纺织工业粘胶制备工艺技术分析

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纺织工业粘胶制备工艺技术分析
作者:李凤武高晶
来源:《中国化工贸易·上旬刊》2016年第11期
摘要:粘胶纤维在工业方面主要是利用它具有高强度,耐热性好和能够进行化学改性等特点。

本文结合生产实际,分析了粘胶制备的工艺,阐述了生产特点,供同行参考借鉴。

关键词:粘胶生产;工艺分析;质量控制
经济在发展,粘胶需求也在不断增强,无形中纺织工业生产中粘胶的制备也受到了极大地关注,企业将制备粘胶的主要任务定在了提高质量,增加产量,降低能源消耗的工艺环节上。

经过多年的车间生产实践,在生产粘胶控制的过程中积累了一定的经验,只供与同行共同交流和探讨。

1 粘胶制备概念介绍
工业纺织中粘胶的制备是把浆粕在氢氧化钠溶液中浸渍生成碱纤维素,逐步经过老成、冷却输送至黄化机中,再经过和碱液等反应生成纤维素黄酸酯粘性流体,经过过滤、熟成等环节除去其中的杂质等,达到一定的熟成度聚合度制成粘胶。

2 粘胶制备工艺流程
现在纺织工业中采取的粘胶制备工艺流程是送粕→喂粕→浸渍→压榨→ 粉碎→老成→ 称量→ 黄化→ 研磨→ 溶解→熟成→ 脱泡→ 熟成→ 二道过滤→脱气罐→纺丝机。

本文结合实际对部分生产工艺做详细分析介绍。

浸渍。

这个环节的作用主要是把浆粕浸在碱液中发生碱化作用,同时在碱的作用下把纤维素发生溶胀增加反应性能。

浆粕与碱液发生反应的时间很短,浸渍时间是考虑半纤溶出的时间。

如果是压榨机出现故障,浸渍时间会相应延长,时间延长越多,碱纤维素降聚越大,粘度值越低。

如果半纤含量很高的浆粕浸渍时间相对来说就要延长,吸碱值低;如果膨润度小的浆粕时间要适当变长,反之应短,浆粥浓度低,浸渍时间稍短。

没有特别注明条件的情况下,一般地浸渍时间应该控制在30分钟。

压榨。

浆粕经过浸渍桶、浆粥桶等完成浸渍过程以后,通过浆粥泵把浆粥从桶内输送到压榨机,将多余的碱液压出来。

一压后的碱纤中甲纤含量不得低于26%,含碱量16%左右。

压榨后的碱纤维素经过粗粉碎送到二次浸渍桶,经二次浸渍后送到二次压榨机,压榨后的碱纤中甲纤含量不得低于30%,含碱控制在14%左右。

压榨倍数高时,碱纤维素含有较多的碱,半纤维素和水在粉碎时容易结块;过量的碱使黄化时CS2和NaOH的付反应增大;过量的碱并会阻碍CS2向碱纤维素内部扩散,造成纤维素黄酸酯结块,黄化不均匀;过量的半纤维素参与黄化反应,由于半纤维素消耗CS2更多更快,造成黄化不均匀和不完全,均能使溶解困难,粘胶过滤性能变差。

压榨倍数过低时如果碱纤维素被压的过紧,造成粉碎性能不好,也会影响到粘胶过滤性能。

实践证明,压榨倍数应在2.5-3.8范围内,以2.7为最佳。

粉碎。

粉碎环节分为粗粉碎和细粉碎。

粗粉碎是将压榨的碱纤打碎输送到细粉碎。

细粉碎则是将碱纤再次充分粉碎,达到一定的粉碎度使之蓬松,有利于下一步的老成。

其中,在浸渍和粉碎这两个过程中都涉及到对粘度的影响。

事实上,碱纤维素的氧化降聚过程从浸渍就开始,由于浸渍时碱液充满在碱纤维素周围,存在于碱纤维素周围的空气很少,因此氧化作用较小,而且浸渍时间在40—50分钟间,时间短,因此碱纤维素聚合度下降较小,粘度变化也比较小。

老成。

老成的目的是碱纤在一定的时间和温度内和空气中的氧气发生氧化降解,得到具有一定聚合度的碱纤维素。

在老成阶段需要注意,浸液温度升高,碱纤维素温度高则降聚快,老成要适当降温。

老成的作用是降低纤维素的聚合度,但需要注意的是,如果一开始就用低聚合度浆粕,浸渍时除去低聚合度的纤维素就会增多,纤维素得率就降低,这在经济上是不合算的。

如果在采用老成工序除了将原料纤维素的聚合度从760-1000降低约1/2-1/3,获得适当粘度的粘胶,保证顺利进行纺丝外,由于碱纤维素再老成过程中放置一定时间,可使压榨后碱纤维素均匀化,有利于聚合度的均匀化,从而获得均匀的成品质量。

黄化。

黄化是让碱纤维素在一定温度、压力下与二氧化碳反应生成纤维素黄酸酯的一个过程,也是粘胶生产的关键步骤,是固态碱纤转化为液态粘胶的过程,粘胶的甲纤,含碱达到一定的工艺要求,过滤值在25以上,黄化时间30分钟以上,酯化度在40以上。

黄化工艺常用的方法是干法、湿法和干湿结合法。

黄化投料时不加减,在黄化结束时再加碱。

黄酸酯出现黄色颗粒时则表明反应均匀,能制得酯化度较高的粘胶,很容易操作和控制。

这是干法。

所谓的湿法是在投料时碱一次性加完,二硫化碳和碱液对碱纤维素由外及里反应,这个方法的特点是反应均匀,溶解良好。

干湿法是在投料时加入部分碱液,在黄化结束时再加入剩余的碱液进行初步溶解。

与湿法黄化相比较而言可以提高黄化时主副反应比值,提高了酯化度。

判断黄化反应结束的依据是通过压力曲线,在黄化中温度和压力慢慢上升,到反应完毕后压力曲线会拐点,此时压力下降,这时候是黄化反应的终点。

这个过程需要保证在半小时后
以上的时间。

如果遇到特殊情况应到黄化机的视镜观察物料的变化,如果物料变成淡桔黄色,有粘结现象时应是终点。

纺丝成形。

在同一浴中完成凝固和分解的方法称单浴法纺丝。

粘胶长丝用单浴法纺丝。

在一浴内凝固而在另一浴中分解再生的方法称二浴法纺丝。

强力丝或短纤维一般用二浴法纺丝。

为改善纤维的某些性能,也有采用三浴法、四浴法甚至五浴法的。

凝固浴是硫酸和硫酸锌的水溶液,各组分的含量因纤维品种而不同。

参考文献:
[1]钱一梅,陆占波.粘胶制备工艺中脱泡工序性能改进,中国新技术新产品,2015(09).。