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尼龙66切片干燥过程中的过程控制

(2017-06-05 11:38:17)
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改性塑料

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切片干燥的目的是要使切片有一个最佳的含水量,以保证后续工序的生产和产品的质量,所以应对含水量有影响的参数进行合理的控制,主要包括切片的含水率,氮气的纯度、流量、温度以及干燥的时间等,下面分别论述。

1、干燥后切片含水率的控制

从国内外生产企业的生产经验可以看出,用于生产POY(预取向丝)的切片,PA66的切片粘度指数最佳为122~125(甲酸法)。不论是切片的粘度过高或过低,都会导致初生纤维的取向度、分子的结晶产生很大影响。这是因为在PA66的生产加工过程中,需要控制聚合物的分子量,一般要控制在15000~30000左右。切片的含水率过低,在切片进入螺杆挤压机时产生聚合物的粘度大、分子的结晶快、分子量大,这样,生产出来的纤维由于分子量过大,结晶度高,导致纺丝生产时断头率高,甚至无法生产。切片的含水率过高,造成聚合物的分子量低,分子的取向度低,对后加工的拉伸倍数影响较大,不利于整个生产的平衡和控制。

2、从对流切片的干燥机理可以知道,切片干燥的推动力是切片表面与干燥气体中水汽的压力差,因此,氮气的纯度越大,水汽的气压就越低,单体质量的氮气就能吸收更多的水汽,干燥效果就越好,干燥时间越短。此外还要防止切片的氧化问题。虽然PA66切片的熔点较高(248~265℃),但其分解温度相对较低(310~325℃),在生产过程中极易氧化分解。虽然干燥温度一般设定在80~24h的干燥过程,如果PA66切片长时间在含有氧气多的氮气中干燥,就会使得切片发黄,产生大量的凝胶例子,造成纺丝过程中丝的断头率增加,物理指标下降,严重时将使生产难以进行。从理论上来说,氮气的纯度越高越好,但在大规模的连续生产中很难将氮气中的含氧量降为零,而且随着氮气纯度的升高,生产成本将大幅度提升。在干燥温度设定在80~110℃时,一般将氧气的含量控制在1*10负五次方mg/kg以下。这样既可保证氮气可以很好的对切片进行干燥,也不会使其发生氧化。

为了保证在生产中氮气的纯度,首先要保证切片平衡仓内氮气的置换,一般在平衡仓内要用氮气置换5~20min,要根据平衡仓的大小来确定具体置换时间,以避免氧气随着切片的投入进到系统之中;其次,要定期检查氮气的系统管路是否有泄漏,连接螺栓是否有松动;第三,定期更换分子筛(6~8个月),以保证制氮系统的高校生产。

3、干燥的时间与温度

PA66切片的含水和一般化工料有所不同,可以分为切片表面的非结合水和切片内的结合水。切片表面的非结合水容易去除,但其内部的结合水去除比较困难,干燥时间比较长。切片的干燥时间受干燥温度的影响比较大,温度高,干燥时间就短,温度低,干燥时间就长,所以,相对干燥时间来说,干燥温度越高越好。但如果干燥温度过高,就会使切片表面氧化,产生大量凝胶粒子,影响纤维的可纺性和纤维的物理、化学指标。因此,干燥温度要控制在128℃以下,正常的干燥温度应控制在80~110℃之间,在此温度下干燥,干燥时间一般在18~24H。既要保证切片的含水量合格,又要保证含水均匀。

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4、从理论上来说,氮气的流量越大,带走的水汽越多,相对压差越大,水汽去除效果越好。但随着氮气流量的增加,所采用的风机越大,电加热器的电力消耗越大,而且氮气带走的热能越多,浪费也就越大,对氮气系统再生能力的要求随之提高,设备的制造成本将迅速增加。在实际生产过程中,一般将氮气的流量控制在10~15m三次方/min之间,通过实际的生产检验,可以满足生产的需要。

结论

①干燥工艺及设备的选择,应根据生产能力、产品特点进行选择,不论选择哪种干燥形式,首先要保证产品的生产质量;其次,要考虑设备资金的投入以及能源的节省;第三,要考虑节省人力和降低劳动负荷,尽量采用自动控制,合理布置工艺设备,这样企业才有竞争力。

②在对流干燥的过程中,氮气的纯度、流量、干燥温度、干燥时间是相互联系的,要在生产实践中不断摸索、探讨、总结,找出他们之间的最佳匹配点。

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