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(jī)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(jī)高強(qiáng)度高模量纖維;后來又研制出有機(jī)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(qiáng)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(xiàng)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(tuán)反應(yīng)獲得各種離子交換基團(tuán)或轉(zhuǎn)化為特種纖維。
芳綸1414,其化學(xué)名稱為聚對苯二甲酰對苯二胺polyterephthaloyl-p-phenylenediamine fibre;Fanglun 1414英文名稱簡稱PPTA)。
美國杜邦公司產(chǎn)品名為Kevlar。它是個(gè)有價(jià)值并且現(xiàn)在仍然在很多出產(chǎn)和使用的高功能纖維。
因?yàn)槟淘∈菍υz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 。
在芳綸1414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。
凝固浴濃度控制在芳綸1414濕法紡絲中的重要性。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芳綸1414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芳綸1414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芳綸1414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芳綸1414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。