浅谈聚酰胺化纤生产工艺分析

浅谈聚酰胺化纤生产工艺分析

贾国红  ,陈江  ,王小波

河南洛阳吉利洛阳石化聚合部

摘要：聚酰胺化纤是一种应用较广泛的化学化纤。因其具有强度高、耐热性好、吸湿性好和能够进行化学改性等特点广泛应用于各类服装及装饰用纺织品中。文章结合生产实际分析了化工企业聚酰胺化纤生产技术及影响生产质量的不利因素，重点阐述了聚酰胺化纤的生产工艺。

关键词：聚酰胺化纤；生产；工艺

一、聚酰胺化纤概述

聚酰胺化纤又称粘纤，是一种以棉或其他天然化纤为原料调配生产而成的化纤素化纤。在我国现阶段聚酰胺化纤可以分为普通、改性、高湿模量、强力化纤4种。但近几年来，粘纤又出现了一种名为天丝，竹化纤的比较高档的新品种。但不管怎么变化，粘纤都还是以棉或者其他的天然化纤为原料生产出来的化纤素化纤。一般地，聚酰胺化纤具有与棉十分相似的吸湿性能，经常与棉、毛或各种合成化纤混纺、交织，用于各类服装及装饰用纺织品，随着生产生活的各类需要，聚酰胺化纤更是一种应用较为广泛的化学化纤。

二、聚酰胺化纤生产的基本过程

聚酰胺化纤的原料和成品，其化学组成都是化纤素化纤，仅是形态、结构以及物理机械性质发生了变化。聚酰胺化纤生产的任务，就是通过化学和机械的方法，将浆粕中很短的化纤制成各种形态，并具有所要求的品质，适合各种用途的化纤成品。各种聚酰胺化纤，不论采用何种浆粕原料和生产设备，其生产的基本过程都是相同的，都必须经过下列四个过程：化纤的后处理生产聚酰胺化纤的主要过程也和这个相同，其中前两个工序叫制胶工序，后两个叫纺丝工序。

三、聚酰胺化纤传统的生产工艺

现在化工企业生产聚酰胺化纤要先经过浆粕粉碎、浸渍、压榨、粉碎、老成、冷却、黄化、过滤等20多道细小的生产工序，在原液生产车间内，生产工艺大致可以划分为浸压粉、黄化和熟成三道大的工序。浆粕首先经过浸渍成为碱化纤素，然后再经过压榨、粉碎和老成后的碱化纤素在黄化机内与二硫化碳黄化反应进一步生成化纤素黄酸钠。其次，在黄酸钠稀碱的作用下水解形成聚酰胺，聚酰胺中的化纤素黄原酸钠与凝固浴中的硫酸作用而分解，化纤素再生而析出，所得化纤素化纤经水洗、脱硫、漂白、干燥后成为聚酰胺化纤。在纺丝生产车间工艺可以分为精练和纺丝两大工序。在这两个生产车间内工艺方面要满足采用先进的老成机，这样足以保证碱化纤素老成的温度和时间稳定。黄化过程要采用程序自动控制，同时采用先进的聚酰胺溶解工艺及粉碎、研磨设备，提高聚酰胺的溶解及过滤性能及连续自动过滤装置和废聚酰胺处理装置，必要时应增加先进的板框过滤装置，保证聚酰胺的纺丝可纺性。

四、影响超短化纤品质的关键因素

通过实验与试生产分析，我们首先确定了影响超短化纤品质的关键因素，以其针对关键因素制定解决方案。聚酰胺超短化纤对化纤的长度与精度提出了很高要求。

（1）普通聚酰胺化纤水流式切断机造成化纤长短不一。

（2）聚酰胺超短化纤的分散性品质达不到要求。

五、根据关键因素制定工艺

1、切断机选型

切断机的选型非常重要，沟槽式切断机，瓷辊滚刀式，以及现在常用的水流式切断机装刀数最多为六把，切断长度受限。通过考察，可用于超短化纤切断的切断机以有下几类：（1）铡刀式切断机：铡刀式切断机是采用1对垂直平面方向进行直线运动的刀片，同步带动进给装置的送料导辊将被切的丝束喂入切断口，采用挡块固定所需的切断长度，完成剪切工作。该设备结构简单，调整范围广范；对所切断的丝束要求不高，原料适用性差；缺点是切断效率低，切断精度差。但由于结构简单，价格低廉，被许多品质要求不高的用户所选用。

