[发明专利]一种聚乙烯纤维萃取装置

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成和化工分离领域，特别是涉及一种聚乙烯纤维萃取装置。

背景技术

超高分子量聚乙烯(Ultra-highMolecular Polyethylene，简称UHMWPE)纤维也称高强高模聚乙烯纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，它是由相对分子质量在(1-6)×10⁶的聚乙烯经纺丝、超拉伸后得到。超高分子量聚乙烯纤维复合材料较其他纤维增强复合材料具有更轻的质量，更好的介电性和耐冲击性，因此被广泛应用于航空航天、海域防御、武器装备等领域。

目前，常用的凝胶纺丝法制造超高分子量聚乙烯纤维的主要工艺步骤有：将超高分子量的聚乙烯溶于溶剂配成聚乙烯溶液，该溶液经螺杆挤出机挤出，经纺丝后，冷却凝固成冻胶原丝，然后用挥发性的萃取剂萃取出其中的溶剂，干燥，超倍数拉伸，最终得到超高分子量聚乙烯纤维。根据选用溶剂的不同，将凝胶纺丝法分为干法和湿法两种。干法纺丝采用十氢萘作溶剂，十氢萘易挥发，省去了后续的萃取工段，但是十氢萘价格昂贵，大大提高了生产的成本，除荷兰DSM、日本东洋纺公司采用干法工艺外，其他的公司均采用湿法工艺。湿法纺丝采用高沸点的溶剂(如石蜡油、矿物油等)，经凝胶纺丝制备的原丝是一种高度溶胀的凝胶体，内含大量高沸点溶剂使大分子链溶剂化，降低了链间的次价键力和缠结点密度。溶剂化作用使大分子链的松弛活化能降低，活动性增加，在承受张力时，尤其在高温下拉伸时相对滑移，降低了纤维的强度和模量，因此必须除去溶剂。

目前普遍采用萃取方式除去凝胶丝条中高沸点溶剂，使用的萃取剂主要为汽油、苯、甲苯、二甲苯、氟氯烃、石油醚、卤代烃等，此类溶剂普遍存在易燃易爆的特性，生产过程中容易发生事故，严重威胁到企业的生产安全。而目前为了提高原丝的萃取效果，普遍采用在萃取设备中设置超声波发生器，超声波的功率达到每小时30千瓦，这不仅提高了设备的投入成本，也有发生电器故障的可能性，并且高频超声波振动会产生热能，提高了萃取设备内的温度，这都会增加萃取剂发生燃烧或爆炸的危险。

中国专利号200720043931.5公开了一种高强高模聚乙烯纤维多级连续萃取机，其包括萃取槽、电机、导丝辊和压辊；萃取槽均匀地分隔成多个萃取室，每一萃取室内设有加热装置和超声波发生器；每一萃取室的上部两侧均设有导丝辊，导丝辊与电机相连；每一萃取室内设有压辊，压辊与萃取槽上方的气缸相连。该萃取机适用于碳氢溶剂作为萃取剂，可由于碳氢溶剂易挥发、易燃，不仅容易发生爆炸，工作安全可靠性差，而且容易造成环境污染，并且溶剂回收不易，增加了生产的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚乙烯纤维萃取装置，其结构简单，不需要施加超声波，降低了生产过程中的安全隐患，节约生产成本，且工作效率高、萃取效果好。

本发明的内容包括萃取槽、上导丝辊、下导丝辊、进丝辊、出丝辊，萃取槽内的上部设置有上导丝辊，萃取槽内的下部设有下导丝辊，萃取槽壁的上部两侧设有进液口和出液口，在萃取槽的底部设有插孔，通过插孔插入可通入压缩气体的进气管，进气管的一端在萃取槽的内部，另一端在萃取槽的外部。

优选的，所述萃取槽有多个，并且相互之间隔开，每个萃取槽的两侧均设有进液口和出液口，前一萃取槽的出液口与后一萃取槽的进液口相通。

优选的，所述进液口和出丝辊设置在第一个萃取槽的同一侧，出液口和进丝辊设置在最后一个萃取槽的同一侧。

优选的，所述进气管在萃取槽内部的管身上有小孔，在萃取槽内部的管末端密封，在萃取槽外部的管末端不密封。

优选的，所述进气管在萃取槽内部的管末端开口，在萃取槽外部的管末端不密封。

优选的，所述进气管在萃取槽外部的管末端设置有控制件控制管口的开和闭。

优选的，所述进气管在萃取槽内部的管末端通过焊接密封。

优选的，所述进气管为金属管。

优选的，所述进气管材质为不锈钢、碳素钢或镀锌管。

优选的，所述的萃取槽中插入的进气管至少有一个，萃取槽上的插孔至少有一个。

本发明的有益效果是：整个装置结构简单，在萃取槽的底部插入一根进气管通入压缩空气，产生的气泡加快了萃取剂的流动，大大提高了萃取效率，减少了萃取剂的用量，并且不需要设置超声波发生器，减少了由于超声波的空化作用而造成的萃取剂挥发，节约生产成本，降低了生产过程中的安全隐患。

萃取过程中在萃取设备底部通入压缩气体，产生的气泡使萃取剂上下滚动，增大了聚乙烯纤维原丝与萃取剂的接触次数，提高了萃取速度，有效降低了纤维原丝中的溶剂残余量。