芳纶1414长丝生产设备的研发

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1、芳纶1414长丝生产设备的研发高占勇   邯郸纺织机械有限公司（中国） 摘 要：简要介绍了芳纶1414的性能特点和当前状况。结合两条比较成熟的芳纶1414长丝纺丝生产线流程，对芳纶1414长丝纺丝生产线的设备排布特点进行了分析。根据这些设备排布特点，介绍了芳纶1414长丝纺丝生产线上主要单元机的结构形式、结构特征及研发注意事项等。 关键词：芳纶1414，长丝，纺丝，生产设备，单元机 引 言 芳纶1414是一种高性能纤维，具有高强度高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能。芳纶1414的比强度是钢丝的6倍，玻纤

2、的3倍，高强尼龙工业丝的2倍；在200℃下经历100h，仍能保持原强度的75%，在160℃下经历500h，仍能保持原强度的95%。芳纶1414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，表面与基体复合黏合性差。芳纶1414主要应用在先进复合材料、防护材料、橡胶增强材料、缆绳和光缆、工业织物、建筑结构加固材料、摩擦材料和密封材料等领域。目前，国外只有美国杜邦公司和日本帝人公司能够进行大规模生产。国内从20世纪80年代开始，先后进行过多次中试研究，积累了宝贵的工业化生产经验，但由于其工艺过程涉及聚

3、合、纺丝、溶剂回收三大部分，工艺要求和控制也相当复杂，因此未见大规模批量产品上市。       芳纶1414采用干湿法进行纺丝。干湿法纺丝的成形方法与干法相似，但其纺丝液的表现黏度与熔体相近，而纺丝孔的直径、喷丝头拉伸倍数则与湿法纺丝相当。目前，由于国内各芳纶1414长丝生产企业的生产设备和工艺要求不同，因此设备的排布形式也不尽相同。本文以两条比较成熟的芳纶1414长丝纺丝生产线流程为例，对各流程的设备排布特点进行了分析。根据这些特点，介绍了主要单元机的结构形式、结构特征及研发注意事项等。1、生产线流程及其特

4、点1.1流程一干湿法纺丝机—浸浴式水洗机—喷淋式水洗机—喷淋式碱洗机—喷淋式高温水洗机—多辊烘筒式烘干机—多辊烘筒式烘干机—摩擦式双面上油机—丝束卷绕机。该芳纶1414长丝生产线主要由纺丝、水洗、碱洗、高温水洗、烘干、上油、卷绕等工序组成。成品长丝中每束丝的单丝数1000根。纺丝机共12个纺丝位，每两个纺丝位的间距为350mm。生产线的最高工艺速度走为400mm。每条生产线的产为450T/a。该生产线的设备特点为：   —辊体的空间排布采臣平行辊形式；   —同时采用了浸浴式水洗喷淋式水洗两种水洗方，浸浴式水

5、洗为初步水洗，喷淋式水洗为高效水洗，丝束整体水洗效果好；   —为确保丝束的烘干效果，采用了两台多辊烘筒式烘干机，由于各烘干辊的轴心是相互平行的，因此这种烘干方式的烘干效率较低，设备占地空间和能耗比较大；    —纺丝机和浸浴式水洗机之间没有专门配置张力机或牵引机，从纺丝机出来的丝束的牵引是靠浸浴式水洗机上的轧车来完成的。1.2流程二干湿法纺丝机—打结器—牵引机一两辊喷淋水洗机——两辊喷淋式碱水洗—两辊烘筒式烘干机—油盘浸油式上油机—丝束卷绕机。   该芳纶1414长丝生产线主要由纺丝、水洗、碱洗、水洗、碱洗

6、、烘干、上油、卷绕等工序组成。成品单丝的线密度为1.6-2.5dtex，成品长丝中每束丝的单丝数为1000根。纺丝机共12个纺丝位，每两个纺丝位的间距为400mm生产线的最高工艺速度为500m/min。每条生产线的产量约为500t/a。生产线显著特点有： —辊体的空间排布采用了倾斜辊形式，两根辊为一组，其中一个辊为倾斜辊； —丝束洗涤采用水洗和碱洗交错进行的方式，喷淋式水洗机使用的洗涤液为30℃去离子水，第一喷淋式碱洗机使用的洗涤液为30℃、质量浓度为1%的NaOH水溶液；第二喷淋式碱洗机使用的洗涤液为30℃

7、、质量浓度为内o.o5%的NaOH水溶液； —由于两根烘干辊的轴心线不平行，因此这种烘干机的丝束烘干过程实际上上是丝束在两辊间多次缠绕的过程，这种烘干机的烘干效率比较高，设备占地空间和能耗比较小； —纺丝机和牵引机之间配置了一台打结器，用于生头时初生丝和牵引丝的打结。正常开车时打结器不工作。 控制精度很高。电气方式为：工控机+可编程逻辑控制器(PLC)+伺服控制器，通过总线控制。2单元机的研发 为生产优质的芳纶1414长丝，除应具备科学合理的生产线流程和生产工艺外，还必须有结构合理、性能可靠的单元机做支撑。单

8、元机的结构形式、各项性能都必须：与生产线的具体流程相适应。2.1干湿法纺丝机 干湿法纺丝机是芳纶1414长丝生产线上最重要的单元机之一，用于将纺丝原液以10MPa左右的压力输入原液管，通过各支由纺丝计量泵输入喷丝头，从喷丝头小孔喷出，经气隙和凝固浴被拉伸并凝固成丝，再经过加速器进入浴槽，送往下道工序进行水洗、碱洗、烘干、上油、卷绕等工序。 干湿法纺丝机一般由机架、防护窗、纺丝、加速器升降、浴槽、辅槽