芳纶1414长丝生产设备的研发

1、芳纶1414长线生产设备的研发 髙占勇邯郸纺织机械有限公司（中国） 摘 要：简要介绍了芳纶1414的性能特点和当前状况。结合两条比较成熟的芳纶1414长丝 纺丝生产线流程，对芳纶1414长丝纺丝生产线的设备排布特点进行了分析。根据这些设备排 布特点，介绍了芳纶1414长线纺丝生产线上主要单元机的结构形式、结构特征及研发注意事 项等。 关键词：芳纶1414,长丝，纺丝，生产设备，单元机 引 言 芳纶1414是一种髙性能纤维，具有髙强度髙模量.耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能。 芳纶1414的比强度是钢丝的6倍，玻纤的3倍，髙强尼龙工业线的2倍；在200C下经历100 h,仍能保持原强度的75%在

2、160C下经历500 h,仍能保持原强度的95%。芳纶1414性能的 缺点是压缩强度和压缩模虽较低，耐潮湿和耐紫外辐射性差，表而与基体复合黏合性差。芳纶 1414主要应用在先进复合材料、防护材料、橡胶增强材料、缆绳和光缆、工业织物、建筑结 构加固材料、摩擦材料和密封材料等领域。目前，国外只有美国杜邦公司和日本帝人公司能够 进行大规模生产。国内从20世纪80年代开始，先后进行过多次中试研究，积累了宝贵的工业 化生产经验，但由于其工艺过程涉及聚合、纺幺纟、溶剂回收三大部分，工艺要求和控制也相当 复杂，因此未见大规模批量产品上市。 芳纶1414采用干湿法进行纺幺叙干湿法纺丝的成形方法与干法相似，但其

3、纺 丝液的表现黏度与熔体相近，而纺丝孔的直径、喷线头拉伸倍数则与湿法纺丝相当。目前，由 于国内各芳纶1414长线生产企业的生产设备和工艺要求不同，因此设备的排布形式也不尽相 同本文以两条比较成熟的芳纶1414长线纺丝生产线流程为例，对各流程的设备排布特点进 行了分析。根据这些特点，介绍了主要单元机的结构形式、结构特征及研发注意事项等。 1.生产线流程及其特点 1. 1流程一 干湿法纺丝机一浸浴式水洗机一喷淋式水洗机一喷淋式碱洗机一喷淋式髙温水洗机一多辘烘筒 式烘干机一多馄烘简式烘干机一摩擦式双而上油机一丝朿卷绕机。 该芳纶1414长丝生产线主要由纺丝、水洗、碱洗、髙温水洗、烘干、上油.卷绕等工

4、序组 成。成品长丝中每束丝的单丝数1 000根。纺丝机共12个纺丝位，每两个纺线位的间距为 350 mm。生产线的最髙工艺速度上为400 mm。每条生产线的产为450 T/a。该生产线的设备特 点为： 辘体的空间排布采臣平行轮形式： 同时采用了浸浴式水洗喷淋式水洗两种水洗方，浸浴式水洗为初步水洗，喷淋式水 洗为髙效水洗，丝朿整体水洗效果好： 为确保丝束的烘干效果，采用了两台多馄烘简式烘干机，由于各烘干馄的轴心是相 互平行的，因此这种烘干方式的烘干效率较低，设备占地空间和能耗比较大； 纺丝机和浸浴式水洗机之间没有专门配宜张力机或牵引机，从纺丝机岀来的丝束 的牵引是靠浸浴式水洗机上的轧车来完成的

5、1. 2流程二 干湿法纺丝机一打结器一牵引机一两辘喷淋水洗机一一两馄喷淋式碱水洗一两馄烘筒式烘干机 油盘浸油式上汕机一丝朿卷绕机。 该芳纶1414长丝生产线主要由纺丝.水洗、碱洗.水洗.碱洗、烘干.上油、卷绕等 工序组成。成品单丝的线密度为16-2.5 dtex,成品长丝中每朿丝的单丝数为1 000根。纺 喷淋式水洗机一般由机架、传动、导丝馄、水槽、喷淋、密封排风等多个部件组成，结构比 较复杂，但是水洗效果比浸浴式水洗机好。喷淋式水洗机大多釆用丝束双而强制喷淋水洗方 式。根据工艺要求和结构形式，喷淋式水洗机一般分为多种，如常温喷淋式水洗机（水温不髙 于50 0C）、髙温喷淋式水洗机（水温约为8

