化纖紡絲凝固浴在線濃度儀

coagulating bath；spinning bath 又稱紡織浴。

化學(xué)纖維濕法紡絲時紡絲原液自噴絲孔擠出后使之凝固成初生纖維的溶液。凝固過程中同時有物理和化學(xué)作用。即聚合物與凝固劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以及原液中溶劑向凝固浴擴散，和凝固劑向原液擴散的雙擴散作用。根據(jù)纖維品種不同，凝固浴的組分、溫度、濃度、流量、絲束的浸長、張力、溶液高度等均是對紡絲成形和纖維質(zhì)量有影響的工藝參數(shù)。紡絲機流回的凝固液經(jīng)回收后有的可以回用。

化纖紡絲凝固浴在線濃度儀應(yīng)用背景

特種纖維的研究和生產(chǎn)開始于20世紀(jì)50年代，首先投入工業(yè)化生產(chǎn)的是含氟纖維。隨著航天和國防工業(yè)的發(fā)展，60年代出現(xiàn)了各種芳雜環(huán)類的有機耐高溫纖維，如聚間苯二甲酰間苯二胺纖維等，以及碳纖維、硼纖維等無機高強度高模量纖維；后來又研制出有機抗燃纖維如酚醛纖維等。到70年代由于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的需要，高強度高模量纖維和各種功能纖維得到較為廣泛的應(yīng)用。由于特種纖維具有眾多的優(yōu)異特性， 它在高性能纖維市場上，包括在海上油田的系泊繩、高性能輕質(zhì)復(fù)合材料等方面均顯示出極大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和航空、航天、海域防御裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此我國近來紛紛上馬了眾多特種纖維項目。

     大多數(shù)特種纖維采用濕法紡絲制成。有些特種纖維制備工藝難度較大，如先用傳統(tǒng)的紡絲技術(shù)紡出線型或分子量較低的纖維，然后再分別進(jìn)行環(huán)化、交聯(lián)、金屬螯合、高溫?zé)崽幚?、表面物理化學(xué)處理或等離子體處理等工序方能制得成品纖維；還有的需要采用乳液紡絲、反應(yīng)紡絲、液晶紡絲、干噴濕紡、相分離紡絲、高壓靜電紡絲、高速氣流熔融噴射和特殊的復(fù)合紡絲技術(shù)等新型紡絲工藝；也有的利用現(xiàn)有的合成纖維，通過功能團反應(yīng)獲得各種離子交換基團或轉(zhuǎn)化為特種纖維。

因為凝固浴是對原絲截面影響至關(guān)重要的，因此對凝固浴溶液濃度進(jìn)行精確控制是制備高質(zhì)量PAN原絲的重要保證 。

目前世界上生產(chǎn)的化學(xué)纖維品種繁多，據(jù)統(tǒng)計有幾十種，一些新品種還在陸續(xù)問世。

濕法生產(chǎn)芳綸1313纖維和聚酰亞胺纖維，凝固浴溶液為DMAC/LICL；芳綸1414溶液為H2SO4/SO3，腈綸溶液為NASCN,碳纖維為溶液DMSO等；在以上工藝過程中均需要凝固浴的工藝。聚合物在原液與凝固浴溶液相混合，配制成原液膠，通過計量泵經(jīng)過噴絲板，進(jìn)入凝固浴中，膠體內(nèi)的 溶液與凝固浴中的溶液進(jìn)行解析，形成一恒定的濃度平衡。準(zhǔn)確測量凝固浴濃度，可適時控制凝固浴中的補給水的量。凝固浴溶液濃度的變化直接造成絲束發(fā)脆和絲束并絲等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。穩(wěn)定的凝固浴溶液濃度環(huán)境對芳綸1313纖維、1414纖維、腈綸纖維、聚酰亞胺纖維、碳纖維成絲內(nèi)在質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用 。

國內(nèi)公司原有生產(chǎn)線測量成絲凝固浴的溶液濃度采用化驗分析方法，每2小時取樣一次，取樣后在中心化驗室由化驗員用實驗室型的酸堿滴定或阿貝折光儀（Abbe Refractometer)來測量。這種測量方法對工藝數(shù)據(jù)滯后、取樣環(huán)境、溫度變化、人工操作、儀器受周圍環(huán)境等因素都對化驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成影響。不能隨工藝條件的變化做適時地調(diào)整，這樣就不能夠保障產(chǎn)品的穩(wěn)定的質(zhì)量指標(biāo)。

 為加強紡絲（原絲）產(chǎn)品質(zhì)量管理和提高生產(chǎn)產(chǎn)能以及過程自動化程度，必須要用凝固浴濃度儀控制系統(tǒng),使其能實時準(zhǔn)確地檢測凝固浴液體濃度及其變化；而凝固浴濃度儀又是凝固浴自動化控制系統(tǒng)中*的控制儀器。

化纖紡絲凝固浴在線濃度儀結(jié)構(gòu)及功能

MPR E-Scan在線濃度分析儀分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，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：In 586sx 133MHz的CPU，6.7寸（640×480象素）彩色LCD顯示器，鍵盤， EPROM存儲卡及自動清洗系統(tǒng)組成。儀器操作界面友好軟件，采用全屏蔽抗干擾設(shè)計、耐高溫和振動、寬量程（0-），出廠線性校準(zhǔn)和自動溫度補償。內(nèi)置PT1000溫度傳感器 ，在線檢測DMAC的工藝溫度，自動溫度補償并遠(yuǎn)處0-10V的溫度測量值信號。儀器也可采用 RS-232 與計算機通訊，并可通過 4～20 mA 信號 與 DCS 相通訊。由 DCS 控制調(diào)節(jié) DMAC濃度。MPR E-Scan在線濃度分析儀，無耗材，免維護(hù)，無漂移。儀器的自動清洗清洗系統(tǒng)自動清洗棱鏡及自診斷功能及時排除故障，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，保證了儀器可以在任何惡劣的工況條件下運行平穩(wěn)。                                                                                                                                                                                                                                                                

化纖紡絲凝固浴濃度儀實踐應(yīng)用

MPR E-Scan在線濃度分析儀測量凝固浴 DMAC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，隨時測量凝固浴DMAC濃度的變化，測量值傳送到 DCS 通過 PID調(diào)節(jié)，精確輸出閥位信號控制凝固浴補給水量，保證DMAC的濃度恒定，這對紡絲絲束的內(nèi)在質(zhì)量起保障作用。E-Scan在線濃度分析儀運算速度快、準(zhǔn)確，偏差小于 0.1%。測量值基本保持線性。儀器有溫度自動補償，自動清洗棱鏡等功能。操作簡單方便、維護(hù)量少、工作可靠等優(yōu)點。MPR E-Scan在線濃度分析儀在高溫有腐蝕性 氣體的環(huán)境下仍然十分準(zhǔn)確。實踐證明E-Scan在線濃度分析儀能 夠為工業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時也為紡絲企業(yè)的產(chǎn) 品質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用，在國內(nèi)是應(yīng)用效果優(yōu)良的一套濃度分析儀器。