[发明专利]一种PEEK单丝制备系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PEEK单丝制备系统，包括顺着PEEK单丝制备方向依次布置的多级真空转鼓干燥机、干切片料仓、螺杆挤出机、计量泵、纺丝组件、冷却装置、上油装置、集束装置、多级热辊拉伸定型装置、复丝卷绕机及分丝机；螺杆挤出机的进料段长度占螺杆总长度的30～50%，压缩段长度占螺杆总长度的25～35%，计量段长度占螺杆总长度的25～35%；螺杆挤出机顺着挤出方向依次分为六个加热温区；多级热辊拉伸定型装置包括一级拉伸热辊、二级拉伸热辊拉伸、以及三级定型热辊。本发明具有能制成纤维直径小于35μm的PEEK单丝的优点。

技术领域

本发明涉及特种纤维制备技术领域，具体涉及一种PEEK单丝制备系统及其制备方法。

背景技术

聚醚醚酮（PEEK）是一种线性全芳香族结性聚合物，其结构规整，结晶度高，通过熔融挤出得到的PEEK单丝因具有高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀性、阻燃性高等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车工业、电子电气、医疗、汽车等领域。由于PEEK具有较高的熔融温度，并且熔融后的熔体粘度较大、流动性差，目前常用的单丝制备方法无法制成纤维直径小于35μm的PEEK单丝。发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能制成纤维直径小于35μm的PEEK单丝的制备系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种PEEK单丝制备系统，包括顺着PEEK单丝制备方向依次布置的多级真空转鼓干燥机、干切片料仓、螺杆挤出机、计量泵、纺丝组件、冷却装置、上油装置、集束装置、多级热辊拉伸定型装置、复丝卷绕机及分丝机；所述螺杆挤出机顺着挤出方向依次分为进料段、压缩段及计量段，进料段长度占螺杆总长度的30～50%，压缩段长度占螺杆总长度的25～35%，计量段长度占螺杆总长度的25～35%；并且螺杆挤出机顺着挤出方向依次分为六个加热温区，六个加热温区的温度范围依次为：330～380℃，350～400℃，380～420℃，390～440℃，385～430℃，385～430℃；所述多级热辊拉伸定型装置包括用于纤维拉伸的辊温为150～200℃且辊速为300～500m/min的一级拉伸热辊、以及辊温为180～240℃且辊速为600～1000m/min的二级拉伸热辊拉伸、以及用于纤维定型的辊温为180～240℃且辊速为600～1000m/min的三级定型热辊。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：纺丝组件的结构包括：壳体，在壳体的顶部设置有进料口，在壳体的底部设置有出料口，在壳体的内部自上向下依次布置有上层过滤网组、分配板、下层过滤网组及喷丝板，所述喷丝板位于壳体的出料口处，所述上层过滤网组由多片层叠的上过滤网片组成，所述上过滤网片的目数为300～600目；所述下层过滤网组由多片层叠的下过滤网片组成，所述下过滤网片的目数为400～800目。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：冷却装置包括顺着PEEK单丝制备方向依次布置的缓冷装置及侧吹风装置，缓冷装置用于将纺丝组件喷出的初生单丝进行缓慢冷却至280～330℃，侧吹风装置用于将经缓冷装置缓慢冷却至280～330℃的初生单丝冷却至常温。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：在分丝机上设置有张力控制器，分丝机通过张力控制器将PEEK单丝的张力范围控制在5～20CN。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：在多级真空转鼓干燥机中，多级真空转鼓干燥机对PEEK树脂原料的预结晶温度为100～140℃，预结晶时间为2～4小时，真空抽速为10～20升/秒，转鼓干燥温度为150～180℃，干燥时间为3～6小时。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：在干切片料仓中设置有热空气循环装置，热空气循环装置用于将料仓中的PEEK树脂原料的温度保持在140～170℃。

进一步地，前述的一种PEEK单丝制备系统，其中：螺杆挤出机的进料段长度占螺杆总长度的40%，压缩段长度占螺杆总长度的30%，计量段长度占螺杆总长度的30%。