（2）平行刀式切断机：刀盘上切断刀片的刃口沿一个平面方向上排布，刃口朝上，刃口之间的距离即是所需的切断长度，采用一个倾斜的压轮将丝束喂入刀盘，刀盘回转，碾压式地将丝束切断成所需要的切断长度。在该类切断机上，切断后化纤，落棉比较顺畅，切断精度高，切断效率高，但设备结构复杂，维护要求高。刀片的实际工作长度低于刀的长度，切断能力有一定影响。

（3）压轮式切断机：压轮式切断机又称放射式切断刀盘切断机，所有的刀片呈放射性的安装在刀盘上，刃口朝外，刀片刃口之间的距离即是所需的切断长度。刀盘回转带动丝束喂入平行的压轮与刀片刃口接触将化纤切断。该类设备切断能力大，速度高，质量好，切断长度没有差异，切断精度较高；刀盘设计简单，维护容易，可适合各种切断要求；同样的规模下刀盘所需要的刀片数量较少；丝束喂入状态好，不易发生扭转和翻动，出现断刀时，通过自停装置能使机器瞬间停止。

2、提高纺丝稳定性

纺丝的稳定性直接影响着成品化纤的分散性，主要影响饼丝和粘结丝以及疵点丝，根据我们的生产经验，要想保证纺丝稳定，必需保证供过来的聚酰胺品质好，酸浴质量好，纺丝组件状况良好，纺丝工艺匹配，因此在生产超短聚酰胺化纤时制胶系统、酸浴系统应该单独可调，不与其他生产线共用制胶体系、酸浴，从而保证制胶工艺、酸浴处理工艺的稳定，达到纺丝胶品质优良连续，酸浴洁净组份稳定。由于其对分散性的超高要求，原有的喷丝组件孔径间距小，成形状况不佳，因此需要开发新的喷丝组件。

3、降低乱丝缠绕丝

影响超短化纤分散性的另一要素是乱丝缠绕丝所形成的打结丝，丝团，在切断后造成超短化纤中的单双眼丝，在应用时会导致纸面不美观。因此必须降低纺丝与后处理过程中的乱丝与缠绕丝。乱丝缠绕丝的成因主要是牵伸在成形过程中因各种外在原因将单丝拉断在水流或蒸汽流的作用下打散发生缠绕造成的。因此从纺丝部位开始与丝条接触部位，所经过的水流和蒸汽流都要考虑进去。首先纺丝及机内二浴部分、后处水洗槽内，塑化浴槽内的导丝部件，由于采用的陶瓷件，在使用一段时间受磨损影响，表面釉质脱落，露出里层，表面光洁度不够，与丝接触时易粘丝，导致单线断裂。之后受所接触水流蒸汽流后，断丝从丝束内游离到表面形成乱丝。因此，需要对这些导丝件的材质进行研究考察，选用耐磨耐酸碱的导丝件，经过对比，选用高品质的三氧化二铝制作的导丝件，在与丝条接触，发生磨损后，由于内外部材质一致，光洁度不发生变化，可满足聚酰胺超短化纤的使用需求。

六、聚酰胺化纤创新生产工艺

随着科学技术水平的不断发展和需求的进一步增大，原有的聚酰胺化纤生产工艺远远满足不了现有生产的需要，一些化工企业逐步采用了制浆制胶于一体的生产工艺。所谓的制浆制胶生产工艺是在浓度为0.8%~1.5%的浆粥抄造成型后再采用不同的生产形式，成型后低幅引进压榨部经压榨脱水以后形成含水约在50%的湿浆粕，湿浆粕由压榨引出经引纸辊引入粉碎机，在粉碎机中将湿浆粕粉碎成碎片，经过浸渍工序将湿浆粕经皮带输送机输送到制胶车间，最后形成聚酰胺。采用抄浆机的抄造性能将合格的浆粥抄造含有50%的湿浆粕，在这个过程中抄造环节可以实现全自动化来控制，这样可以抄出均匀含水量比较稳定的质量好的湿浆，在这个工艺中浆上网之前采用的是浓度调节器、浆水流量计等自动化仪表自动调节浆浓、水分，确保湿浆粕均匀稳定。在湿浆粉碎输送环节采用的是两部粉碎方式进行粉碎，首先将湿浆粕缓慢地送入粉碎机，把湿浆粕打碎为小片后再高速转速。湿浆的质量检测方面和干浆粕各种性能指标的检验方法几乎是一样的，只需要在检测数值上做适当地修正。

总结：经过上面的阐述分析可知，在聚酰胺化纤生产工艺中要以质取胜，尽最大可能减少影响生产工艺稳定性的不利因素，严控生产工艺步骤，不断创新生产工艺，提高产品质量。

参考文献：

[1]李斌.聚酰胺化纤酸浴闪蒸工艺及其装备研究[D],江西农业大学,2020.