[发明专利]一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺设备及其工艺

说明书

本发明提供了一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺设备，该前纺设备依次包括储料仓、螺杆挤压机、预过滤器、增压泵、纺丝箱、氮气加热管、热牵伸部件、侧吹风部件、上油装置、导丝辊和卷绕机。本发明还提供了一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺工艺。本发明通过改进设备及工艺，可使生产出的高性能特种纤维品质更好，更利于市场的应用和推广。

技术领域

本发明属于熔体纺丝技术领域，具体是涉及一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺设备及其工艺。

背景技术

目前高性能特种纤维主要有间位芳酰胺纤维(又称PMIA纤维，芳纶1313纤维)和对位芳酰胺纤维(又称PPTA纤维，芳纶1414纤维)，这两种纤维可用于制成渔网、防弹服、体育用品、刹车片、光导纤维级显示材料等，还可用于制成薄膜，软质印刷线路板、食品包装等。但是，这两种纤维的制备设备结构比较复杂，占地面积大，制备工艺流程比较长，人力物力消耗大，且对自然环境有一定的污染，这些不利因素都严重影响了高性能特种纤维在以上领域的应用和推广。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种制备设备的结构更加简单紧凑，制备工艺流程更少更节能且无环境污染的基于熔体纺丝法生产高性能特种纤维的前纺设备及其工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺设备，该前纺设备依次包括储料仓、螺杆挤压机、预过滤器、增压泵、纺丝箱、氮气加热管、热牵伸部件、侧吹风部件、上油装置、导丝辊和卷绕机，所述热牵伸部件包括热牵伸箱、牵伸辊、热牵伸机架、加热器一、风机一、加热进气管、加热回气管、上补气管、下补气管、牵伸箱进气管和牵伸箱回气管，所述风机一的出气口与所述加热器一的进气口连接，所述加热器一的出气口分别与所述加热进气管、上补气管、牵伸箱进气管以及下补气管的一端连接，所述加热进气管及上补气管的另一端均与所述氮气加热管连接，所述牵伸箱进气管及下补气管的另一端均与所述热牵伸箱连接，所述风机一的进气口分别与所述加热回气管及牵伸箱回气管的一端连接，所述加热回气管和牵伸箱回气管的另一端分别与所述氮气加热管和热牵伸箱连接，所述侧吹风部件包括风机二、交换器、加热器二、侧吹风进管和侧吹风甬道，所述纺丝箱内设置有熔体管路、计量泵和纺丝组件。

本发明还提供一种基于熔体纺丝法生产高性能纤维的前纺工艺，该前纺工艺包括以下步骤：

1)将原材料液晶聚合物置于干燥设备中，待干燥达到要求后将其自动导入储料仓中；

2)将已干燥的原材料自储料仓导入螺杆挤压机进行熔融直至变成液晶聚合物熔体；

3)将熔体导入预过滤器中，待过滤出熔体中的杂质后经由螺杆挤压机推入增压泵中；

4)进入增压泵的熔体通过调控增压泵的转数、改变增压泵的出口压力，准确而定量地将其供给纺丝箱；

5)从增压泵导出的熔体经由纺丝箱内的熔体管路均匀地分配到纺丝箱内的各个计量泵，再由计量泵精确地供给纺丝箱内的各个纺丝组件，然后再由纺丝组件上的喷头将熔体挤成丝条；

6)将丝条导入氮气加热管中，然后在一定加热温度及热牵伸部件的预牵伸作用下将丝条成型为一种柔性丝束；

7)将丝束导入热牵伸部件内的热牵伸箱进行多道牵伸直至使丝束的分子排列产生变化；

8)将丝束导入侧吹风甬道中，然后在一定温度下使分子排列好的丝束冷却成型；

9)将冷却成型后的丝束通过上油使其软化，并使丝束中的若干条单丝不易散开；

10)将已上油的丝束通过导丝辊的牵引使其具有一定的张力；

11)最后将丝束通过卷绕机卷绕在筒管上，达到一定重量后卸下筒管转后纺设备进行加工。

更进一步，所述步骤1)中液晶聚合物中的水分浓度低于50ppm。