PAN原絲是制造碳纖維的原材料，原絲的性能很大程度可以決定碳纖維的性能。PAN聚合溶液制備通常是丙烯腈在二甲基亞砜（DMSO）中聚合，經(jīng)脫單脫泡后過濾，用于PAN原絲制備。基于聚合裝備和技術(shù)傳統(tǒng)，國內(nèi)大部分碳纖維生產(chǎn)廠家采用該法，結(jié)合間歇或半連續(xù)聚合工藝流程。間歇聚合即聚合主題過程在獨(dú)立設(shè)備和時(shí)段內(nèi)一次完成，進(jìn)出料均為間歇過程，嚴(yán)格按批次操作。 從生產(chǎn)性和可行性角度考慮，大部分企業(yè)采取PAN基碳纖維的主流紡絲方法是濕法紡絲。其中，國內(nèi)的濕法紡絲濕噴濕紡，即噴絲板浸入凝固浴中，紡絲原液通過噴絲板直接浸入凝固浴，把干噴濕紡稱為“干濕法”，即噴絲板不直接與凝固浴接觸，紡絲原液從噴絲板噴出后經(jīng)過空氣段進(jìn)入凝固浴。干噴濕紡技術(shù)可以明顯提高在紡絲過程中的牽伸倍率，因此T300碳纖維生產(chǎn)線中普遍適用濕噴濕紡，而T700碳纖維需要的牽伸力度更大，適用干噴濕紡。 加工處理原絲是碳纖維生產(chǎn)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，在整個(gè)制備過程中，高溫處理設(shè)備關(guān)鍵核心，設(shè)備的穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)能力和產(chǎn)品性能。
在腈綸濕法紡絲中，凝固浴濃度穩(wěn)定直接影響紡絲成形的好壞，而紡絲成形直接關(guān)系到生產(chǎn)的平穩(wěn)性與成品絲束的質(zhì)量。
凝固浴濃度控制在腈綸濕法紡絲中的重要性腈綸全稱為聚丙烯腈纖維，是由聚丙烯腈或85% 以上的丙烯腈和其他第二、第三單體的共聚物紡制的纖維，腈綸工藝按紡絲成形方式可分為干法紡絲和濕法紡絲兩種，其中濕法紡絲的成形是靠紡絲原液浸入凝固浴中，紡絲原液中的溶劑NaSCN與低濃度NaSCN 溶液即凝固浴進(jìn)行雙擴(kuò)散，使得噴出的紡絲原液中聚丙烯腈濃度達(dá)到≥ 63% 的成形條件。
在紡絲原液參數(shù)不變，溫度差及凝固浴流量，牽伸速度等易于控制的情況下，凝固浴濃度控制的穩(wěn)定性就直接關(guān)系到紡絲成形的好壞，凝固浴濃度過高或過低都不利于纖維成形，凝固浴濃度越高則濃度差越小，雙擴(kuò)散進(jìn)行的速度變慢，原液三態(tài)改變不*，紡絲成形不，則初生纖維強(qiáng)度不夠，黏度較大，在拉伸過程中初生纖維易出現(xiàn)斷絲、并絲、疵點(diǎn)等情況，此類纖維進(jìn)入后續(xù)工序時(shí)，易造成纏輥等生產(chǎn)事故和纖維質(zhì)量強(qiáng)度不足、粉塵較多等質(zhì)量問題。凝固浴濃度越低則濃度差越大，雙擴(kuò)散進(jìn)行的速度變快，原液細(xì)流的表面形態(tài)改變較快，形成一種缺乏彈性而又脆硬的皮層，阻止原液細(xì)流中心處雙擴(kuò)散的進(jìn)行，導(dǎo)致初生纖維皮芯結(jié)構(gòu)不一，有孔洞產(chǎn)生，延伸性變差，拉伸時(shí)易斷裂產(chǎn)生毛絲，在后續(xù)工序中絲束易被拉斷造成纏輥等生產(chǎn)事故以及溶劑清洗不*，絲束含溶劑濃度較高、延伸性較差、絲束泛白失透等質(zhì)量問題。
由此可見凝固浴濃度控制的穩(wěn)定與否，直接影響到濕法紡絲生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行和終產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，所以穩(wěn)定控制凝固浴濃度，保持濃度差波動(dòng)較小對(duì)腈綸濕法紡絲長周期運(yùn)行具有重要意義。凝固浴濃度隨著紡絲箱中雙擴(kuò)散的進(jìn)行，會(huì)不斷的增高，為保持凝固浴濃度的穩(wěn)定，需補(bǔ)加水或溶劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)加量的大小則根據(jù)檢測濃度來確定，終使得進(jìn)入紡絲箱系統(tǒng)的凝固浴濃度保持恒定。
MPR E-Scan碳纖維紡絲凝固浴濃度儀為分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為傳感器和變送器兩部分。
傳感器由：藍(lán)寶石棱鏡（9Mosh）、內(nèi)置PT1000溫度傳感器、長壽命LED光源（100000h）、3648像素分辨率CCD 傳感器組成；
變送器由：Intel 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）彩色LCD顯示器，鍵盤， EPROM存儲(chǔ)卡及自動(dòng)清洗系統(tǒng)組成。儀器操作界面友好軟件，采用全屏蔽抗干擾設(shè)計(jì)、耐高溫和振動(dòng)、寬量程（0-），出廠線性校準(zhǔn)和自動(dòng)溫度補(bǔ)償。內(nèi)置PT1000溫度傳感器 ，在線檢測凝固浴溶劑的工藝溫度，自動(dòng)溫度補(bǔ)償并遠(yuǎn)處0-10V的溫度測量值信號(hào)。儀器也可采用 RS-232 與計(jì)算機(jī)通訊，并可通過 4～20 mA 信號(hào) 與 DCS 相通訊。由 DCS 控制調(diào)節(jié) NaSCN濃度。
MPR E-Scan碳纖維紡絲凝固浴濃度儀，無耗材，免維護(hù)，無漂移。儀器的自動(dòng)清洗清洗系統(tǒng)自動(dòng)清洗棱鏡及自診斷功能及時(shí)排除故障，保證儀器的準(zhǔn)確性，可減輕維護(hù)人員的工作量。全澆注玻璃鋼外殼和全屏蔽鋼板內(nèi)壁設(shè)計(jì)，保證了儀器可以在任何惡劣的工況條件下運(yùn)行平穩(wěn)。
MPR E-Scan碳纖維紡絲凝固浴濃度儀測量凝固浴 NaSCN的濃度，工藝控制在 30%～60%之間。直接安裝于凝固浴進(jìn)口液體管路上，隨時(shí)測量凝固浴NaSCN濃度的變化，測量值傳送到 DCS 通過 PID調(diào)節(jié)，精確輸出閥位信號(hào)控制凝固浴補(bǔ)給水量，保證NaSCN的濃度恒定，這對(duì)紡絲絲束的內(nèi)在質(zhì)量起保障作用。腈綸紡絲凝固浴濃度儀運(yùn)算速度快、準(zhǔn)確，偏差小于 0.1%。測量值基本保持線性。儀器有溫度自動(dòng)補(bǔ)償，自動(dòng)清洗棱鏡等功能。操作簡單方便、維護(hù)量少、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
MPR E-Scan碳纖維紡絲凝固浴濃度儀在高溫有腐蝕性 氣體的環(huán)境下仍然十分準(zhǔn)確。實(shí)踐證明E-Scan在線濃度分析儀能 夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時(shí)也為紡絲企業(yè)的產(chǎn) 品質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用。
