棉纶纤维装置简介和重点部位及设备.doc

棉纶纤维装置简介和重点部位及设备 一、装置简介 (一)装置发展及其类型 1，装置发展 聚酰胺纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维，也是合成纤维的一个主要品种，是由分子主链通过酰胺键连接起来的一类合成纤维。 聚酰胺纤维有许多品种，目前工业化生产及应用量广泛的仍以聚酰胺6和聚酰胺66为主。我国以生产聚酰胺6为主，其商品名称为“锦纶，聚酰胺6纤维名称便为“锦纶纤维。 1935年Carothers等人在实验室中，用己二酸和己二胺制成了聚酰胺66，发现这是一种：具有重大工业意义的原料，1938年以中间实验规模开始了生产。几乎与此同时，法国的Schlack在1938年发明了用己内酰胺聚合制取聚酰胺6及其生产纤维的技术，1941年开始工业化生产。 由于聚酰胺纤维具有合格的物理性能和纺织性能，以后发展速度很快，在合成纤维产量中一直占居首位，但从1972年开始才为涤纶所超越而退居次位。 2装置的主要类型 除了特别类型的耐高温柔改性聚酰胺纤维之外，其他各种聚酰胺纤维(包括聚酰胺6纤维即锦纶纤维)均采纳熔体纺丝法成形。由于一般聚酰胺是热塑性树脂，有显然的熔点，其熔融温度低于分解温度，因此可采纳螺杆挤压机送人纺丝箱进行熔融纺丝。 聚酰胺纤维装置的主要类型是以切片熔融纺丝法为主。虽然在生产上也有采纳缩聚后熔体直接纺丝的工艺，但因其技术要求高，质量上较难控制，特别是聚酰胺6(即锦纶)的聚合体内含有10左右的单体和低聚物，聚酰胺6聚合物并不“纯净，会造成纺丝困难、纤维结构不均匀的现象。因此，聚酰胺6直接纺丝法目前大多限于生产短纤维，而关于长丝品种则主要采纳切片纺丝法。 依据纺丝的速度区别，熔体纺丝的速度为10001500mmin称为“常规纺；熔融纺丝机的卷绕速度向高速(3000-4000mmin)发展后，形成了“高速纺，这就使常规纺时卷绕丝由原来结构和性能都不太稳定的未拉伸丝(UDY)转变为结构和性能都比较稳定的预取向丝(POY)。在实际生产中，为避免卷绕丝在卷装上发生过多的松弛而致变软、崩塌，故其相应的高速纺丝速度必必需达到4000-4500mmin。20世纪80年代后，聚酰胺纤维生产已成功地应用高速卷绕头(机械速度可达6000mmin)一步法治取全拉伸丝(FDY)，于是常规纺被高速纺取代，锦纶纤维装置生产进入新时代。 本节以聚酰胺6(即锦纶)高速纺丝工艺为例，阐述其装置的安全技术。 (二)单元组成与工艺流程 L单元组成 (1)熔体输送单元 这是一个纺丝原料供给单元。由前道生产工序聚合装置而来的锦纶树脂切片，通过螺杆挤压机的加热、熔融和挤压，将熔融体送到纺丝单元进行纺丝生产和后加工处理。 (2)纺丝单元 该单元是锦纶纤维装置的主要生产单元。从螺杆挤压机来的熔融态聚酰胺6原料，进入纺丝单元内纺丝箱内列管式熔体分配管，经由纺丝孔连续纺出无数条聚酰胺6纤维单丝，然后在后续生产工序进行加工处理。 (3)卷绕单元 与聚酯纤维装置加工一样，从卷绕单元开始一直到聚酰胺6纤维(锦纶纤维)产成品为止，均属后加工处理部分。