Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
Загрузиа
I
Рис. 17.13 Экструдер для переработки полиэфирного гранулята:
1 — загрузочный буньер; 2—шнек: 3—обогреваемый цилиндр: 4—подсоединительный фланец; 5—электродвигатель.
Рис. 17.14. Вертикальный экструдер с быстрохо-
довым шнеком:
1—двигатель; 2—привод; 3—прижимная пружина; 4—загрузочный бункер; 5—шнек; 6—электрообогрев; 7—«болото» с расплавом; S—дозирующий насос; 9—фильерный комплект.
обычно равно 20—30), вращающемся в цилиндре S. Цилиндр обогревается с внешней стороны при помощи трубок Баккера или пластинчатых элементов и имеет несколько зон обогрева с различной температурой. Зонный обогрев цилиндра позволяет создать наилучшие условия для постепенного плавления гранулята и нагревания расплава ПЭТ при движении его по каналам шнека. Кроме того, такие устройства дают возможность регулировать продолжительность нахождения расплава при высокой температуре и не требуют специального темперирования расплава в «болоте» насосного блока. Вследствие того что транспортирование гранулята и расплава полимера в экструдере происходит принудительно (избыточное давление на выходе достигает 10—15 МПа), на таких устройствах можно перерабатывать ПЭТ практически любой молекулярной массы, причем при сравнительно низких температурах (270—290°С), обеспечивающих минимальную деструкцию полимера при формовании нитей. Производительность одного экструдера
доставляет от 1 до 6 кг/мин по расплаву, в зависимости от диаметра и частоты вращения шнека, температуры и числа зон обогрева. Целесообразно применять небольшие по размерам экструзионные устройства с быстровращающимся (до 400 об/мин) «плавающим» шнеком и производительностью по расплаву до 300—500 г/мин (рис. 17.14). Этот экструдер работает в режиме адиабатического саморазогрева, когда тепло, выделяемое при механическом трении полимера о стенки шнека и цилиндра, расходуется на плавление полимера. Продолжительность пребывания расплава в таком экструдере не превышает 10 с. Для рассмотренных выше плавильно-формовочных устройств, характеризуемых принудительной подачей расплава к прядильным блокам, как правило, не требуется применения напорных насосиков. В этом случае устанавливается только дозирующий насосик, отдельно или вместе с фильерным комплек-
. том. В зависимости от заданных производительности фильерного комплекса и типа сформованной нити чаще всего используют шестеренчатые насосики марок НШ-1,2; НШ-2,4; НШ-4,8 HIIl-10; НШ-20 и НШ-30. В состав фильерного комплекта входят один или несколько слоев фильтрующего материала и собственно нитеобра-зователь — фильера. Фильтрующими материалами служат мелкий кварцевый песок (лучше строго определенной шарообразной или эллипсоидной формы), стеклянные или шлаковые шарики диамет-
Рис. 17.15. Разрез аппарата для централизованной фильтрации расплава ПЭТ:
1—резервный фильтр; 2 — корпус аппарата для фильтра; 3—патрубок для подвода неочищенного расплава; 4—фильтрующий материал; 5—патрубок для выхода очищенного расплава.
ром 1—2 мм, карбид кремния и т. п., а также металлические сетки с числом отверстий (меш) от 1000 до 15 000 на 1 см2.
В последнее время все чаще применяется централизованная система фильтрования расплава ПЭТ. На линии движения расплава между плавильным устройством^ (экструдером) и прядильными блоками устанавливается аппарат с двумя комплектами фильтрующих материалов (во время работы одного другой подвергается чистке, и отпадает необходимость останова машины во время засорения фильтра). Производительность таких фильтров, один из которых (конструкция фирмы «Флойд Динамике») изображен на рис. 17.15, сопряжена с производительностью одной секции или всей машины и достигает от 1 до 5 т/сут. В качестве фильтрующих материалов используются решетки из мелкозернистого металла, нетканый материал из тонкой металлической проволоки, десяти-пятнадцатислойные сетки и т. п. По данным японской фирмы «To-рэй», засоряемость фильерных комплектов с использованием централизованной фильтрации расплава уменьшается в 2—3 раза. Это становится особенно важным в технологии высокоскоростного формования полиэфирных нитей. Кроме указанных факторов принимают во внимание и объемную скорость течения расплава по каналу фильеры, от величины которой зависит продолжительность эксплуатации без засорения отверстий фильеры. В частности, для работы без засорения в течение более 10 сут необходимо обеспечить приведенные ниже условия зависимости вязкости расплава полиэфира (rjp, Па-с) от минимальной объемной подачи Q (мл/мин-мм2).
Для формования полиэфирных волокон применяют фильеры круглого, прямоугольного и овального профилей (рис. 17.16). Число отверстий в фильере в зависимости от линейной плотности нити (жгута) составляет: при формовании волокна—от 400 до 2000 (фирма «Тойобо» начала применять фильеры с числом отверстий от 3000 до 4000), технической нити —от 140 до 280, текстильной нити— от 8 до 100. Диаметр отверстий в фильерах, применяемых в производстве полиэфирных волокон, подбирается таким образом, чтобы он был примерно в десять раз больше диаметра получаемой элементарной нити. Диаметр отверстий фильеры d может быть также рассчитан по формуле: d=(0,5 [ц]— 0,05) + 0,02 мм, где [п] —