聚丙烯腈纤维湿法纺丝机优化

（一）纺丝机结构

目前我国聚丙烯腈纤维生产所用纺丝机主要为斜底水平式纺丝机，又称卧式纺丝机（图5-11）。它是一种单面式纺丝机，凝固浴从装有喷丝头的一端（前端）进入浴槽，与丝条并行流向浴槽的另一端（后端）。在成型过程中纺丝原液中的NaSCN不断扩散入凝固浴中，使浴液的浓度逐渐升高，较浓的浴液沉向槽底。如果是平底，就会在靠近后端的下部造成死角，使浴液浓度差异增大。斜底槽消除了死角，迫使较浓的浴液不停留地向前流动。

此外，聚丙烯腈纤维湿法纺丝也可采用立管式纺丝机。

（二）计量泵

由于聚丙烯腈纤维湿法纺丝大多用于生产短纤维，所以计量泵为大容量计量泵，每转容量高达100mL或更高。齿轮泵每分钟的输送量决定于泵的转速及每转的送液量，在正常情况下，计量泵的转速以不超过45r/min为好，过高的转速不仅会使齿轮泵的磨损增大，而且将使计量精确度下降。如果需要的供液量大，应选取每转供液量稍大的计量泵。转速过低（例如低于10r/min）则会导致计量泵的工作不稳定，供液量不均匀。

图5-11　斜底水平式纺丝机

（三）烛形过滤器

烛形过滤器是喷丝头前最后一道过滤，由滤头、滤栓、外壳以及连接头等组合而成。滤栓与外壳同心套在一起，滤栓是一条空管，表面有螺纹及通液的小孔，在其外面紧密地裹扎滤布。(www.xing528.com)

烛形滤器按滤液的流向可分为两种。一种是由栓内流至外壳，称为里进外出式、外流式或内压式；另一种是由外壳流入栓内，称为外进里出式，内流式或外压式。里进外出式易因捆扎线被崩断、滤布破裂而失去过滤作用，但它不会像外进里出式那样产生因滤布紧贴滤栓表面的沟槽而引起过滤面积减少，使烛形过滤器的进口压力大幅上升，甚至导致计量泵保险销折断。

（四）喷丝头

喷丝头孔数和孔径以及毛细孔的长径比对纺丝条件以及纤维的物理-力学性能有很大影响。孔径大小取决于纺丝方法，纺丝原液的组成和黏度，喷丝头拉伸以及成品单纤维所要求的线密度。通常湿法纺丝所用喷丝头孔径比熔纺喷丝孔小，为0.06～0.10mm。表5-3列举了目前聚丙烯腈纤维生产中常用喷丝头的孔数和孔径。

表5-3　聚丙烯腈纤维湿法纺丝常用喷丝头的孔数和孔径

喷丝头孔数的选择主要取决于纤维的总线密度和单纤维的线密度。喷丝头的形状多数为圆形，但也有矩形的或瓦楞形的。纺制短纤维时一般都用几万孔以至十几万孔的喷丝头，若制成一个圆形的喷丝头，则会因其直径过大，受压力时易于变形，所以可采用组合型喷丝头，如由12个2000孔的小喷丝头组合成24000孔的一个大喷丝头。

组合喷丝头的优点是制造方便，组装简单，若其中某一个小喷丝头的若干孔遭到损坏时，只需将坏的一个头子换掉而不需调换整个喷丝头。其缺点是组件直径太大易造成成型不均匀。

制作喷丝头的材料应具有足够高的力学强度，能长期使用而不变形；应不与纺丝原液或凝固浴发生化学作用，不发生腐蚀；应有良好的机械加工性能，打孔要光洁，不允许有伤痕或毛刺。