Способ изготовления ацетатных волокон

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЦЕТАТНЫХ ВОЛОКОН, включающий продавливание прядильного раствора через фильеру с образованием жидких струй, испарение растворителя из жидкой струи в парогазовой смеси, стеклование жидкoй струи с образованием твердой нити, сушку твердой нити сухим горячим теплоносителем , отвод отработанной парогазовой смеси и регенерацию растворителя из нее, отличающи йс я тем, что, с целью повышения механической прочности волокон при одновременном снижении их себестоимости , на регенерацию растворителя подают отработанную парогазовую смесь в количестве 10-30% от общего его объема, а остальное количество отработанной парогазовой смеси нагревают до температуры, соответсвующей темцературе в зоне стеклования, после чего подогретую смесь подают в эту зону.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В М

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3627808/28-12 (22) 28.07.83 (46) 07.12.84. Бюл. к- 45 (72) Д.M.Лужанский, Д.Н.Мухиддинов, М.И.Аскаров и Х.У.Мухаммедов (71) Ташкентский ордена Дружбы наро,дов политехнический институ им. А.P.Áèðóíè и Ферганский завод химического волокна им. 50-летия СССР (53) 677.46(088.8) (56) 1. Патент СИА В 3502756, кл. 264-85, 1970.

2. Патент США М 2975022, кл. 28»59, 1961.

3.. Патент Японии У 43-3522, кл. 42 А 32, 1968 (прототип).. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЦЕТАТНЫХ ВОЛОКОН, включающий продавливание прядильного раствора через фильеру с

„,ЯО„,Д12792Я . А образованием жидких струй, испарение растворителя из жидкой струи в парогазовой смеси, стеклование жидкой струи с образованием твердой нити, сушку твердой нити сухим горячим теплоносителем, отвод отработанной парогазовой смеси и регенерацию растворителя из нее, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механической прочности волокон при В одновременном снижении их себестоимости, на pereнерацию растворителя подают отработанную парогазовую смесь в количес:ве 10-ЗОЖ от общего его объема, а остальное количество отработанной-парогазовой смеси нагре- I вают до температуры, соответсвующей температуре в зоне стеклования, после чего подогретую смесь подают в эту зону.

1 1127

Изобретение относится к способам производства химических волокон и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ изготовления хими5 ческого волокна из волокнообраэующего полибензимидазола, заключающийся в том, что, раствор полибензимидазола в диметилацетамиде или другом растворителе прядут по сухому способу в испарительную среду из перегретого пара. Г1.1.

Недостатком данного способа является необходимость глубокой герметизации прядильной шахты из-за взры,15 воопасности применяемых растворите."; лей, а также сложность регенерации растворителя.

Известен также способ изготовле. ния химического волокна из полиакрилонитрила, заключающийся в том, что испарение растворителя из раствора полиакрилонитрила в диметилформамиде осуществляется в прядильной шахте с высоким содержанием паров растворителя в неподвижной парогазовой смеси в верхней зоне прядильной шахты. В нижнюю зону подается сухой горячий теплоноситель f2 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что в верхней зоне

30 прядильной шахты концентрация паров растворителя в парогазовой смеси всегда близка к точке насыщения из»за неподвижности парогазовой смеси. Это затрудняет регулировку процесса изготовления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ изготовления химического волок40 на, включающий продавливание прядильного раствора через фильеру с образованием жидких струй, стеклование жидких струй с образованием твердой нити, сушку. твердой нити сухим горя- 45 чим теплоносителем, отвод отработанной парогазовой смеси и регенерацию растворителя из нее 13 3.

Согласно этому способу на регенерацию подают всю отведенную отработанную арогаэовую смесь.

Недостаткам известного способа является ведение процесса изготовления волокна при низких концентрациях паров растворителя в парогазовой смеси, что приводит к образованию на поверхности струй твердой пленки, затрудняющей процесс испаре923 а ния растворителя из жидких внутренних слоев. Это приводит к снижению качества волокна и к увеличению влажности свежесформованной нити, что влечет за собой повьппенную себестоимость про-, дувки.

Целью изобретения является повышение механической прочности волокон при одновременном снижении их себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления химических волокон, включающему продавлнвание прядильного раствора через фильеру с образованием жидких струй, испарение растворителя из жидкой струи в парогазовой смеси, стеклование жидкой струи с образованием твердой нити, сушку твердой нити сухим горячим теплоносителем, отвод отработанной парогазовой смеси и регенерацию растворителя из нее, на регенерацию растворителя подают, отработанную парогазовую смесь в количестве 10-ЗОХ от ее общего объема, а остальное количество отработанной парогазовой смеси нагревают до температуры, соответствующей температуре в зоне стеклования, после чего подогретую смесь подают в эту зону.

Скорость испарения растворителя в области движения жидкой струи и в области стеклования определяет качественные показатели волокна: чем выше скорость испарения в этих зонах, тем больше механические напряжения в волокне, следовательно тем меньше механическая прочно сть|волокна.

