干法成型聚丙烯腈纤维的后加工技术探讨

干法成型的后加工可分为水洗牵伸和后处理。

（一）水洗牵伸

从纺丝来的原丝经集束后进入水洗牵伸机，丝束从牵伸机出口挤压辊引出到上油辊进行上油，上油后的丝束进入丝束罩进行冷却，然后丝束经汽蒸箱加热进入卷曲机进行卷曲，卷曲后的丝束由冷却输送机送至摆丝装置，把丝束铺到盛丝桶里，再进行汽蒸和卷曲。

水洗牵伸主要有三项任务：一是将残留在原丝中的溶剂（DFM）从原丝中析出，这个过程是在水洗牵伸机中完成的；二是提高纤维的力学性能，原丝经牵伸和卷曲等工序，达到纺织纤维要求的强度、抱合力等指标；三是给丝束上油，提供纤维需要的附着力和结合力，以适应纺织加工的需要。

水洗拉伸机是一个很大的钢制箱体（图5-17），箱体的底部分成10个槽，每个槽子内设有导轮以引导丝束通过。热的去离子水自第10个槽通入，与丝束逆向流动，连续流过每个槽，对丝束内的溶剂进行萃取洗涤。含有10%～30%溶剂的洗涤水自第一槽溢流出来，导入回收车间进行溶剂回收。

图5-17　干纺聚丙烯腈的水洗、拉伸和卷曲流程示意图

1-丝束桶　2-水洗拉伸机　3-给油机　4-集束导辊　5-蒸汽箱　6-卷曲机　7-冷却输送带　8-输送带　9-卷曲丝束桶　10-导辊　11-丝束检测器

牵伸是通过依次增大牵伸辊的速度完成的。丝束在第1～第6槽内被拉到紧张状态，在第7～第10槽中完成牵伸倍数。牵伸过程必须在链段和大分子链发生运动的基础上来完成。因此，牵伸一定要在高于玻璃化温度（Tg）的温度下进行。用水作为牵伸介质时得到纤维的机械性能较好。牵伸后的丝束垂直供给卷曲机，在卷曲箱内丝束进行卷曲。卷曲后的丝束由冷却输送机送至摆丝装置。在输送过程中，与逆流空气交换热量，使丝束冷却以固定卷曲度。摆丝装置把每根丝铺放到盛丝桶里。

影响水洗牵伸的主要因素有：温度、时间、张力、水流量等。温度对水洗牵伸影响较大。提高温度，分子运动能力增大，扩散作用也增强，水洗牵伸效果好。但水温过高，热耗和蒸汽用量随之增大；牵伸时间越长，水洗牵伸效果越好；牵伸张力与牵伸倍数有关，牵伸倍数一般在2.2～6.0倍之间；洗涤水流量大，水洗效果好，但回收负荷大，故要控制水量能使丝束中残留溶剂含量达到要求范围即可。

丝束汽蒸的目的是通过常压蒸汽加热丝束，使其温度达到卷曲所需温度。丝束汽蒸是在汽蒸箱里进行的。汽蒸箱位于叠丝被动辊和牵引辊之间，由一椭圆形截面的柱体产生，汽蒸箱沿长度方向分成两部分，中间带有凹槽以使丝束通过。两箱沿着后边装铰链，使丝束在开车时能穿过。凹槽的两个上表面钻有孔，使蒸汽沿软管进入两室，直接吹在丝束上。为使卷曲正常进行，温度必须控制在规定范围内。(www.xing528.com)

丝束卷曲的目的是为了增加聚丙烯腈纤维自身以及与棉、毛纺时的抱合力，改善其纺织加工性能，改善纤维的柔软性、弹性和保暖性等。自牵引辊来的丝束向下进入卷曲机，丝束通过一对辊，此辊压紧丝束并使丝束向下进入卷曲机箱。在卷曲箱出口有两个辅助辊，改变出口辊速度，可得到需要的背压。卷曲箱和底部辊的作用是给从卷曲机辊来的丝束以一定的阻力和空间，在此用蒸汽加热固定纤维上形成的卷曲。影响卷曲的重要工艺参数有丝束温度、卷曲机辊的间隙和压力，在卷曲箱内用来固定卷曲的蒸汽流量、顶部与底部辊的速度比等。

（二）后处理

1.长丝后处理工艺流程

在牵伸工段已经卷曲了的丝束落桶后送至后处理区域。丝束从四个盛丝桶里一齐拉出来，堆积在干燥机链板上。纤维在蒸汽靴下通过，在此纤维得到松弛，之后通过带风机的干燥机，用热空气（约130℃）干燥丝束，使丝束中的残余水分达到约0.5%。当干燥机链板上的丝束一从干燥机出口出现，干燥机出口的牵引辊就将丝束引出，然后，通过捻度去除导杆和捕结开关，准备装箱的丝束用摆丝装置喂入纸箱。丝束在纸箱里用气动压头压实，纸箱被捆扎，贴上标签并称重。这些纸箱送往仓库准备出厂。

准备送往毛条车间继续加工的长丝束，用牵引辊喂入盛丝桶，然后送往毛条车间。

2.短纤维后处理工艺流程

准备加工成短纤维的丝束盛丝桶放在湿切断机集束架下。四条丝束（合计40万～50万dtex）穿过导丝器，经过安装湿切断机及集束架的钢平台，集束成一股，经过张力架及捕结开关，丝束上油后进入切断机。根据工艺要求，把丝束切断成不同长度的短纤维。从切断机出来的短纤维落入干燥机喂入机，进行蒸汽松弛定型和干燥。干燥后的短纤维在干燥机出口借助一卸料辊刮下落到一横向输送带上，经过风送系统传送到打包机处，经设定的程序称重，由打包机成包后送往仓库，如图5-18所示。

图5-18　短纤状和丝束状干纺聚丙烯腈纤维的干燥上油流程示意图

1-丝束桶　2-切断机　3-短纤输送箱　4-丝束平铺辊　5-蒸汽室　6-风扇　7-加热区　8-张力辊　9-喷油泵　10-计量泵　11-集捕器　12-短纤打包机　13-输送带　14-成品丝束桶