在卷绕单元中配置了高速卷绕机(一般卷绕速度取4000-5000mrain，最高可达6000mmin)，将前道工序来的单丝经高速卷绕成丝筒，然后转入下道生产工序。 (4)拉伸单元 拉伸单元是为聚酰胺6长丝后加工设立的一个生产工序，而且是一个关键工序。其作用是，一方面通过对纺丝、卷绕单元来的单丝进行热拉伸，以消除锦纶纤维在加工过程中由于机械作用所产生的内应力；另一方面，在受加热提升温度的状况下，也有利于纤维的取向和结晶向正常方向发展。因此，拉伸单元也是聚酰胺6长丝质量的重要控制单元。加热载体可采纳电加热板同单丝直接接触，亦可采纳液体(例如介质为热水或热油剂的液体)浴或蒸汽浴加热单丝来实施。 (5)加捻单元 加捻单元是将聚酰胺6单丝通过拉伸加捻机，经过喂入、拉伸、加捻和卷绕等四步拉伸加捻后，按市场必需要加工成有不同粗细纤度(dtex，即“旦)的粗丝，最后包装为成品出厂。如果要生产聚酰胺6弹力丝，是采纳假捻变形法；如果要生产聚酰胺6帘子线，乃采纳切片法，其聚合至拉伸工艺与一般长丝工艺基本相同；如果要生产聚酰胺膨体长丝，乃采纳SIYFY法，即纺丝、拉伸和喷气变形加工一步法进行连续生产；如果要生产聚酰胺6短纤维，则采纳直接纺丝法等。以上这些后加工处理工艺生产单元均不完全相同，本节就不一一赘述了。 2工艺流程 以聚酰胺6高速纺丝拉伸一步法工艺和聚酰胺6长丝纤维后加工生产为实例，分别进行工艺流程的表达。 (1)聚酰胺6FDY高速纺丝生产流程其流程如图64所示。 (2)聚酰胺6FDY生产流程表达 来自切片料斗并已对湿切片进行干燥，使含水率降至006以下的干切片进入螺杆挤压机一1。切片在螺杆挤压机内通过热能和机械能使之熔融、压缩和均匀化，然后聚合物烙体经螺杆末端的混炼头流向熔体分配管一2，进入纺丝箱体-3。在纺丝箱体内，熔体经纺丝组件、喷丝板压出而成为熔体细流，并在骤冷室的恒温、恒湿空气中迅速凝固成为丝条。丝条经过喷嘴上油后，离开纺丝甬道-4被牵引到第一导丝辊-5，以一定的高速度将丝条从喷丝板拉下，得到预取向丝(POY)。丝条自第一导丝辊出来后继续被牵引到第二导丝辊-6，在此通过改变两导丝辊的速度比来调节所要求的拉伸比。丝条最后经过第三导丝辊-7，以控制一定的卷绕张力和松弛时间，然后进入卷绕装置的高速卷绕头一8。在卷绕机的上方配置有交络喷嘴，在喷嘴中通人蒸汽或热空气，使丝条交络并热定型，成品丝便通过卷绕机卷绕在筒管上。满卷的丝筒落下后经检验、分级和包装，便得到了锦纶长丝FDY产品，这样就完成了聚酰胺6FDY高速纺丝生产工艺流程走向。 (3)聚酰胺6长丝纤维后加工生产流程，其流程框图如图65所示。 (4)聚酰胺6长丝纤维后加工流程表达聚酰胺6长丝生产工业上多采纳POYDT工艺，即以高速纺的POY丝为原料，在同一机台上(拉伸加捻机，又称DT机)一步，成拉伸加捻作用的。 从生产流程框图可知：聚酰胺6FDY生产线来的预取向丝(POY，即卷绕丝)丝筒，从筒子架中将丝筒上的卷绕丝引出后，经过导丝器、喂给罗拉到达拉伸盘，在喂给罗拉和拉伸盘之间要进行冷(或热盘、热板加热)拉伸；然后再从拉伸盘引出拉伸丝；在钢丝圈上经过导丝钩和上下移动着的钢板，不断地加捻，并被卷绕在筒管上；当获得一定的捻度后，就成为拉伸加捻丝(即DT丝)，聚酰胺6长丝纤维后加工宣告完成，可作成品包装出厂。