[发明专利]一种芳纶Ⅲ纤维纺丝液的脱泡方法及其应用

说明书

本发明公开了一种芳纶Ⅲ纤维纺丝液的脱泡方法及其应用，属于高性能有机纤维制造技术领域，在真空环境下，脱泡装置内同时安装有可调速离心装置和超声波震荡装置，可综合实现离心脱、泡重力脱泡和超声波震荡脱泡，从多个维度对芳纶Ⅲ纤维纺丝液进行脱泡处理；本发明方法运用简单的脱泡装置，通过脱泡方法中参数的改进与设计，获得了对高粘度的芳纶Ⅲ纤维纺丝液良好的脱泡效果和效率，且由于装置操作方便，可利用该装置和方法连续的进行脱泡操作，以提高脱泡效率；此外利用该方法得到的芳纶Ⅲ纤维纺丝液进行纺丝得到芳纶Ⅲ纤维各方面指标均好于现有技术，大大提高了芳纶Ⅲ纤维产品质量。

技术领域

本发明涉及高性能有机纤维制造技术领域，具体涉及一种芳纶Ⅲ纤维纺丝液的脱泡方法及其应用。

背景技术

芳纶Ⅲ纤维(杂环芳纶)是指主链上含有芳杂环的一类对位芳纶，典型的芳杂环为苯并咪唑环。据理论计算，由对苯二胺、对苯二甲酰氯和苯并咪唑类二胺三元缩聚合成的纤维强度可达4.5～5.5GPa。且具有很高的热稳定性，全芳香聚酰胺纤维的分解温度可达550℃，可用于国防、航空、航天、造船、汽车等工业领域。

在生产芳纶Ⅲ纤维的生产过程中，原丝质量的最根本影响因素之一取决于纺丝液的脱泡效果。脱泡效果的好坏直接决定纺丝的成型、牵伸，干燥等工艺过程是否能够顺利进行。纺丝液在聚合或输送过程中存在气泡，较大的气泡通过喷丝孔会造成纺丝细流的中断、形变、断头等，较小的气泡会通过喷丝孔而残留在纤维中，造成纤维缺陷，在牵伸时易断裂形成毛丝、断丝。当脱泡不充分时，纺丝喷丝板出现毛丝较多、塑化牵伸倍数降低，达不到应有的线密度、强度以及光泽感，最终影响成品原丝的质量。所以，纺丝前必须把纺丝液中的气泡彻底脱出。但是由于纺丝液的粘度大，特别是用于制造芳纶Ⅲ纤维的纺丝原液，由于原液理论固含量相比于聚酰亚胺纤维纺丝原液等较低，所以在满足生产效率需要的情况下，只有尽量提升纺丝原液的固含量，使得最终的到的纺丝原液粘度非常大(1000000-1500000Pa.s)，气泡完全脱出难度大。

目前的工艺，一般采用减压脱泡、静止脱泡和压力脱泡等方法脱除。其中，减压能造成液面和液压内差，有利于小分子气泡的膨化、扩散脱出。目前国内的芳纶Ⅲ纤维生产厂家在生产中多利用液层高1～3米、体积为1～3m3的大型储存罐装置进行静置间歇式减压脱泡；但该装置脱泡效率很低，生产能力不高，同时需要用到多个脱泡釜，存在占地面积大等问题。

专利申请号为2014108416000的发明专利公开了一种聚酰亚胺纤维纺丝液脱泡方法及装置，具体公开了针对粘度在80000-150000Pa.s的聚酰亚胺纤维纺丝液脱泡方法及装置，具体步骤包括在真空环境下，通过冷却、离心、静置和超声进行脱泡，但其具体的方法都是针对相对低粘度的聚酰亚胺纤维纺丝液的，在面对高粘度或具有腐蚀性纺丝液时，仍然束手无策。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种芳纶Ⅲ纤维纺丝液的脱泡方法及其应用，解决了高粘度的芳纶Ⅲ纤维纺丝液脱泡难，效率低，成本高，操作复杂，进而造成芳纶Ⅲ纤维生成能力差，产品质量差等问题。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种芳纶Ⅲ纤维纺丝液的脱泡方法，包括以下步骤：

S1.获得动力粘度为1000000-1500000Pa.s的芳纶Ⅲ纤维纺丝液原液；

S2.对脱泡装置腔体内进行抽真空，保持所述腔体内真空度为-70～-80kPa；启动夹套装置，使所述腔体内恒温为25-30℃；启动离心装置，设置离心转速5000-10000r/min；

S3.将所述芳纶Ⅲ纤维纺丝液原液以1-2L/min的速度持续加入所述腔体中，进行离心操作，形成薄膜状的纺丝液层；

S4.所述薄膜状的纺丝液层均匀持续甩至所述腔体的内壁，并向下流动至所述腔体底部，并在所述腔体底部形成纺丝液积液；