生产管理知识_粘胶长丝的生产知识培训

1 第六章粘胶长丝的生产 2 粘胶纤维是最先实现工业化生产的纤维之一 由于其良好的性能和低廉的成本 首先获得迅速发展 粘胶长丝生产过程为 粘胶制备 纺丝 后处理 后加工四大类 粘胶制备是将纤维素溶解的过程 制成纤维素溶液粘胶过程包括 浸渍 压榨 粉碎 老成 黄化 溶解 混合 过虑 脱泡和熟成等步骤 3 纺丝 粘胶通过喷丝孔喷入酸浴中凝固 再生出纤维的过程 后处理 洗去丝条上的各类杂质 后加工 丝的整理过程 4 第一节碱纤维素的制造 一 混粕1 什么是浆粕 由木材或棉短绒等天然植物纤维为原料 精制而成的纸板 主要成分是甲种纤维素 2 混粕的目的 减少或消除浆粕质量差异造成的影响 使生产工艺稳定 连续 正常 5 二 浸渍1 定义 浆粕浸在18 左右的烧碱溶液中 生成碱纤维素 同时使浆粕中的半纤维素 分子量较小的纤维素 和其他杂质溶出 2 方法 间歇式和连续式三 压榨和粉碎1 压榨 1 目的 压出多余的碱 同时把半纤维素和杂质分离 以提高碱纤维素的纯度 6 2 碱纤维素组成的控制 用压榨倍数来控制 一般压榨倍数控制在3左右 压榨后碱化纤维素的组成 甲种纤维素30 烧碱含量17 2 粉碎1 目的 增加表面积 有利于老成过程中与空气中的氧接触 使老成 黄化均匀 2 方法 先撕碎后细磨 7 3 粉碎程度判断 定积重量来表示 定积重量 指碱纤维素粉碎后 单位体积的重量 一般以克 升表示 粉碎效果越好 定积重量越小 表面积越大 浸渍 压榨和粉碎可在浸压粉碎联合机上进行 四 老成1 定义 碱纤维素与空气中的氧发生作用 使粘度下降 这个过程称为老成 2 作用 使纤维素与空气中的氧发生作用 纤维素的聚合度从800到1000降到400左右 粘度下降到工艺要求 再经黄化制得粘度合格的粘胶 8 3 方法 高温 45 以上 中温 30 40 常温 18 25 间歇式 小规模厂连续式 大工厂化学老成 加入氧化剂 缩短老成时间五 黄化1 定义 碱纤维素与CS2反应 生成纤维素磺酸钠的过程 9 2 原理 碱纤维素 CS2 纤维素磺酸钠 水副反应 NaOH CS2 NaCS2 NaCO3 H2O纤维素磺酸钠为白色固体 由于副反应产物的存在 颜色会变深 纤维素磺酸钠在稀碱中呈胶状 生产中利用这一性质制成粘胶 10 3 工艺 1 碱纤维素的加入量 根据黄化机生产能力而定2 黄化溶解液的浓度及加入量在黄化前加入溶解碱液进行预碱化 其作用是使纤维素进一步膨胀 有利于黄化反应的进行 溶解碱液浓度根据粘胶组成中的含碱量定 加碱后 甲种纤维素含量降至20 22 3 二硫化碳加入量 通常控制在甲种纤维素含量的32 36 11 4 机台真空度 抽真空有利于二硫化碳成气化状态 渗透到碱纤维素中 减少副反应 通常控制在600mmHg以上 5 黄化温度 湿法黄化初温 17 20 终温 24 28 6 二氧化钛加入量作为消光剂 半消光 甲种纤维素的2 5 全消光 甲种纤维素的1 0 12 六 制胶1 纤维素磺酸钠的后溶解1 后溶解 定义 将初溶后的纤维素磺酸钠进一步溶解在稀碱液或软水中 制成粘胶 时间 一般控制在2 4hr在范围内 温度 一般控制在15 2 混合 目的 减少粘胶质量的波动 方法 间歇式和连续式2 过滤和脱泡1 过滤2 脱泡 静置脱泡 连续脱泡 13 3 粘胶熟成和纺丝供胶1 熟成的定义 粘胶在一点温度下 放置一定时间 其凝固力得到提高 达到抽丝要求的粘度 这个过程称为粘胶的熟成 2 化学反应 水解反应和皂化反应 纤维素磺酸钠 H2O 纤维素磺酸钠 CS2 NaOH纤维素磺酸钠 NaOH 纤维素 Na2CO3 Na2S2033 粘胶丝熟成过程中各项性能指标的变化 熟成度的变化 熟成时间越长 粘胶凝聚程度越高 熟成度愈高 粘度变化 一开始急剧下降 后逐渐回升要求 14 15 第二节粘胶长丝纺丝 一 粘胶长丝成形1 原理 粘胶在酸浴中起化学反应 凝固脱水产生连续丝条 这一过程为成形过程 其化学反应如下 纤维素磺酸钠 H2SO4 纤维素 CS2 NaHSO4NaOH H2SO4 