连续聚合氨纶干法纺丝稳定性探讨

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1、连续聚合氨纶干法纺丝稳定性探讨　　目前氨纶的生产工艺主要有干法纺丝、湿法纺丝、熔融纺丝和化学反应法等4种，其中干法纺丝因工艺技术成熟，产品品质及性能优良，是目前世界上应用最广泛的氨纶纺丝方法，其产量约占全球氨纶总产量的80%左右。而连续聚合干法纺丝具有高效、低耗和产品差异化等特点，市场前景良好。　　1连续聚合氨纶干法纺丝工艺　　二异氰酸酯（MDI）与聚四亚甲基醚二醇（PTG）以一定比例在第一反应器内预聚，而后加入溶剂二甲基乙酰胺（DMAC）和扩链剂在第二反应器内进行链增长反应，最后加入研磨好的辅料并充分混合均匀后制成聚合原液。

2、聚合原液在大罐内经过一段时间的后续反应，通过增压泵输送至纺丝原液大罐，最后经过增压泵进入纺丝甬道。在甬道中热空气挥发带走溶剂，丝条浓度提高而凝固，经过假捻抱合、上油和卷绕机台卷绕成成品。工艺流程如图1所示。　　与传统间歇式聚合相比，连续聚合氨纶干法纺丝效率高、能耗低、操作简单，可根据市场需求快速做出调整，产品性能稳定，具有广阔的发展前景。　　2纺丝过程中可能出现的问题　　2.1聚合辅料对纺丝稳定性的影响5　　连续聚合辅料（TDO、MG和1790等）通过研磨机的混合、研磨和乳化后，添加至聚合原液中，起到消光增白、润滑和抗氧化等作

3、用，可赋予氨纶丝特殊的物理性能。研磨后的辅料经过聚丙烯过滤器滤出不溶杂质，被过滤的液体从壳体上部的配管流入，然后从滤袋内侧流向外侧，固形物被截留。聚丙烯熔喷滤芯过滤精度高、使用寿命长并具有良好的化学相容性，可用于调配后辅料的过滤。采用精度为10μm的聚丙烯滤芯，辅料过滤器压力增长较为缓慢，对长时间放置产生的大颗粒过滤效果较差，纺丝原液易产生絮聚，从而对纺丝的稳定性产生影响。　　2.2纺丝原液储罐氮气密封对纺丝稳定性的影响　　纺丝原液输送过程中为避免与空气接触，各储罐均采用氮气（N2）进行密封保护。0.1kg的N2通过分气包经由

4、2条不同管线（DN25）分别输送至聚合和纺丝原液储罐，同时，各储罐的排空N2汇集到2条不同管线（DN25）输送至水封罐，通过水处理后排入大气。纺丝更换组件期间，纺丝增压泵停止供液，聚合和纺丝原液储罐液位产生波动。重新开泵放位生头，纺丝运行稳定性变差，并丝堆丝较为频繁。分析认为，停泵后原液大罐的液位平衡被打破，导致N2排空不及时，引起氮封压力的剧烈波动，原液中混入大量N2，纺丝过程中会出现气泡丝应力变差的情况。　　2.3烧结毡过滤器滤芯清洗质量对纺丝稳定性的影响　　聚合原液经过聚合和纺丝的两次过滤后进入纺丝甬道，过滤效果的好坏对

5、组件的更换周期和纺丝生产的稳定有很大影响。针对原液黏度高、压力大等特点，采用可循环利用的烧结毡过滤器，根据过滤器入口压力定期更换滤芯，拆下的滤芯经过热DMAC浸泡清洗后重新组装应用。烧结毡滤芯的清洗流程如图2所示。5　　如图2所示，拆下的滤芯放入热DMAC（120℃）储罐内，开泵使罐内DMAC处于循环状态，滤芯循环清洗24h可除去滤芯内大部分熔体。洗完的滤芯再次放入120℃DMAC浸泡槽内，浸泡24h，析出过滤芯内残留的部分熔体。最后将滤芯放入纯水中进行超声波清洗，利用超声波在水中的空化作用、加速度作用和直流作用对残留物进行清

6、洗，清洗完的滤芯放入烘箱烘干，检测合格后备用。　　3连续聚合生产过程优化　　3.1更换聚合辅料过滤器滤芯　　聚丙烯过滤器工作原理是加压液体过滤，过滤精度范围广、选择度大。连续聚合生产过程中辅料过滤器滤芯由10μm换成1μm，过滤器压力有较明显增长，滤芯更换周期由刚开始的45天缩短至30天，过滤效果有了很大的提升，最大程度保证了纺丝原液混合的均匀性和纺丝状态的稳定性。　　3.2原液储罐氮气管线的调整　　聚合和纺丝原液大罐液位发生变化，N2排空不畅引起氮封压力的波动。将原有的DN25排空管线改为DN40管线，同时在排空N2进水封罐

7、前各增加一个缓冲罐。如图3所示，排空管线加粗后，当原液大罐液位发生变化后，液位上部密封N2可快速排至缓冲罐，且聚合纺丝大罐之间互不影响，保证了氮封压力的稳定，可解决由液位变化引起的SPTK排空憋压，堆丝、并丝数量明显减少。　　3.3烧结毡滤芯清洗流程优化　　为延长烧结毡滤芯的使用时间，提高滤芯的清洗效率，对滤芯的清洗流程进行优化，如图4所示。5　　由图4可知，清洗过程中增加了DMAC溶剂下的超声波清洗和高压水洗两个工序。DMAC超声波清洗可进一步去除残留在滤芯内的熔体；高压水洗则通过高压水枪由内向外反复冲洗滤芯内残留的无机物。

8、经过此方法清洗的滤芯使用周期可延长5～10天，减少了过滤器的更换次数，避免了因滤芯清洗不达标造成的生产波动。　　4小结　　（1）采用精度为1μm的聚丙烯滤芯，辅料过滤器对大颗粒的过滤效果更好，原液混合更加均匀；与精度为20μm的滤芯相比，过滤器更换周期由45天缩短至30天。