Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
18.6. ФОРМОВАНИЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ НИТЕЙ (ЖГУТОВ)
Полиакрилонитрильные нити формуют сухим и мокрым способами.
При сухом способе формование ведут в токе горячего воздуха. Высоковязкие 28—32%-ные растворы полиакрилонитрила в диме-тилформамиде продавливаются через фильеру в шахту. Фильеры имеют несколько сот отверстий (максимально). Высота прядильных шахт 6—12 м, стенки шахты обогреваются. Снизу в шахту подается горячий воздух. Скорость формования составляет 200— 400 м/мин. Выходящая из шахты нить подвергается последующей 5—8-кратной вытяжке, а затем промывается, сушится, отделывается, гофрируется и упаковывается. Недостатком сухого способа формования является невозможность применения фильер с большим числом отверстий и необходимость проведения процесса при
Схема прядильно-отделочного агрегата для получения волокна
Рис. 18.5. нитрон:
I—фильера; 2—осадительная ванна; S и 4—механизм соответственно для первой и второй вытяжки волокна; S—промывные корыта; 6—ванна для авнважной отделки; 7—барабанная сушилка: S—аппарат для термообработки; 9—гофрнровочная машина; 10—камера для нанесения антистатика; //—устройство дли упаковки жгута; 12—машина для резки жгута; 13—упаковочный пресс.
высоких температурах (вследствие высокой температуры кипения диметилформамида— 153 °С).
Наиболее распространенным в настоящее время технологическим способом формования полиакрилонитрильных нитей (жгутов) является мокрый способ. В этом случае можно применять фильеры с большим числом отверстий (до несколько сотен тысяч), что компенсирует недостаток мокрого способа — низкую скорость формования.
Этим способом получают полиакрилонитрильное волокно — наиболее массовый вид продукции.
По мокрому способу формуются растворы полиакрилонитрила в диметилформамиде, диметилацетамиде, диметилсульфоксиде, этиленкарбонате и водных растворах роданида натрия, хлорида цинка и азотной кислоты. В зависимости от растворителя несколько изменяются и условия формования (температура и концентрация осадительной ванны, последовательность операций и т. д.). Например, при использовании в качестве растворителя этиленкар-боната (темп. пл. 36°С) прядильный раствор и осадительная ванна должны иметь температуру 50—60 °С, в то время как при использовании азотной кислоты прядильный раствор и осадительная ванна должны быть охлаждены до температуры 0—5 °С. Чаще всего используют водные осадительные ванны. При использовании этих ванн упрощается система регенерации растворителя и можно осуществить полный ¦ противоток в прядильно-отделочном агрегате, начиная с промывки и кончая осадительной ванной.
Ниже будут рассмотрены следующие способы формования полиакрилонитрильных нитей (жгутов):
1) д им ет и л ф о р м а м и д н ы й — формование из растворов полимера в диметилформамиде; осадительная ванна — 50— 70%-ный водный раствор диметилформамида;
2) роданистый — формование из растворов полимера в водном растворе роданида натрия; осадительная ванна —10— 12%-ный водный раствор роданида натрия;
3) д и м ет и л су л ьф о к с и д н ы й-—формование из растворов полимера в диметилсульфоксиде; осадительная ванна — 60— 80%-ный водный раствор диметилсульфоксида.
При формовании перечисленными способами можно получать прядильный раствор из готового полимера или же вести полимеризацию в растворителе, получая в нем раствор полимера, пригодный для формования нити (жгута).
Полиакрилонитрильные жгуты получают на прядильно-отделоч-ных агрегатах (рис. 18.5), включающих прядильные машины, машины для вытяжки, промывки, сушки, тепловой обработки, придания нити (жгуту) извитости, антистатической обработки, резки (если волокно выпускается в резаном виде) и упаковки. Длина агрегатов 80—200 м.
18.6.1. Диметилформамидный способ
Прядильные растворы полиакрилонитрила в диметил форм амиде поступают по коллектору прядильной машины и насосом продавливаются через фильеру в осадительную ванну — 50—70%-ный водный раствор диметилформамида при температуре 10—11 °С. Формование горизонтальное, путь нити в ванне 500—800 мм, начальная скорость формования 4—8 м/мин.
После формования жгут, содержащий до 300% осадительной ванны, подвергают двухступенчатой вытяжке. На первой ступени кратность вытяжки достигает 1,5—2; на второй — 3—5. Нить (жгут) вытягивают в водно-диметилформамидных ваннах, содержащих 20—25% диметилформамида, при температуре 50—95°С.
После вытяжки жгут направляют на промывку. Промывка осуществляется противотоком в последовательно расположенных ваннах. После каждой ванны жгут отжимается. Промывные воды и избыток осадительной ванны смешивают и направляют на регенерацию. Промытый жгут подвергают авиважной обработке (для увеличения сцепляемости нитей и сохранения формы жгута при сушке), а затем направляют в барабанную сушилку. Сушилка имеет несколько температурных зон. На входе температура достигает 140 °С, на выходе — 85—90 °С. Нити (жгута) сушатся без натяжения. При сушке происходит усадка нитей на 15—20%, достигаемая за счет уменьшения частоты вращения барабанов. Несмотря на то, что сушка нитей ведется в условиях свободной усадки, высушенные нити при кипячении усаживаются на 8—10%. Для получения безусадочных нитей их подвергают тепловой обработке (усадке) между металлическими плитами при 200 °С.