6、0C）.两馄喷淋式水洗机等。由于丝速很快，因 而每台喷淋式水洗机的水洗时一般只有几秒钟。所用的洗涤必须是去离子水。 对于每一种芳纶1414长丝生产线而言，其緘洗机的结构、材质、外观、洗涤时间等一般与其 喷淋式水洗机的结构.材质、外观、洗涤时间等完全相同，表而看根本没什么区别，也就是 说，碱洗机和喷淋式洗机是同一种设备，仅使用的洗涤液不同而已。因此，在进行碱洗机或喷 淋式水洗机应从材质选取方而综合考虑零件的耐酸碱性能。 2.3 烘干机 在芳纶1114长丝生产线上，烘干机分为多馄烘筒式烘干机和两馄烘筒式烘干机两类。这两类 烘干机都是由传动箱、烘干辘、传动系统、润滑系统、密封排风系统等组成，主要用于

7、降低纤 维的含水率，并消除纤维内应力。烘干馄的结构分为虹吸式结构和夹套式结构两种，辘体应采 用不锈钢材质，而且外圆而镀硬珞，辘与轴之间多为法兰式连接。烘下馄的加热采用饱和水蒸 气加热或热油加热两种加热方式，馄而工作温度一般为130170Co 多馄烘筒式烘干机的结构为常规结构，与紧张热立型机类似。两馄烘筒式烘干机的烘干馄排布 形式为倾斜馄式（两根烘干辘位于同一水平而上，其中一根馄为水平倾斜馄）。烘干机常出现 的问题有：馄而跳动严重；馄而温度无法升髙；维与轴的连接处渗漏，密封圈容易失效：旋转 接头抖动严重。因此，就烘干机的研发而言，需要合理选择馄体的跳动公差、安装法兰的厚 度、馄与轴之间的密封方式

8、轴的同轴度公差等。 2 4| 油权l 摩擦式加而上汕机通常由碳钢机架、电机驱动的不锈钢上油馄和导丝辘（各偲的外圆而应镀硬 珞）、油剂循环系统等组成。芳纶1414丝片的两侧各有一套上油腿和导丝辄 而且丝片的行 进方向口上汕馄的转向相反，然而在聚丙烯维原丝生产线和聚酰亚在聚丙烯腊基碳纤维原丝生 产线和聚酰亚胺长丝生产线上，摩擦式双面上油机中上油辘的转向与线片的行进方向相同。上 油馄转动时的馄而速度可以比丝速稍慢，然而导丝馄转动时的馄而线速度必须与线速相同。 油盘浸油式上汕机通常由碳钢机架、上油盘.油剂循环系统等组成，结构比较简单。 此外，在芳纶1414长丝生产线上比较常用的上油机还有复合上油机（丝

9、片上侧用喷油管喷 油，丝片下侧用上油馄摩擦上油）、油嘴喷油式上油机。 丝片从这三种上油机上水平经过时，运行的路径都为直线，由于丝片不与机件接触或接触很 少，因此丝片几乎不受损伤。 2.5 打结器 打结器的打结是通过专用打结装置将一束牵引丝与过丝进行打结，然后由吸枪将废线回收。打 结器通常由机架、传动装置、防护窗、打结装置等呈组成。机架主体为碳钢焊接结构，机架操 作而必须贴一层不锈钢而板，以防止酸液腐蚀机架。传动装置主要由电机驱动的不锈钢主动辘 和气缸驱动的橡胶压馄组成，不锈钢主动馄外圆而上可喷涂陶瓷，橡胶压辘上的橡胶层必须耐 酸。防护窗主要由碳钢支架、不锈钢拉窗、无杆气缸等组成，不锈钢拉窗的升

10、降依靠无缸驱 动，为了减轻的质量，拉窗玻璃可釆用聚碳酸酯板。打结装置一般为外购的配套件。打结器除 必须满足使用要求外，还应使外观美观。 2.6 牵引机 通常由碳钢机架、传动装置、防护窗等组成匚机架、牵引辘以及防护窗的结构形式、质、防腐 措施、产品外观等方而最好与打结器相同。根据生产线流程二（12节）的特点，牵引机的传动 装置主要由两根不锈钞引辘.咸速电机等组成。两根牵引辘位于同一水平而上，其中一根馄为 水平倾斜馄。根据欧拉公式当丝片在两个牵引伦上反复缠绕圈后，丝片将不再打滑，从而形成 足够牵引力。此外，倾斜轮的倾斜角度最好可以调节。 结 语 进入2 1世纪以来，随着国民经济和国防现代化建设的快速发展，我国对芳纶1414的需求呈 现出持续增长的态势，市场供不应求。同时，国内也涌现出许多从事芳纶1414生产的企业。 目前，我国芳纶1414长丝产业化技术基本成熟，应用研究也取得重大突破，许多大型化纤企 业已开始成为芳纶1414长丝产业化的主体。但同时也应该看到，国产芳纶1414长丝生产设备 的结构和性能还有待提髙，因此，国产芳纶1414长丝生产