防止紡絲原液輸送管結(jié)皮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止紡絲原液輸送管結(jié)皮的方法，更具體的說，本發(fā)明涉及一種用于防止聚丙烯腈基碳纖維紡絲原液輸送管清洗后結(jié)皮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維是一種含碳量大于90 %以上的新型碳材料，因具有高的比強(qiáng)度和比模量、優(yōu)異的耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性等特性，使其在軍事、民用、航空和航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以聚丙烯腈基共聚物為前驅(qū)體制備碳纖維的產(chǎn)量已達(dá)到碳纖維總產(chǎn)量的90 %以上，是一種制備碳纖維的重要方法。
[0003]聚丙烯腈基碳纖維原絲生產(chǎn)過程中，聚合完成后的紡絲原液需經(jīng)脫單、脫泡、過濾和輸送等單元，最后至紡絲單元進(jìn)行紡絲獲得原絲。這些單元通常是通過紡絲原液輸送管進(jìn)行連接。在聚丙烯腈基碳纖維原絲的生產(chǎn)中需要對紡絲原液輸送管進(jìn)行定期清洗以除去管道上可能存在的掛壁凝膠及雜質(zhì)等。在清洗過程中，由于輸送管內(nèi)無法攪拌，使輸送管壁存在一定的紡絲原液。這些紡絲原液在清洗結(jié)束至管道再次使用前，若處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致輸送管壁上的紡絲原液結(jié)皮。
[0004]紡絲原液結(jié)皮附著在輸送管壁上，一方面使紡絲原液輸送管的導(dǎo)熱效果變差，造成輸送管道溫度的不均勻；另一方面使后續(xù)生產(chǎn)過程中掛壁凝膠的量進(jìn)一步增加，形成惡性循環(huán)。同時(shí)，微小的結(jié)皮被粘的紡絲原液攜帶進(jìn)入紡絲階段，會(huì)堵塞噴絲孔，形成斷絲或影響初生纖維的粗細(xì)；不及時(shí)處理會(huì)造成紡前壓力持續(xù)升高，損壞噴絲板。
[0005]管道中紡絲原液結(jié)皮的形成原因主要有兩點(diǎn):
(I)系統(tǒng)中進(jìn)入了微量水分子。系統(tǒng)停車檢查的過程中，潮濕的空氣進(jìn)入系統(tǒng)，而紡絲原液不溶于水使其表面形成結(jié)皮。
[0006](2)附著壁面紡絲原液揮發(fā)過快。在系統(tǒng)清洗后，為了去除系統(tǒng)中的溶劑，通常要吹掃系統(tǒng)。吹掃過程中，附著在壁面的紡絲原液表面溶劑揮發(fā)快，使表面結(jié)皮。
[0007]為保證聚丙烯腈基碳纖維原絲的正常生產(chǎn)，應(yīng)避免紡絲原液管壁結(jié)皮現(xiàn)象的產(chǎn)生。中國專利CN 1702122 A通過在膠印機(jī)墨斗和傳墨系統(tǒng)加入防結(jié)皮專門試劑，有效解決了上述系統(tǒng)中的結(jié)皮現(xiàn)象。但該方法僅適用于所加入的防結(jié)皮劑不影響后續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)中，不適合應(yīng)用于聚丙烯腈基碳纖維紡絲原液輸送管道。在聚丙烯腈基碳纖維紡絲原液輸送過程中，若加入防結(jié)皮劑等物質(zhì)會(huì)造成系統(tǒng)污染，影響后續(xù)的紡絲和氧化碳化過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中在紡絲原液輸送管道清洗結(jié)束后，存在紡絲原液輸送管易結(jié)皮的問題，提供一種新的防止紡絲原液輸送管結(jié)皮的方法。該方法具有操作簡單、不引入系統(tǒng)雜質(zhì)、有效阻止紡絲原液輸送管結(jié)皮的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案如下:一種防止紡絲原液輸送管結(jié)皮的方法，包括以下步驟:a、將含有二甲基亞楓、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一種溶劑沖入至紡絲原液輸送管中，控制紡絲原液輸送管中的溶劑體積占輸送管體積的20?95% ；b、在紡絲原液輸送管中沖入載氣，控制其絕對壓力大于等于100?100KPa ;c、紡絲原液輸送管道再次使用前將其中的載氣和溶劑排出。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述步驟a中，溶劑體積占輸送管體積的50?90 %;步驟b中，載氣包括選自氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣或二氧化碳中的至少一種；載氣絕對壓力為300?500 KPa ;載氣純度大于95 %，優(yōu)選的技術(shù)方案載氣純度為97?99.99 % ;載氣沖入管道前需經(jīng)過除水裝置，除水后的含水量為I?300 ppm，優(yōu)選的技術(shù)方案載氣除水后的含水量為10?100 ppm ;步驟a、b和c中，紡絲原液輸送管溫度為20?80°C，優(yōu)選的技術(shù)方案紡絲原液輸送管溫度為40?60°C ;
本發(fā)明由于在紡絲原液管道中，一方面沖入了大于等于常壓的載氣，可以有效避免紡絲原液管道中進(jìn)入水分子；另一方面加入了可以使壁面紡絲原液繼續(xù)溶解的溶劑，使未溶解紡絲原液繼續(xù)溶解，避免壁面紡絲原液揮發(fā)的不均勻性。這樣做在系統(tǒng)中即不引入任何影響后續(xù)操作的雜質(zhì)，又有效阻止管道紡絲原液結(jié)皮現(xiàn)象發(fā)生。
[0011]使用本發(fā)明的方法，用于二甲基亞楓?丙烯腈/衣康酸共聚物紡絲原液管道清洗結(jié)束后，有效避免了再次使用前的結(jié)皮現(xiàn)象。
