本發(fā)明涉及一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置及拔絲方法，屬于化學(xué)纖維制造業(yè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

21世紀(jì)仍是世界聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)的快速發(fā)展時(shí)期，目前聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)量約占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%。國(guó)產(chǎn)聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)品集中在通用、基礎(chǔ)和低檔次品種上，在產(chǎn)品性能和成本上難以與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，不能完全滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺口巨大。國(guó)內(nèi)碳纖維雖然經(jīng)過(guò)了一段時(shí)期的發(fā)展，但是與國(guó)外的技術(shù)水平還存在一定的差距，全球聚丙烯腈基碳纖維的市場(chǎng)95%以上的份額掌握在國(guó)外大型企業(yè)的手中。而制約我國(guó)碳纖維發(fā)展的諸多原因中，聚丙烯腈基原絲水平的落后是制約碳纖維水平提高的“瓶頸”。

聚丙烯腈基原絲的制備過(guò)程中，拔絲是重要的環(huán)節(jié)之一，拔絲質(zhì)量直接影響聚丙烯腈基原絲線密度等性能指標(biāo)、原絲合格率及質(zhì)量穩(wěn)定性等，在本發(fā)明提出以前，聚丙烯腈溶液通過(guò)噴絲組件進(jìn)入凝固浴后，人為用手拔絲，無(wú)拔絲裝置，凝固浴為高溫高濃的二甲基亞砜溶液，高溫易造成人員燙傷，且二甲基亞砜溶液對(duì)人體皮膚有滲透性，能夠灼傷皮膚；人為用手拔絲還存在拔絲效率低、時(shí)間長(zhǎng)、效果差、影響工藝穩(wěn)定性等諸多弊端，大大提高了成本，造成原材料、能源動(dòng)力介質(zhì)的浪費(fèi)。為此，本發(fā)明拔絲方法可以避免人手與凝固浴接觸，拔絲過(guò)程不受環(huán)境影響，可顯著提高拔絲質(zhì)量，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置及拔絲方法，該方法不受作業(yè)環(huán)境影響。

本發(fā)明提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置，由樹脂固定端、操作把手，連接支撐桿組成，樹脂固定端與操作把手通過(guò)連接支撐桿相連。所述連接支撐桿為圓柱形結(jié)構(gòu)；樹脂固定端為圓圈形、u形、螺旋狀中的一種；操作把手為半圓形或w形結(jié)構(gòu)。

上述裝置使用表面光滑的金屬材料或鍍陶材料制成，所述金屬材料為304或316。

上述裝置中，所述連接支撐桿的直徑為0.1-1cm、長(zhǎng)度為5-60cm，樹脂固定端橫向直徑為5-10cm，縱向長(zhǎng)度為1-10cm，操作把手直徑為4-20cm。

本發(fā)明提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲方法，用于將聚丙烯腈溶液紡制成固態(tài)纖維絲束；

具體步驟為：聚丙烯腈溶液通過(guò)噴絲組件后進(jìn)入凝固??；通過(guò)拔絲裝置將聚丙烯腈溶液從凝固浴噴絲組件拔出；聚丙烯腈溶液在凝固浴中與溫度為40-60℃、質(zhì)量濃度為40-75%二甲基亞砜溶液進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成固態(tài)纖維絲束，拔絲過(guò)程不受作業(yè)環(huán)境影響。

本方法和裝置可以替代人手進(jìn)行拔絲操作，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了工作效率。

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明的聚丙烯腈原絲拔絲方法，可實(shí)現(xiàn)將聚丙烯腈樹脂由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維態(tài)，拔絲過(guò)程不受拔絲環(huán)境影響，拔絲后形成的纖維形態(tài)完整，拔絲效果好，滿足紡絲技術(shù)要求；

（2）本發(fā)明方法涉及的聚丙烯腈原絲拔絲裝置，可用于高溫高濃或低溫低濃溶液中拔絲，該裝置可以替代人手進(jìn)行拔絲操作，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例2裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例3裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例4裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-1、2-1、3-1、4-1為樹脂固定端，1-2、2-2、3-2、4-2為連接支撐桿，1-3、2-3、3-3、4-3為操作把手。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。

由圖1~圖4所示，本發(fā)明提供了一種將聚丙烯腈溶液紡制成固態(tài)纖維絲束的拔絲裝置，該裝置由樹脂固定端（1-1、2-1、3-1、4-1）、連接支撐桿（1-2、2-2、3-2、4-2）、操作把手（1-3、2-3、3-3、4-3）組成，是一根圓柱型拔絲桿，一端為用于固定聚丙烯腈溶液的樹脂固定端（1-1、2-1、3-1、4-1），一端為操作把手（1-3、2-3、3-3、4-3）。主體圓柱型拔絲桿直徑為0.1-1cm，中間的連接支撐桿（1-2、2-2、3-2、4-2）長(zhǎng)度為5-60cm，樹脂固定端橫向直徑為5-10cm，縱向長(zhǎng)度為1-10cm，操作把手直徑為4-20cm；材質(zhì)可選用304、316等金屬材料或鍍陶材料，且表面光滑。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置，由樹脂固定端1-1、操作把手1-3、連接支撐桿1-2組成，樹脂固定端1-1與操作把手1-3通過(guò)連接支撐桿1-2相連。所述連接支撐桿1-2為圓柱形結(jié)構(gòu)；樹脂固定端1-1為u形，所述u形結(jié)構(gòu)的一端與連接支撐桿平滑連接；操作把手1-3為w形結(jié)構(gòu)。

