hù)效果。

        2.2 PA6 切片質(zhì)量

        2.2.1 相對分子質(zhì)量及其分布

        PA6切片的相對分子質(zhì)量必須控制在一定的范圍內(nèi),相對分子質(zhì)量過高,PA6的高溫流動黏度增加,可紡性下降;相對分子質(zhì)量過低,纖維的強(qiáng)度受到影響。另外,PA6切片的相對分子質(zhì)量分布寬,則其可紡性差,紡絲溫度范圍窄,工藝難以控制[2]。實(shí)踐證明,PA6后聚移熱段溫度控制在245~250℃,且相對分子質(zhì)量控制在21 300±200時,紡絲狀況較好。

        2.2.2 PA6 切片含水率

        PA6切片含水率高,易造成PA6高聚物在熔融狀態(tài)下水解,降低熔體黏度,拉伸性能變差,斷頭率增加。因聚合裝置與紡絲裝置相距較遠(yuǎn),必須采用灌裝運(yùn)輸?shù)霓k法。通過灌裝時抽真空,發(fā)送間加裝去濕機(jī)取得了較好的效果,供紡絲的切片含水率可控制在40 μg/g以內(nèi)。

        2.3 主要生產(chǎn)工藝

        2.3.1 紡絲溫度

        以1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)為例,紡絲溫度過高,會使PA6熱分解加劇,黏度降低,易出現(xiàn)氣泡絲、注頭現(xiàn)象;紡絲溫度過低,熔體黏度增大,易出現(xiàn)漏料,硬頭絲等現(xiàn)象[1]。因而紡絲溫度的確定非常重要,經(jīng)過摸索紡絲溫度控制為(292±5)℃時,紡絲效果最佳(見表1)。生產(chǎn)中設(shè)定螺桿擠出機(jī)Ⅰ ~Ⅵ區(qū)溫度分別為(290,315,315,310,300,295℃,緩冷器溫度300℃,紡絲箱體溫度292℃,且控制波動范圍5℃。

        表1 紡絲溫度對PA6可紡性的影響Tab.1 Effect of spinning temperature onspinnability of PA6 industrial yarn

        2.3.2 側(cè)吹風(fēng)條件

        紡絲的冷卻成形條件必須穩(wěn)定、均勻,特別要避免外界條件的影響,使得熔體細(xì)流在冷卻成型過程中所受的軸向拉力保持穩(wěn)定。在PA6工業(yè)絲生產(chǎn)開車時,除了要保證側(cè)吹風(fēng)溫度、濕度、風(fēng)壓等參數(shù)穩(wěn)定外,生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要,采取封閉大絲室,控制卷繞間微正壓等措施,收效較好。1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)空調(diào)參數(shù)為:側(cè)吹風(fēng)風(fēng)壓(550±5)Pa,側(cè)吹風(fēng)溫度(16±1)℃,側(cè)吹風(fēng)相對濕度(90±5)%,大絲室溫度(32±5)℃,大絲室濕度(40±5)%,卷繞間溫度(24±2)℃,卷繞間相對濕度(60±5)%。

        2.3.2 紡絲速度

        在開車初期,由于設(shè)備及導(dǎo)絲構(gòu)件處于磨合階段,熱輥絲道也未固定,紡絲速度和拉伸倍數(shù)可適當(dāng)?shù)托?,待生產(chǎn)穩(wěn)定后,視指標(biāo)情況再作調(diào)整。紡絲速度的提高,在一定的范圍內(nèi)可提高纖維的強(qiáng)度,但可紡性下降。從表2可以看出,在生產(chǎn)1 386 dtex PA6工業(yè)絲時,紡絲速度控制在2 480 m/min,紡絲狀況好。

        表2 紡絲速度對PA6工業(yè)絲強(qiáng)力及可紡性的影響Tab.2 Effect of spinning speed on strength and spinnability of PA6 industrial yarn

        2.4 海砂質(zhì)量

        生產(chǎn)中組件過濾介質(zhì)為海砂,采取分級過濾,并據(jù)紡絲品種按相應(yīng)比例裝填,先粗(17目)后細(xì)(30目),金屬網(wǎng)密實(shí)。海砂的處理至關(guān)重要,必須先用水泡,去除灰塵雜物,后酸洗,再用水沖至pH值顯中性,450℃烘干4 h,再篩揀,去除破碎物,這樣可減少飄絲現(xiàn)象的發(fā)生,保證紡絲生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

        3 結(jié)論

        a.在高速紡PA6工業(yè)絲生產(chǎn)過程中,工藝管線的清潔、切片質(zhì)量以及生產(chǎn)工藝條件是影響紡絲工況的主要因素。1 386 dtex PA6工業(yè)絲生產(chǎn)工藝如下:PA6切片相對分子質(zhì)量控制在21 300±200,切片含水率小于 40 μg/g,紡絲溫度(292±5)℃,紡絲速度2 480 m/min,紡絲狀況好。

        b.生產(chǎn)中海砂采用鹽酸酸洗,450℃烘干4 h,可有效減少飄絲現(xiàn)象。

        [1]董紀(jì)震,趙耀明,陳雪英,等.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京:中國紡織出版社,1994:183-240.

        [2]梁伯潤.高分子物理學(xué)[M].北京:中國紡織出版社,2000:166-219.

        Influential factors on high-speed spinning process for PA6 industrial yarn

        Kong Linggen
        (Jiangsu Haiyang Chemical Fiber Co.,Ltd.,Taizhou225300)

        PA6 industrial yarn was produced by one-step process on a high-speed spinning plant.The influential factors on the production were analyzed from the aspects of raw materials,equipments and process.The results showed that the steady production of 1 386 dtex PA6 industrial yarn can be guaranteed with the fiber waste rate of 3.1%by keeping process pipeline clean before start-up,controlling PA6 chip with the relative molecular mass of 21 300 ±200 and moisture content below 40 μg/g,spinning temperature(292±5)℃ and speed 2 480 m/min,cross air pressure(550±5)Pa,air temperature(16±1)℃ and relative humidity(90 ±5)%and washing the spinpack media of sea sand with hydrochloride.

        polycaprolactam fiber;industrial yarn;high-speed spinning;one-step process

        TQ342+.11

        B

        1001-0041(2012)05-0070-03

        2012-02-17;修改稿收到日期:2012-08-22。

        孔令根(1967—),男,工程師,主要從事化纖生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail:hy.klg@163.com。

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