當前我國石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，聚酯產(chǎn)品在工業(yè)和民用領域越來越廣泛，尤其在民用領域作為新型包裝材料正逐漸替代玻璃制品，進入人們?nèi)粘Ｉ钪校埘ハ牧咳找婕哟?，與此同時也帶來了資源問題與白色環(huán)境污染問題。利用廢棄聚酯生產(chǎn)棉型滌綸短纖維具有可行性，其生產(chǎn)設備工藝流程、工藝參數(shù)選擇與效果分析如下。
生產(chǎn)工藝流程
原 料 采用廢棄聚酯瓶片、泡料及摩擦料。
主要設備 采用 HV452A-12 紡絲機及 LHV903 后處理設備，聯(lián)機年產(chǎn)7500t。
工藝流程 瓶片、泡料、摩擦料→配比混合→轉(zhuǎn)鼓干燥→紡絲→卷繞→落桶→集束→拉伸→緊張熱定型→卷曲→松馳熱定型→切斷→打包。
主要紡絲及后處理工藝條件
紡絲速度1250m/min
熔體溫度276℃
FR-1轉(zhuǎn)速1650r/min，F(xiàn)R-2轉(zhuǎn)速1660r/min，SR轉(zhuǎn)速1910r/min
原絲纖度0.554tex
后加工集速總分特11.111×104tex
DF-3蒸汽壓力1.0~1.2MPa，HF蒸汽壓力1.2MPa
總牽伸倍數(shù)4.041
原料的配比混合
所用的主要原料瓶片是回收的廢棄聚酯飲料瓶及包裝材料等，經(jīng)簡單清洗后再粉碎、精洗、烘干而成。由于瓶片較薄、蓬松，加之瓶片粘度較高而熔點較低，進入螺桿熔融擠出不利于螺桿各區(qū)溫度控制，易造成螺桿擠出不足及紡絲壓力不穩(wěn)定，從而影響生產(chǎn)的正常運行。通過添加適當比例的由廢棄聚酯生產(chǎn)的泡料和摩擦料的方式，再配合適當螺桿溫度控制，解決了這一難題，既保證了螺桿擠出壓力穩(wěn)定，又改善了瓶片的可紡性。經(jīng)過多次試驗，瓶片、泡料、摩擦料按3︰1.3︰0.7比例混合均勻配料，實踐證明，原料混合比例適當，螺桿運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，熔體質(zhì)量均勻，保證了生產(chǎn)的正常運行。
紡絲溫度的選擇
熔體溫度作為一項重要的紡絲工藝，直接影響到紡絲質(zhì)量和生產(chǎn)操作?？刂坪眠m當?shù)穆輻U各區(qū)溫度，或者控制熔體輸送溫度、箱體溫度等參數(shù)，其目的是為了使切片很好地熔融，聚合物的降解盡可能小，且使熔體具有恒定而適宜的溫度。若熔體溫度過高，熱降解大，則會造成注頭絲；若溫度過低，則易使熔體剪切應力上升，從而造成硬絲，給紡絲生產(chǎn)帶來困難，并影響初生纖維質(zhì)量。由于瓶片和聚酯切片相比熔點較低，粘度較高，再加之3種原料的熔點、粘度都有差異，更應嚴格控制熔體溫度。經(jīng)過多次試驗，將熔體溫度控制在276℃左右，紡絲溫度適宜，初生纖維質(zhì)量好。
冷卻成型工藝的控制
聚酯熔體是一種較為典型的非牛頓流體，紡絲時其出口膨化現(xiàn)象較為明顯，故必須對其進行冷卻，以得到斷面均勻、卷重穩(wěn)定、后牽伸性能良好的初生纖維。所以冷卻成型工藝的成功控制，也是試紡成功獲取良好初生纖維的關鍵一環(huán)。由于原料是由瓶片、泡料、摩擦料3種廢棄聚酯混合而成，而3種原料的粘度差異較大，熔點也不一樣，造成在熔融過程中粘度不同，故必須嚴格控制冷卻成型工藝，才能制得具有均勻斷面、良好可牽伸性的初生纖維。在試紡過程中，經(jīng)過多次試驗，將風速由切片紡時的1.3±0.1m/s降低至1.1±0.1m/s，風溫控制在25±1℃。生產(chǎn)實踐證明，試紡過程中冷卻成型工藝控制適當，所得初生纖維的質(zhì)量較好，為后處理生產(chǎn)順利進行，保證成品的纖維質(zhì)量，創(chuàng)造了條件。
后拉伸工藝的控制
后拉伸對滌綸短纖維的結(jié)構(gòu)和性能影響較大。纖維的拉伸過程是一個放熱過程，經(jīng)拉伸后取向度增加，高序態(tài)含量增加，反映到物理性能上則是單絲變細，強力提高，伸度下降。因此，拉伸過程中工藝控制好壞，直接影響成品纖維質(zhì)量。由于瓶片等原料熔點偏低，粘度降解較大，如果采用切片紡拉伸工藝勢必會影響牽伸的可紡性，造成毛絲、斷絲、纏棍增多，惡化操作條件，影響產(chǎn)品質(zhì)量，對此，我們經(jīng)過現(xiàn)場試驗，大幅度降低油浴溫度，將油浴溫度由切片紡的70℃降低至6O℃，使纖維絲束內(nèi)外層受熱均勻，同時，適當調(diào)整DF-3與HF的蒸汽壓力，將 DF-3 蒸汽壓力控制為1.0~1.2MPa，HF 蒸汽壓力為1.0MPa，并對前紡生產(chǎn)工藝和后加工牽伸倍數(shù)等工藝作相應調(diào)整，所制得成品纖維各項物理機械指標均達部頒標準，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
該產(chǎn)品的試紡成功，不僅節(jié)約資源，而且減少了白色污染，保護了環(huán)境，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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