竹炭聚乳酸熔體直接紡絲工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚乳酸纖維生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種竹炭聚乳酸熔體直接紡絲工
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【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸(PLA)纖維是以玉米、小麥、甜菜等含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品為原料，經(jīng)發(fā)酵生成乳酸后，再經(jīng)縮聚和熔融紡絲制成，聚乳酸纖維原料來(lái)源廣泛。它在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)，不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染，是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。其織物面料手感、懸垂性好，抗紫外線，具有較低的可燃性和優(yōu)良的加工性能，適用于各種時(shí)裝、休閑裝、體育用品和衛(wèi)生用品等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]聚乳酸(PLA)纖維有抑菌、爽滑、快干等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其耐磨性差，回潮較低，使用其生產(chǎn)的紡織面料較其它化學(xué)纖維紡織面料手感明顯發(fā)硬，嚴(yán)重影響使用效果。另外，由于聚乳酸的輸送管道較長(zhǎng)，靠近管壁的高聚物熔體粘稠度特別大，聚乳酸熔體在輸送過(guò)程中因熔體流速不均勻造成的高聚物分子量分布較寬(不均勻)問(wèn)題，從而影響到紡絲品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、輸送過(guò)程中混合均勻度高、生產(chǎn)出來(lái)的聚乳酸纖維耐磨性強(qiáng)、回潮率高的竹炭聚乳酸熔體直接紡絲工藝。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:竹炭聚乳酸熔體直接紡絲工藝，包括以下步驟:
(1)、將丙交酯和竹香炭微粉加入到攪拌罐內(nèi)進(jìn)行攪拌作業(yè)，其中竹香炭微粉的重量為丙交酯和竹香炭微粉的總重量的0.5?15%，攪拌20?40min，直到混合均勻；
(2)、打開(kāi)攪拌罐底部的第一閥門，通過(guò)第一計(jì)量栗將丙交酯和竹香炭微粉的混合物經(jīng)第一管道落入到初聚罐內(nèi)進(jìn)行初步聚合作業(yè)，初步聚合作業(yè)為溫度為100?150°C，初步聚合作業(yè)的時(shí)間為I?2h，壓力為0.2MPa，初步聚合作業(yè)后，丙交酯和竹香炭微粉的混合物被聚合成為粘稠的聚乳酸竹炭熔體；
(3)、打開(kāi)初聚罐底部的第二閥門，通過(guò)第二計(jì)量栗將聚乳酸竹炭熔體經(jīng)第二管道落入到終聚罐內(nèi)進(jìn)行最終聚合作業(yè)，最終聚合作業(yè)為溫度為150?280°C，最終聚合作業(yè)的時(shí)間為I?6h，壓力為0.3MPa;
(4)、打開(kāi)終聚罐底部的第三閥門，終聚罐內(nèi)的聚乳酸竹炭熔體經(jīng)第三管道排出，第三管道上設(shè)有管道式動(dòng)態(tài)混料裝置和第三計(jì)量栗，第三計(jì)量栗將聚乳酸竹炭熔體計(jì)量并輸送到紡絲箱體內(nèi)；
(5)、紡絲箱體內(nèi)設(shè)置有紡絲計(jì)量栗和紡絲組件，紡絲計(jì)量栗將聚乳酸竹炭熔體計(jì)量增壓后進(jìn)入到紡絲組件，紡絲組件將聚乳酸竹炭熔體紡制成竹炭聚乳酸纖維。
[0006]步驟(I)中竹香炭微粉的重量為丙交酯和竹香炭微粉的總重量的10%。
[0007]管道式動(dòng)態(tài)混料裝置包括左固定管道、動(dòng)態(tài)混料管道和右固定管道，動(dòng)態(tài)混料管道的左端部和右端部分別與左固定管道的右端和右固定管道的左端法蘭連接，動(dòng)態(tài)混料管道內(nèi)設(shè)有動(dòng)態(tài)螺旋隔板，動(dòng)態(tài)螺旋隔板將動(dòng)態(tài)混料管道內(nèi)部沿軸向方向分隔成第一半圓螺旋通道和第二半圓螺旋通道，動(dòng)態(tài)螺旋隔板與動(dòng)態(tài)混料管道內(nèi)壁間隙配合；
動(dòng)態(tài)螺旋隔板的兩端部所在的平面均垂直于動(dòng)態(tài)混料管道的中心軸線，動(dòng)態(tài)螺旋隔板右端部中心設(shè)有動(dòng)態(tài)錐形槽，動(dòng)態(tài)螺旋隔板左端部中心設(shè)有動(dòng)態(tài)頂尖；