濕法紡絲過(guò)程中，聚丙烯腈溶液通過(guò)噴絲組件后進(jìn)入凝固浴。聚丙烯腈溶液充滿噴絲組件后進(jìn)行放料，待噴絲組件表面沒(méi)有氣泡時(shí)開始拔絲；操作人員手握住操作把手（1-3），利用操作把手（1-3）和連接支撐桿（1-2）實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂固定端的穩(wěn)定、恒速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)樹脂固定端（1-1）模仿人手從噴絲組件一端緩慢勻速滑至另一端，確保無(wú)漏料，將樹脂固定端沿著滑動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)兩圈，即可將聚丙烯腈溶液從噴絲組件勻速緩慢拔出；聚丙烯腈溶液在凝固浴中與溫度為40℃、濃度為50%的二甲基亞砜溶液進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成固態(tài)纖維絲束。

實(shí)施例2：

如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置，由樹脂固定端2-1、操作把手2-3、連接支撐桿2-2組成，樹脂固定端2-1與操作把手2-3通過(guò)連接支撐桿2-2相連。所述連接支撐桿2-2為圓柱形結(jié)構(gòu)；樹脂固定端2-1為u形，所述u形結(jié)構(gòu)的中心處與連接支撐桿連接；操作把手2-3為半圓形結(jié)構(gòu)。

濕法紡絲過(guò)程中，聚丙烯腈溶液通過(guò)噴絲組件后進(jìn)入凝固浴。聚丙烯腈溶液充滿噴絲組件后進(jìn)行放料，待噴絲組件表面沒(méi)有氣泡時(shí)開始拔絲；操作人員手握住操作把手（2-3），利用操作把手（2-3）和連接支撐桿（2-2）實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂固定端的穩(wěn)定、恒速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)樹脂固定端（2-1）模仿人手從噴絲組件一端緩慢勻速滑至另一端，確保無(wú)漏料，將樹脂固定端沿著滑動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)兩圈，即可將聚丙烯腈溶液從噴絲組件勻速緩慢拔出；聚丙烯腈溶液在凝固浴中與溫度為50℃、濃度為60%的二甲基亞砜溶液進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成固態(tài)纖維絲束。

實(shí)施例3：

如圖3所示，本實(shí)施例提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置，由樹脂固定端3-1、操作把手3-3、連接支撐桿3-2組成，樹脂固定端3-1與操作把手3-3通過(guò)連接支撐桿3-2相連。所述連接支撐桿3-2為圓柱形結(jié)構(gòu)；樹脂固定端3-1為螺旋狀，螺旋狀的一端與連接支撐桿連接；操作把手3-3為半圓形結(jié)構(gòu)。

干噴濕紡過(guò)程中，聚丙烯腈溶液經(jīng)噴絲孔噴出后，先經(jīng)過(guò)空氣層，再進(jìn)入凝固浴進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成絲條。聚丙烯腈溶液充滿噴絲組件后進(jìn)行放料，待噴絲組件表面沒(méi)有氣泡時(shí)開始拔絲；操作人員手握住操作把手（3-3），利用操作把手（3-3）和連接支撐桿（3-2）實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂固定端的穩(wěn)定、恒速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)樹脂固定端（3-1）模仿人手從噴絲組件一端緩慢勻速滑至另一端，確保無(wú)漏料，將樹脂固定端沿著滑動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)兩圈，即可將聚丙烯腈溶液從噴絲組件勻速緩慢拔出；拔出后的聚丙烯腈樹脂先經(jīng)過(guò)空氣層，然后進(jìn)入凝固浴與溫度為45℃、濃度為40%的二甲基亞砜溶液進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成固態(tài)纖維絲束。

實(shí)施例4：

如圖4所示，本實(shí)施例提供了一種聚丙烯腈基原絲拔絲裝置，由樹脂固定端4-1、操作把手4-3、連接支撐桿4-2組成，樹脂固定端4-1與操作把手4-3通過(guò)連接支撐桿4-2相連。所述連接支撐桿4-2為圓柱形結(jié)構(gòu)；樹脂固定端4-1為圓圈形結(jié)構(gòu)，圓圈的中部與連接支撐桿連接；操作把手4-3為w形結(jié)構(gòu)。

干噴濕紡過(guò)程中，聚丙烯腈溶液經(jīng)噴絲孔噴出后，先經(jīng)過(guò)空氣層，再進(jìn)入凝固浴進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成絲條。聚丙烯腈溶液充滿噴絲組件后進(jìn)行放料，待噴絲組件表面沒(méi)有氣泡時(shí)開始拔絲；操作人員手握住操作把手（4-3），利用操作把手（4-3）和連接支撐桿（4-2）實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂固定端的穩(wěn)定、恒速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)樹脂固定端（4-1）模仿人手從噴絲組件一端緩慢勻速滑至另一端，確保無(wú)漏料，將樹脂固定端沿著滑動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)兩圈，即可將聚丙烯腈溶液從噴絲組件勻速緩慢拔出；拔出后的聚丙烯腈樹脂先經(jīng)過(guò)空氣層，然后進(jìn)入凝固浴與溫度為40℃、濃度為40%的二甲基亞砜溶液進(jìn)行雙擴(kuò)散，形成固態(tài)纖維絲束。