NaSO4 H2O 16 二 纺丝工艺控制1 酸浴的控制 1 硫酸含量要适中 过高会使纤维成形过快 影响丝的强度和伸度 过低造成成形不良 一般控制在123 135g L2 ZnSO4的作用 一般控制在15 10g L 延缓再生凝胶作用 延缓再生时间 有利于牵伸 3 Na2SO4的作用 含量控制再260g L左右 使粘胶脱水 更均匀凝固 并缓冲H2SO4的强烈作用 4 酸浴循环量 一般控制再35 45升 锭分2 浸长 浸长的变化会使成形条件发生变化 影响产品品质量 一般控制在2 4 3 5m 17 18 第三节粘胶长丝后处理和干燥 一 后处理的溶液1 脱硫液及其作用 1 作用 纺丝成形后的丝饼表面含许多含硫杂质 如残留在丝条上 会造成纤维发硬 外观发黄 还会污染环境 必须对其进行脱硫处理 2 脱硫方法 NaOH脱硫NaOH S Na2S Na2S2O3 H20 19 Na2SO3 NaOH脱硫Na2SO3 S Na2S2O3 Na2S脱硫Na2S S Na2S22 漂白浴过氧化氢或次氯酸钠漂白3 酸洗浴洗去残余的氢氧化铁和其他重金属 用盐酸 浓度2 4g L中和浴 酸洗后的丝饼显酸性 采用弱酸性液进行中和洗涤 一般用碳酸钠或氨水 20 4 水洗浴为了把游离在丝条上的纺丝浴 杂质和残留的后处理浴液洗掉 要对经过脱硫 酸洗和中和后的丝饼进行水洗 后处理用水要求硬度小 含铁量少 酸碱中性 5 油浴 丝条水洗后 还要上油 使丝条柔软 提高抱合力和抗静电性能 减少摩擦力 油浴基本组成 矿物油 表面活性剂及柔软剂 21 二 粘胶纤维的后处理生产工艺流程可分为淋洗和压洗两种1 工艺流程水洗 脱硫 水洗 酸洗 水洗 中和 水洗 上油 脱水 烘干 后加工2 脱水 干燥前脱水 可减轻干燥负担 脱水后丝饼含水150 200 3 干燥 干燥后使丝饼含水率达到6 8 22 第四节粘胶长丝的后加工 工艺流程 丝饼调湿 成筒成绞 分级 包装 入库一 丝饼调湿丝饼干燥后 所含水分不均匀 必须进行调湿 调湿方法 把丝饼放在调湿间 温度20 28 相对湿度65 70 平衡在24 36小时 二 成筒成绞三 分级包装 23 溶剂法再生纤维素纤维 溶剂法再生纤维素纤维在1989年国际人造丝及合成纤维标准局将它取名为绿塞 Lyocell 纤维 目前世界上已经有多家公司在生产这种纤维 分别使用的商品名称如LenzingLyocell Tencel和Newcell等等 绿塞纤维的生产工艺主要由纤维素溶解 纺丝成型和后处理三部分组成 24 纤维素溶解 将纤维素浆粕溶解在NMMO 一种N 甲基吗琳N 氧化物的有机溶剂 中 将搅拌均匀的混合物放入密闭的容器 在90 140 的油浴中加热30min左右 加入分子量稳定剂 聚合度控制在600左右 最后形成浓度为20 50 的纺丝原液 混合过滤 25 纺丝成形 绿塞纤维的纺丝是干湿法纺丝 纺丝原液过滤后从喷丝孔挤出 已成丝束状的纺丝液先在由空气或甲醇 气相 形成的气隙中通过 经牵伸析出部分水和溶剂 然后再进入凝固浴析出NMMO而凝固成型 绿塞纤维的牵伸在干态进行 它的分子取向度和结晶度要高于普通的粘胶纤维 26 后处理加工 绿塞纤维的后处理加工比较简单 主要是洗涤 干燥和上油 如果是短纤维 还需要进行卷曲和切断长丝通常要作网络加捻等加工 27 绿塞纤维的工艺优势 工艺简单不需要象传统粘胶纤维那样 要经过碱化 老成 黄化等工序 工艺流程短 从投入浆粕到纤维打包 只需3h 而粘胶纤维完成这一过程需要24h 无环境问题采用无排放的闭环生产系统 纤维素溶解后直接纺丝 溶剂可以方便地回收并再循环利用 采用的NMMO溶剂是一种毒性极低的有机溶剂 它的致毒水平甚至低于酒精 28 绿塞纤维的性能和应用 有很高的相对强度绿塞纤维的相对强度高达40cN tex 大致相当于涤纶纤维的强度 湿强也30cN tex 高于棉的湿强26 30cN tex 不会出现象粘胶纤维那样湿强度低的问题 绿塞纤维之所以强度好 是由于它比较高的取向度和结晶度 另外它的分子量也比较高 29 有良好的吸湿性虽然绿塞纤维的取