Большая скорость испарения приводит также к тому, что на поверхности жидкой струи образуется твердая пленка, а во внутренних слоях остается жидкий прядильный раствор. Постепенно эти слои затвердевают, однако в элементарных волокнах могут остаться поры, заполненные растворителем, что увеличивает влажность волокна по окончании процесса изготовления. В предлагаемом способе, регулируя скорость испарения растворителя из жидкой струи путем изменения концентрации паров растворнтепя в зоне движения жидкой. струи и в зоне стеклования, можно изменять скорость стеклования волокна по сечению. Чем короче зона стеклования, тем меньше механические напряжейия в твердой нити и тем меньше вероятность образования пор с жидким растворителем в конце про3 1127 цесса изготовления. Вследствие этого возрастает механическая прочность волокна и снижается содержание растворителя в свежесформованном волокне.

На чертеже дана прядильная шахта, 5 для осуществления предлагаемого способа.

Прядильная шахта состоит из верхнего 1 и нижнего 2 участков, фильеры.

3, расположенной в верхней шахтной коробке 4, калорифера 5 подогрева рециркулируемой парогазовой смеси и

1 вентилятора 6 для рециркуляции парогазовой смеси в промежуточную шахтную коробку 7, калорифера 8 подогрева сухого теплоносителя и вентилятора 9 подачи сухого теплоносителя в нижнюю щахтную коробку 10. Способ осуществляется следующим ,образом.

Раствор полимера продавливают че-. рез фильеру 3, расположенную в верхней шахтной коробке 4, в верхний участок 1 прядильной шахты. При движении образовавшихся жидких струй

25 раствора в верхнем участке происходит испарение растворителя вплоть до полного стеклования жидких струй, которое имеет место в нижней части участка 1. Для создания в верхнем участке заданной концентрации паров растворителя в парогазовой смеси, иэ линии отвода ее на регенерацию вентилятором 6 часть парогазовой смеси подают в точку стеклования волокна, предварительно подогрев в 35 калорифере 5. Точка подачи рециркулируемой парогазовбй смеси закрыта промежуточной шахтной коробкой 7, где происходит смешение рециркулируемого потока и потока теплоноси- 40 теля, движущегося из нижнего участка 2. В нижнем участке 2 происходит сушка затвердевшей нити. Для .максимально возможного удаления растворителя из нити в нижний участок подают 45 сухой горячий теплоноситель, подогрев которого осуществляется в калорифере 8, а подачу производят в нижнюю шахтную коробку 10 вентилятором 9. 50

Температура в зоне стеклования зависит от скорости приема нити на кольцекрутильный механизм и расхода сухого теплоносителя в нижнем .участке и составляет 55-67 С. 55

Пример 1. Изготовляют ацетатное волокно по предлагаемому способу. Для этого в прядильную шахту

923 4 через фильеру продавливают прядильный раствор..При продавливании образуются жидкие струи. В нижний участок подают сухой горячий теплоноситель. При движении жидких струй вниз происходит испарение растворителя и стеклование жидких струй с образованием трердой нити. При испарении растворителя в прядильной шахте образуется парогазовая смесь, которую отводят из прядильной шахты. Иэ общего количества отработанной парогазовой смеси на регенерацию растворителя отводят 2ОХ, а остальное количество парогазовой смеси подогревают от 38 до 65 С и подают в зону стеклования нити в промежуточную шахтную коробку.

Показатели качества полученного волокна представлены в таблице.

H p и м е р 2. Ацетатное волокно изготавливают в условиях, аналогичных примеру 1, но на регенерацию растворителя отводят 10Х от общего количества отработанной парогазовой смеси, а остальное количество подогревают о от 38 до 65 С и подают в зону стеклования волокна.

Показатели качества полученного волокна представлены в таблице.

Пример . 3. Ацетатное волокно изготавливают в условиях, аналогичных примеру 1, но на. регенерацию растворителя отводят ЗОХ от общего .количества отработанной парогазовой смеси, а остальное количество подогревают от 38 до 650С и подают в зону стеклования волокна.

Показатели качества полученного волокна представлены в таблице.

Пример 4. Ацетатное волокно изготавливают по известному способу.

В прядильную шахту через фильеру продавливают прядильный раствор.

В нижнюю шахтную коробку подают сухой горячий теплоноситель. Парогазой вую смесь, образующуюся в процессе испарения растворителя и образования волокна, полностью направляют на регенерацию растворителя, Показатели качества полученного волокна представлены в таблице.

Отвод на регенерацию парогазовой смеси в количестве, меньшем 10Х от общего количества приводит к увеличению содержания остаточного растворителя в свежесформованном волокне.

Отвод на регенерацию парогазовой смеси в количестве., большем ЗОХ от общего ее количества, приводит к

Прочность до разрыва, Гс/текс

Содержание ацетона в нити, 7

Удлинение до разрыва, %

Пример

9,2

26,8 .

10,5

26,2!

0,4

10,2

4 (известный) 24,6

10,0

13,9

3 112 сниженйб механической прочности волокна, Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемый способ обеспечивает, по сравнению с известным,увеличение прочности от

10 до 10 5 .Гс/текс. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает снижение себестоимости волокна за счет

?923 снижения содержания в свежесформованном волокне остаточного растворителя от 13,9 до 9,27 от абсолютно сухой массы вещества.

Экономическая эффективность за счет применения предлагаемого способа позволяет получить экономический эффект более 350 тыс.руб. при годовом объеме производства 14,5 тыс. т аце1О татного волокна.

ВНИИПИ Заказ 8991/20 Тираж 440 Подписное

Филиал ППП - Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4