[发明专利]一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法

说明书

本发明是关于一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法，涉及聚丙烯腈基碳纤维技术领域。主要采用的技术方案为：一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法，包括如下步骤：对聚丙烯腈纤维废丝进行粉碎处理，得到粉粹处理后的聚丙烯腈纤维废丝；对粉碎处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行萃取处理，以除去聚丙烯腈纤维废丝上的油剂；对萃取处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行水洗处理；对水洗处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行干燥处理；对干燥处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行溶解处理，得到混合液；对混合液进行后处理，得到纺丝液。本发明主要用于对聚丙烯腈纤维废丝进行回收及再利用，提高回收得到的纺丝液的纯度，同时确保由该纺丝液制备的碳纤维的性能指标。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯腈基碳纤维技术领域，特别是涉及一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法。

背景技术

聚丙烯腈基碳纤维以其优异的性能而广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、建筑工程、体育休闲等各个领域；其是国民经济和国防建设不可或缺的战略性高科技材料。当前，聚丙烯腈基碳纤维的生产制备成本较高，严重制约其发展和应用。聚丙烯腈基碳纤维的高成本是由其生产工艺的复杂性决定的，整个生产过程需要经过聚合、纺丝、预氧化、碳化等多个复杂的工序，生产成本主要包括原丝(聚丙烯腈纤维)的生产成本和碳纤维的生产成本。

原丝的生产成本约占总成本的50％以上，目前，国内外主要从两方面降低原丝的生产成本，一方面是开发廉价、可替代的原材料，一方面是改进现有原丝的生产工艺技术，采用提高纺丝速度、提升丝束规格、降低原辅料消耗、提高原丝收率等方法。

原丝的生产工艺包括凝固成型、水洗、热水牵伸、上油、干燥致密化、蒸汽牵伸、热定型等，生产过程中因更换过滤器、喷丝板、周期性开停车、断丝、指标不合格及新产品开发试验等因素产生大量废丝，废丝作为废物处理会造成极大浪费。因此，探索聚丙烯腈基纤维废丝(即，聚丙烯腈基原丝废丝)的回收利用方法对降低原丝成本、碳纤维成本具有重要意义。

目前，也有相关技术提出对聚丙烯腈基纤维废丝进行回收，具体回收方法是将废丝剪碎，然后将剪碎的废丝在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中溶解，得到纺丝液，形成的纺丝液作为其它工艺的原料，从而实现了对聚丙烯腈基碳纤维原丝废丝的回收利用。

但是，本发明的发明人现有上述相关技术至少存在如下技术问题：回收得到的纺丝原液的纯度低、杂质多，并且，将其再次利用生产的聚丙烯腈基碳纤维的性能低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法，主要目的在于对聚丙烯腈纤维废丝进行回收及再利用处理，提高回收得到的纺丝液的纯度，同时确保由该纺丝液制备的碳纤维的性能指标。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种聚丙烯腈纤维废丝的回收及再利用方法，其包括如下步骤：

粉碎处理步骤：对聚丙烯腈纤维废丝进行粉碎处理，得到粉粹处理后的聚丙烯腈纤维废丝；

萃取、水洗处理步骤：对所述粉碎处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行萃取处理，以除去聚丙烯腈纤维废丝上的油剂；对萃取处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行水洗处理；

干燥处理步骤：对水洗处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行干燥处理；

纺丝液制备步骤：对干燥处理后的聚丙烯腈纤维废丝进行溶解处理，得到混合液；对所述混合液进行后处理，得到纺丝液。

优选的，所述萃取处理的步骤在萃取罐中进行；其中，所述萃取罐的顶盖设置有下压装置；其中，进行萃取处理时，将粉碎处理后的聚丙烯腈纤维废丝置于萃取罐内，并向萃取罐内注入萃取溶剂，且使所述粉粹处理后的聚丙烯腈纤维废丝浸没在所述萃取溶剂中；其中，在萃取处理的过程中，通过控制所述下压装置重复进行下压-提拉的动作，以在下压的动作中，挤压所述聚丙烯腈纤维废丝。

优选的，所述下压装置包括：