[发明专利]聚乳酸切片的连续式干燥方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于纺丝纤维的生产技术领域，特别涉及一种聚乳酸切片的连续式干燥方法及其装置。

背景技术

聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维，它可从谷物中取得，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，同时，聚乳酸纤维具有很多优异的性能，因此是非常值得推广的一种纤维材料，然而目前，国内聚乳酸纤维的生产依然停留在实验室和小批量生产的程度上。目前，聚乳酸切片的干燥方法一般采用间歇式真空干燥，由于间歇式真空干燥的设备投资低，生产灵活性较突出，但在装、卸料式人员操作较多，人工成本相对较高，效率低，能耗高，批间差异大，只适用于小批量、多品种的生产装置之中，难于满足现代化高速纺织生产的要求，随着人们环保意识的提高，石油资源的逐渐匮乏，对聚乳酸纤维的需求也会逐渐增加，小批量生产已经无法满足未来聚乳酸纤维的生产，因此需要较大规模的聚乳酸纺丝切片干燥方法，即聚乳酸纺丝切片的连续式干燥方法。

然而，常规的连续式干燥方法无法满足聚乳酸切片的干燥要求，主要是因为聚乳酸结晶困难，结晶速率低。由于聚乳酸的单体分子，乳酸分子中有个手性碳，根据构象不同可分为左旋和右旋。在自然界中，以左旋为主导。在主流聚合方法中，先要合成乳酸的二聚体，也就是丙交酯，然后再聚合。这样做是便于重结晶提纯，让反应可控。在丙交酯中，由于有两个手性碳分子，因此丙交酯可以分为左旋、右旋和内消旋三种，其中左旋占多数。人们可以通过多次重结晶来提高左旋丙交酯的含量，但是在工业生产中会加大成本，因此不少聚乳酸的左旋丙交酯含量不高，即结晶能力低。

在实际的生产中，由于聚乳酸纯度不够，结晶速率慢，导致结晶度不高，因此在连续式干燥中如何解决聚乳酸的结晶问题是当前纺丝生产中急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结晶速率快、结晶过程简单的聚乳酸纺丝切片的连续式干燥方法及其装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种聚乳酸切片的连续式干燥方法，包括如下步骤：

切片由输送系统送到切片料仓；

切片料仓内的切片依次进入双风道结晶器的第一结晶室和第二结晶室，风机吹出的一路气流经第一加热器加热后进入双风道结晶器的第一结晶室使进入第一结晶室的切片预结晶，风机吹出的另一路气流经第二加热器加热后进入双风道结晶器的第二结晶室使从第一结晶室进入第二结晶室的切片进一步结晶；

从第一结晶室和第二结晶室流出的气流进入旋风分离器，经净化后再由风机送到第一加热器和第二加热器加热，加热后的气流再进入第一结晶室和第二结晶室使切片结晶，形成结晶循环过程；

在双风道结晶器内结晶后的切片连续进入干燥塔内，从干燥塔下部流向塔顶的干热压缩空气对从干燥塔顶部下移的切片进行干燥。

进一步地，所述气流的温度先由设置在所述风机与所述第一加热器和所述第二加热器之间的冷却器冷却再由设置在所述第一加热器和所述第二加热器上的温度控制器控制。

进一步地，所述切片在所述第一结晶室内进行预结晶的温度为90-100℃，所述切片在所述第二结晶室内进一步结晶的温度为100-108℃。

进一步地，所述切片在所述双风道结晶器中的结晶时间共为10-15min。

进一步地，所述干热压缩空气的露点温度≤-85℃。

进一步地，所述切片在所述干燥塔内的干燥温度设为103-108℃。

进一步地，所述切片在所述干燥塔内的干燥时间为6-7h。

进一步地，所述切片干燥后的含水量控制在30PPM以下。

本发明还提供了一种聚乳酸切片的连续式干燥装置，包括切片料仓、干燥塔、以及结晶循环系统，所述结晶循环系统包括设置有第一结晶室和第二结晶室的双风道结晶器，与所述第一结晶室连接的第一加热器和与所述第二结晶室连接的第二加热器，与所述第一加热器和所述第二加热器连接的风机，以及连接在所述双风道结晶器侧面和所述风机之间的旋风分离器；所述双风道结晶器上部与所述切片料仓连接，所述双风道结晶器的下部与所述干燥塔顶部连接，所述干燥塔的下部连接有干热压缩空气供应装置。

进一步地，所述风机与所述第一加热器和所述第二加热器连接的管道上设置有冷却器，且所述第一加热器和所述第二加热器上均设置有温度控制器，用来控制所述结晶循环系统的温度。