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利用废弃聚酯生产棉型涤纶短纤维
文章来源:中国纤维网   添加人:service4   添加时间:2022-5-19

在当今石油资源短缺,环境污染日趋严重的情况下,废弃聚酯资源回收与开发利用技术项目节约了能源,而且减少了白色污染,保护了环境。济南合成纤维厂在7500t/y设备上,利用废弃聚酯瓶片纺制0.156tex棉型涤纶短纤维的生产获得成功,生产的纤维可以达到部颁标准。  

  当前我国石油化工产业发展迅猛,伴随着经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,聚酯产品在工业和民用领域越来越广泛,尤其在民用领域作为新型包装材料正逐渐替代玻璃制品,进入人们日常生活中,聚酯消耗量日益加大,与此同时也带来了资源问题与白色环境污染问题。利用废弃聚酯生产棉型涤纶短纤维具有可行性,其生产设备工艺流程、工艺参数选择与效果分析如下。  

  生产工艺流程  

  原料  采用废弃聚酯瓶片、泡料及摩擦料。  

  主要设备  采用HV452A-12纺丝机及LHV903后处理设备,联机年产7500t。  

  工艺流程  瓶片、泡料、摩擦料→配比混合→转鼓干燥→纺丝→卷绕→落桶→集束→拉 
伸→紧张热定型→卷曲→松驰热定型→切断→打包。  

  主要纺丝及后处理工艺条件  

  纺丝速度1250m/min  

  熔体温度276℃  

  FR-1转速1650r/min,FR-2转速1660r/min,SR转速1910r/min  

  原丝纤度0.554tex  

  后加工集速总分特11.111×104tex  

  DF-3蒸汽压力1.0~1.2MPa,HF蒸汽压力1.2MPa  

  总牵伸倍数4.041  

  原料的配比混合  

  所用的主要原料瓶片是回收的废弃聚酯饮料瓶及包装材料等,经简单清洗后再粉碎、精洗、烘干而成。由于瓶片较薄、蓬松,加之瓶片粘度较高而熔点较低,进入螺杆熔融挤出不利于螺杆各区温度控制,易造成螺杆挤出不足及纺丝压力不稳定,从而影响生产的正常运行。通过添加适当比例的由废弃聚酯生产的泡料和摩擦料的方式,再配合适当螺杆温度控制,解决了这一难题,既保证了螺杆挤出压力稳定,又改善了瓶片的可纺性。经过多次试验,瓶片、泡料、摩擦料按3︰1.3︰0.7比例混合均匀配料,实践证明,原料混合比例适当,螺杆运转稳定,熔体质量均匀,保证了生产的正常运行。  

  纺丝温度的选择  

  熔体温度作为一项重要的纺丝工艺,直接影响到纺丝质量和生产操作。控制好适当的螺杆各区温度,或者控制熔体输送温度、箱体温度等参数,其目的是为了使切片很好地熔融,聚合物的降解尽可能小,且使熔体具有恒定而适宜的温度。若熔体温度过高,热降解大,则会造成注头丝;若温度过低,则易使熔体剪切应力上升,从而造成硬丝,给纺丝生产带来困难,并影响初生纤维质量。由于瓶片和聚酯切片相比熔点较低,粘度较高,再加之3种原料的熔点、粘度都有差异,更应严格控制熔体温度。经过多次试验,将熔体温度控制在276℃左右,纺丝温度适宜,初生纤维质量好。  

  冷却成型工艺的控制  

  聚酯熔体是一种较为典型的非牛顿流体,纺丝时其出口膨化现象较为明显,故必须对其进行冷却,以得到断面均匀、卷重稳定、后牵伸性能良好的初生纤维。所以冷却成型工艺的成功控制,也是试纺成功获取良好初生纤维的关键一环。由于原料是由瓶片、泡料、摩擦料3种废弃聚酯混合而成,而3种原料的粘度差异较大,熔点也不一样,造成在熔融过程中粘度不同,故必须严格控制冷却成型工艺,才能制得具有均匀断面、良好可牵伸性的初生纤维。在试纺过程中,经过多次试验,将风速由切片纺时的1.3±0.1m/s降低至1.1±0.1m/s,风温控制在25±1℃。生产实践证明,试纺过程中冷却成型工艺控制适当,所得初生纤维的质量较好,为后处理生产顺利进行,保证成品的纤维质量,创造了条件。  

  后拉伸工艺的控制  

  后拉伸对涤纶短纤维的结构和性能影响较大。纤维的拉伸过程是一个放热过程,经拉伸后取向度增加,高序态含量增加,反映到物理性能上则是单丝变细,强力提高,伸度下降。因此,拉伸过程中工艺控制好坏,直接影响成品纤维质量。由于瓶片等原料熔点偏低,粘度降解较大,如果采用切片纺拉伸工艺势必会影响牵伸的可纺性,造成毛丝、断丝、缠棍增多,恶化操作条件,影响产品质量,对此,我们经过现场试验,大幅度降低油浴温度,将油浴温度由切片纺的70℃降低至6O℃,使纤维丝束内外层受热均匀,同时,适当调整DF-3与HF的蒸汽压力,将DF-3蒸汽压力控制为1.0~1.2MPa,HF蒸汽压力为1.0MPa,并对前纺生产工艺和后加工牵伸倍数等工艺作相应调整,所制得成品纤维各项物理机械指标均达部颁标准,产品质量稳定。  

  该产品的试纺成功,不仅节约资源,而且减少了白色污染,保护了环境,具有较好的经济效益和社会效益。

 
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