右固定管道內(nèi)設(shè)有右支架，右支架上設(shè)有右固定頂尖，右固定頂尖左端頂在動(dòng)態(tài)錐形槽內(nèi)；左固定管道內(nèi)設(shè)有左支架，左支架右側(cè)設(shè)有固定錐形槽，動(dòng)態(tài)頂尖左端頂在固定錐形槽內(nèi)。
[0008]所述動(dòng)態(tài)混料管道的數(shù)量大于等于兩段，相鄰兩段動(dòng)態(tài)混料管道之間法蘭連接，一段動(dòng)態(tài)混料管道的動(dòng)態(tài)頂尖左端頂在相鄰的一段動(dòng)態(tài)混料管道的動(dòng)態(tài)錐形槽內(nèi)。
[0009]左固定管道和/或右固定管道的長(zhǎng)度小于動(dòng)態(tài)混料管道的長(zhǎng)度。
[0010]步驟(4)中聚乳酸竹炭熔體經(jīng)第三管道的具體過(guò)程為:聚合后的聚乳酸竹炭熔體由左固定管道進(jìn)入，粘稠的聚乳酸竹炭熔體在高壓下通過(guò)動(dòng)態(tài)混料管道的時(shí)候，動(dòng)態(tài)螺旋隔板在熔體的推動(dòng)下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，動(dòng)態(tài)混料管道的內(nèi)壁上的粘稠熔體被旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)螺旋隔板刮下，刮下的粘稠熔體與動(dòng)態(tài)混料管道中間的較稀得熔體混在一起，經(jīng)過(guò)若干組動(dòng)態(tài)混料管道后，均勻的聚乳酸熔體通過(guò)右固定管道由第三計(jì)量栗排出。
[0011]采用上述技術(shù)方案，在第三管道上設(shè)置管道式動(dòng)態(tài)混料裝置，具有以下有益效果:由于第一半圓螺旋通道和第二半圓螺旋通道較長(zhǎng)且均在軸向方向上為螺旋方向設(shè)置，這樣就會(huì)在高壓熔體通過(guò)時(shí)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)螺旋隔板旋轉(zhuǎn);動(dòng)態(tài)螺旋隔板的旋轉(zhuǎn)材料頂尖與錐形槽頂壓配合的形式，不僅易于制造和裝配，而且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中摩擦力更小，從而提高動(dòng)態(tài)螺旋隔板刮料的效率。左固定管道和/或右固定管道的長(zhǎng)度小于動(dòng)態(tài)混料管道的長(zhǎng)度，這樣可使整個(gè)輸送聚乳酸的管道的大部分長(zhǎng)度都會(huì)將管壁上附著的粘稠度特別大的聚乳酸刮掉，充分提高混合的均勻度。
[0012]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接在熔體輸送管道內(nèi)設(shè)置若干組混料單元即可，省去了在輸送管道上安裝混料系統(tǒng)，節(jié)約了成本，達(dá)到熔體在流經(jīng)輸送管道時(shí)均勻混料之目的，輸送及混料效率大大提高。為使聚乳酸纖維部分功能和指標(biāo)得到改善，在聚乳酸材料中加入0.5 %?15 % (優(yōu)選10%)的納米級(jí)竹香碳微粉，對(duì)其進(jìn)行改性，使其制成的纖維初始模量降低，回潮率上升，耐磨性提高，纖維的透氣性和手感有明顯的到改善。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
圖2是圖1中具有一組混料單元的管道式動(dòng)態(tài)混料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1中動(dòng)態(tài)螺旋隔板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的竹炭聚乳酸熔體直接紡絲工藝，包括以下步驟:
(I)、將丙交酯和竹香炭微粉加入到攪拌罐13內(nèi)進(jìn)行攪拌作業(yè)，其中竹香炭微粉的重量為丙交酯和竹香炭微粉的總重量的0.5?15%，攪拌20?40min，直到混合均勻； (2)、打開(kāi)攪拌罐13底部的第一閥門14，通過(guò)第一計(jì)量栗將丙交酯和竹香炭微粉的混合物經(jīng)第一管道15落入到初聚罐16內(nèi)進(jìn)行初步聚合作業(yè)，初步聚合作業(yè)為溫度為100?150°C，初步聚合作業(yè)的時(shí)間為I?2h，壓力為0.2MPa，初步聚合作業(yè)后，丙交酯和竹香炭微粉的混合物被聚合成為粘稠的聚乳酸竹炭熔體；
(3)、打開(kāi)初聚罐16底部的第二閥門17，通過(guò)第二計(jì)量栗將聚乳酸竹炭熔體經(jīng)第二管道18落入到終聚罐19內(nèi)進(jìn)行最終聚合作業(yè)，最終聚合作業(yè)為溫度為150?280°C，最終聚合作業(yè)的時(shí)間為I?6h，壓力為0.3MPa ；
(4)、打開(kāi)終聚罐19底部的第三閥門20，終聚罐19內(nèi)的聚乳酸竹炭熔體經(jīng)第三管道21排出，第三管道21上設(shè)有管道式動(dòng)態(tài)混料裝置22和第三計(jì)量栗23，第三計(jì)量栗23將聚乳酸竹炭熔體計(jì)量并輸送到紡絲箱體24內(nèi)；
(5)、