[发明专利]聚乳酸双组份复合纤维纺丝工艺

说明书

技术领域

本发明属于聚乳酸纺丝生产技术领域，尤其涉及一种聚乳酸双组份复合纤维纺丝工艺。

背景技术

聚乳酸（PLA）纤维是一种可降解的生物纤维，其生产方法类似聚酯纤维，但是、聚乳酸纤维的生产过程极易发生降解，尤其是干燥工序，根据生产经验，要达到纺丝工艺要求的干燥度，聚乳酸干切片（PLA）含水率必须在30PPm以下，根据实验；烘干原料的热空气温度一般需要100～110℃，干燥时间6～8小时。

根据对干燥前后的聚乳酸切片进行化验发现；聚乳酸干燥前到干燥后的粘度降达三分之一以上。这说明经过干燥的聚乳酸切片虽然可以避免因含水量过高引起的水解降解反应，但是干燥过程也明显造成了聚乳酸切片的降解。严重影响纤维的强力。

聚乳酸双组份复合纤维的生产需要两组不同分子量（熔体粘度）的熔体，即；一种为较高聚合度的熔体，另一种为较低聚合度的熔体。

若用传统的间接纺丝方法进行熔融纺丝，则会遇到低分子聚乳酸切片因切片干燥造成的降解的难题。由于干燥温度与聚乳酸切片的分子量成正相关关系，分子量越高，则可以有较高的干燥温度，分子量较低则不能使用较高的干燥温度，由于在常压下水分的气化温度是100℃，若使用100℃以下的热空气进行干燥处理，则很难达到干燥效果。因此、较低分子量的切片，很难进行干燥处理。

另外，聚乳酸聚合工序包括预聚和终聚。需要聚合的熔体首先要经过预聚，预聚的设备是一个立式圆柱体形状的罐体，罐体顶部沿垂直方向设有预聚合管。需要预聚合的熔体从预聚合管的上端定量进入预聚合管内，靠自身重力并从上向下平稳向下流动到罐体内。由于熔体与预聚合管管壁的摩擦因数，预聚合管中心的熔体向下流动速度比预聚合管管壁处的熔体向下的流动速度要快，而且预聚合管管壁处的温度与预聚合管中心的温度也有差别。而理想的状况是；1、熔体在恒定速度状态下向下流动；2、预聚合管内熔体向下流动时每个层面的管壁与预聚合管中心的溶体温度最好也是一样的；3、由于终聚后用于输送聚乳酸的输送管道较长，靠近管壁的高聚物熔体粘稠度特别大，聚乳酸熔体在输送过程中因熔体流速不均匀造成的高聚物分子量分布较宽（不均匀）问题，杂质不能有效地过滤掉，从而影响到纺丝品质。为达到此目的，预聚合管内需要装配数组混料预热器，以满足聚合工艺的要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种能将预聚合管内壁与中心处的熔体保持基本等速向下流动、并能把预聚合管内壁与中心处的熔体进行交换混合保持温度一致、在终聚后熔体输送过程中混合均匀的聚乳酸双组份复合纤维纺丝工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：聚乳酸双组份复合纤维纺丝工艺，所述纺丝工艺所采用的纺丝设备包括聚合框架、干燥塔、料仓、纺丝螺杆挤出机和纺丝箱体，聚合框架上自上而下依次设有搅拌罐、初聚罐和终聚罐，搅拌罐底部通过第一输料管与初聚罐顶部连接，第一输料管上设有聚乳酸预聚混料装置、第一自动控制阀和第一计量泵，初聚罐底部通过第二输料管与终聚罐顶部连接，第二输料管上设有第二自动控制阀和第二计量泵；

纺丝箱体内设有第一纺丝计量泵、第二纺丝计量泵和双喷孔并列型纺丝组件,第一纺丝计量泵和第二纺丝计量泵的出料口分别与双喷孔并列型纺丝组件的进料口连接；

终聚罐底部通过第一熔体管道与第一纺丝计量泵的进料口连接；

干燥塔的出口与料仓的进口连接，料仓的出口通过下料管与纺丝螺杆挤出机的进口连接，下料管上设有计量器，纺丝螺杆挤出机的出料口通过第二熔体管道与第二纺丝计量泵的进料口连接；

第一熔体管道上沿熔体流动方向依次设有第一过滤器、第三计量泵和第一动静一体管道式混料装置，第二熔体管道上沿熔体流动方向依次设有第二过滤器和第二动静一体管道式混料装置，第一动静一体管道式混料装置和第二动静一体管道式混料装置的构造相同；

所述纺丝工艺具体包括以下步骤：

（1）、将参与聚合的催化剂、稳定剂融合成为悬浮液，将悬浮液注入到搅拌罐内，同时向搅拌罐内注入较低分子量的丙交酯熔体，开启搅拌罐工作，搅拌熔体20～40min，直到混合均匀后停止搅拌；同时，将较高分子量的聚乳酸切片送入到干燥塔内进行干燥，干燥后的聚乳酸切片储存到料仓内；