[0012]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]【實(shí)施例1】
在聚合釜至脫單釜間、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入20 %管道體積的二甲基亞楓,然后沖入含水量為I ppm、純度95 %的氮?dú)?控制其絕對壓力為100 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度20°C。在下次使用前，將二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0015]
【實(shí)施例2】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入50 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為100 ppm、純度97 %的氮?dú)?，控制其絕對壓力為300 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度40°C。在下次使用前，將氮?dú)鈮毫π箟褐脸海谆鶃啑鲝南到y(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0016]
【實(shí)施例3】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入90 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為10 ppm、純度99.99 %的氮?dú)?，控制其絕對壓力為500 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度60°C。在下次使用前，將氮?dú)鈮毫π箟褐脸?，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0017]
【實(shí)施例4】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入80 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為20 ppm、純度98 %的氮?dú)?，控制其絕對壓力為400 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度50°C。在下次使用前，將氮?dú)鈮毫π箟褐脸?，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0018]
【實(shí)施例5】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入40 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為5 ppm、純度96 %的氮?dú)?，控制其絕對壓力為600 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度50°C。在下次使用前，將氮?dú)鈮毫π箟褐脸?，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0019]
【實(shí)施例6】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入20 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為I ppm、純度95 %的氦氣，控制其絕對壓力為100 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度20°C。在下次使用前，將二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0020]
【實(shí)施例7】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入50 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為200 ppm、純度97 %的氦氣，控制其絕對壓力為600 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度40°C。在下次使用前，將氦氣壓力泄壓至常壓，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0021]
【實(shí)施例8】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入90 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為5 ppm、純度99.99 %的氦氣，控制其絕對壓力為300 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度60°C。在下次使用前，將氦氣壓力泄壓至常壓，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲過程中，紡前壓力穩(wěn)定，結(jié)皮現(xiàn)象導(dǎo)致的噴絲板堵塞現(xiàn)象明顯緩解，絲束粗細(xì)均勻。
[0022]
【實(shí)施例9】
在聚合釜至脫單釜、脫單釜至脫泡釜、脫泡釜至過濾器、過濾器至紡絲計(jì)量泵間的管道中加入80 %管道體積的二甲基亞楓，然后沖入含水量為20 ppm、純度95 %的氦氣，控制其絕對壓力為200 KPa，保持紡絲原液輸送管道溫度50°C。在下次使用前，將氦氣壓力泄壓至常壓，二甲基亞楓從系統(tǒng)中排掉。紡絲