[发明专利]一种干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维水洗技术领域，具体涉及一种干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法。

背景技术

以DMSO为溶剂的聚丙烯腈原丝的生产过程中，出生纤维水洗去除溶剂工艺是高品质原丝生产的重要环节，因为PAN原丝中残留的DMSO溶剂会直接影响到原丝拉伸过程中PAN大分子链的取向排列，并在预氧化过程中引起并丝、粘丝甚至断丝等现象发生，降低了原丝质量。目前为了降低原丝中DMSO含量，国内外其他同类PAN原丝生产企业大都是以增大水洗水的用量、水洗温度、停留时间、喷淋等因素，来达到水洗效果。但是经生产工艺跟踪研究发现，水量的提高，降低了整个生产过程中稀溶液的浓度，提高了回收成本,而且溶剂去除的效率不高；水洗温度的提高，会使得纤维发散，且影响纤维的膨润度；停留时间的延长，不利于生产线的生产效率的提高。淋洗，丝束与水流相对速度小，用水量的可调节性差，水温分布不均匀，不利于纺丝速度的提高。另外，有相关文献报道，使用超声波进行水洗，增加水洗效果，但是其设备投资较大，每条生产线光超声波设备投入至少300万元人民币，而且后期使用运行成本较高。

CN102677200A公开了聚丙烯腈初生纤维的水洗槽及应用，采用阶梯式或叠加式组合方式；水洗温度控制在45-75℃；牵伸倍数在0.9-1.1之间，纤维在水洗装置内的总停留时间为0.5-2min；纤维在水洗装置中的运行速度为20-150m/min，水洗槽的数量为2-10个。水洗槽长度4-6米。水洗过程中，温度较高，毛丝情况和并丝情况，对后续的工序中会引起缠丝的情况。

CN103103631公开了一种制备聚丙烯腈碳纤维原丝过程中水洗的方法：对凝固浴丝条进过2-20级水洗，1-4级水浴牵伸，水温30-100℃，共施加2-8倍牵伸。水洗牵伸过程中，较大的牵伸倍数会引起丝的黏并现象。

CN102011202A 公开了纤维丝束纺丝用水洗及热牵伸装置，本发明利用多孔材料作为牵伸装置辊面，设备运行中辊体内部通入定量恒温热水，在压力作用下热水由辊体内部通过多孔材料溢出，在辊体外部形成均匀不断的水膜，水洗和牵伸缠绕在传动辊表面的纤维丝束。有利于纤维丝束强化水洗，去除残留的溶剂。但热水温度在50 -99℃，能耗大。

CN102146595A公开了对凝固浴丝进行2-6级水洗，同时作牵伸，所述水温为85-98℃，共施加4-6倍牵伸。CN102277629公开了水洗牵伸：凝固浴丝经过1—4级水浴牵伸，水温85—98℃，并施加4-6倍牵伸。CN101760791A公开了多级水洗，温度40-80℃，但高温度，高牵伸会使丝条的并丝情况严重。

CN101899758公开了多角毛辊组合件，涉及对织物进行连接振荡、拍打和刷毛的多棱角的刷毛辊组合件领域。但是只能适用于纺织工程，而不能够直接应用于较脆弱的聚丙烯腈出生纤维的水洗。

CN101067214、CN101643943公开喷淋水洗的方法是温度25-50℃或者40-80℃或常压水蒸气水洗。但是喷淋水洗不利于纺丝速度的提高。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、使用方便，采用逆流多级水洗的干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法，其特点是，采用5-15级逆流水洗，每级水洗槽的长度为2-3.5m，每级水洗槽的两端均设有牵伸辊，所述水洗槽中的水洗温度为10~100℃；水洗总牵伸倍数为0.98~1.5倍，所述丝束的运动速度为20~50m/min，纤维在水洗段的停留时间为0.2-4 min，水流速为2~20m/s。

本发明所述的干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法中，水洗槽中的水洗温度为15~30℃。

本发明所述的干喷湿纺聚丙烯腈初生纤维高效水洗方法中，所述的每级水洗槽中设有0-3个拍打辊，拍打辊的辊径为120~300mm，沿着丝束运动方向，在每个拍打辊后方的水洗槽中均设有一个隔板，所述隔板包括上下对称设置的两个隔板体，两个隔板体之间形成丝束运动通道，运动通道的宽度为3~10cm。