一種碳纖維原絲水洗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及溶劑紡絲纖維水洗方法領域，具體涉及一種碳纖維原絲水洗方法。
【背景技術】
[0002]碳纖維作為一種新型無機纖維材料，既具有碳材料的固有本性，又具有紡織纖維的柔軟可加工性，具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)異性能，不但可以作為結(jié)構(gòu)材料承載負荷，又可以作為功能材料發(fā)揮作用，是發(fā)展航空、航天、導彈火箭等尖端技術不可缺少的結(jié)構(gòu)材料和耐腐蝕材料，也是民用工業(yè)更新?lián)Q代的新型材料。在碳纖維生產(chǎn)過程中，國內(nèi)外眾多學者認為，高性能PAN原絲是制備高性能碳纖維的關鍵。PAN基碳纖維原絲是PAN基碳纖維的前驅(qū)體，其生產(chǎn)過程中，水洗溫度過高易引起并絲現(xiàn)象，影響后期牽伸；水洗水用量過大，不利于生產(chǎn)單耗的下降，大大加大了生產(chǎn)的成本；水洗后溶劑殘留量過高，不僅會使纖維單絲之間在加工過程中易發(fā)生并絲現(xiàn)象，而且在烘干段殘留的溶劑會對纖維起到一定的破壞作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術問題，把發(fā)明采用的技術方案如下:
為克服現(xiàn)有碳纖維原絲水洗效率低，溶劑殘留量高的問題，本發(fā)明提供了一種溶劑紡絲纖維水洗方法，實現(xiàn)了低溶劑殘留原絲的生產(chǎn)，并大大減小了水洗脫鹽水的用量。
[0004]為解決該技術問題所采用的技術方法是:通過增加水洗槽內(nèi)的機械震動方式，增大了水洗水與纖維絲束間的接觸和相對運動，大大提高了水洗效率。具體為:在水洗槽內(nèi)設置有多孔盤管，可以實現(xiàn)脫鹽水噴出，開孔尺寸在5~20mm;將水洗用脫鹽水即作為水洗各段的加熱介質(zhì)，又將其作為水洗水的鼓泡震動介質(zhì)；采用V型、S型、波浪形等不同走絲方式，提高纖維絲束與水的接觸面和在水中的停留時間，加之1-3個機械拍打輥的震動，采用錐形定位器控制絲道寬度2-15cm，大大提高了絲束與水洗水的沖擊和接觸，提高了水洗效率。
[0005]所述的拍打輥為各種形狀輥體，如圓形、三角形，拍打輥為被動輥，由絲束帶動轉(zhuǎn)動。
[0006]所述的檔板安裝于絲道兩側(cè)，檔板位于槽內(nèi)液面以下。液面以下的導絲桿均為被動桿，由纖維絲束運動而帶動轉(zhuǎn)動。
[0007]所述的水洗水用量為單根絲用水量在20_50L/h，并以流量計均分至各個水洗槽內(nèi)。
[0008]所述的各水洗槽溫度控制在15_80°C，在該水洗方法下，水洗后絲內(nèi)溶劑殘留量0_50ppmo
[0009]這種水洗方法適用于碳纖維原絲濕法、干噴濕法水洗紡絲工藝及其他任何溶劑紡絲纖維水洗方法。
[0010]本發(fā)明優(yōu)點: (1)本發(fā)明一種碳纖維原絲水洗方法，巧妙的利用了水洗脫鹽水鼓泡震動和拍打輥結(jié)合機械震動，大大提高了水洗的效率，降低了水洗水的用量；
(2)通過利用走絲方式，提高絲束與水洗水的接觸面，并增加了絲束在水中的停留時間。從而提尚水洗的效率；
(3)改碳纖維原絲水洗方法適合任何碳纖維原絲濕法、干噴濕法水洗及其他任何溶劑紡絲纖維水洗工藝，具有一定的適普性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的水洗工藝流程示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的水洗槽內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的水洗走絲方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、2、3所示，一種碳纖維原絲水洗方法，在水洗槽I內(nèi)設置有多孔盤管2，可以實現(xiàn)脫鹽水噴出，開孔尺寸在5~20mm ;將水洗用脫鹽水即作為水洗各段的加熱介質(zhì)，又將其作為水洗水的鼓泡震動介質(zhì)；采用V型、S型、波浪形等不同走絲方式，提高纖維絲束與水的接觸面和在水中的停留時間，加之1-3個機械拍打輥3的震動，采用錐形定位器4控制絲道8寬度2-15cm，大大提高了纖維絲束與水洗水的沖擊和接觸，提高了水洗效率。
[0015]拍打輥3為各種形狀輥體，如圓形、三角形，拍打輥為被動輥，由纖維絲束帶動轉(zhuǎn)動。
[0016]檔板5安裝于絲道兩側(cè)，檔板5位于槽內(nèi)液面以下；液面以下的導絲桿6均為被動桿，由纖維絲束運動而帶動轉(zhuǎn)動。
[0017]水洗水用量為單根絲用水量在20_50L/h，并以流量計7均分至各個水洗槽I內(nèi)。
[0018]各水洗槽I溫度控制在15-80 °C，在該水洗方法下，水洗后絲內(nèi)溶劑殘留量0_50ppmo
[0019]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明:
實施例1
一種碳纖維原絲水洗方法，每個水洗槽內(nèi)拍打輥數(shù)量為2個，盤管開孔尺寸5mm，控制控制絲道寬度12cm，水洗溫度在45°C，水洗用水為單根12K絲201/h，絲束數(shù)目為4根，保證拍打輥轉(zhuǎn)動，絲道方式為V型絲道，所用絲束內(nèi)溶劑為二甲基亞砜。
[0020]測定水洗后絲內(nèi)二甲基亞砜殘留量，殘留量為35ppm。
[0021]實施例2
一種碳纖維原絲水洗方法，控制每個槽內(nèi)拍打輥數(shù)量為3個，盤管開孔尺寸10mm，控制絲道寬度10cm，水洗溫度在30°C，水洗用水為單根絲40/h，絲束數(shù)目4根，每個水洗槽流量計流量為20L/h，保證拍打輥轉(zhuǎn)動，絲道方式為V型絲道，所用絲束內(nèi)溶劑為二甲基甲酰胺。
[0022]測定水洗后絲內(nèi)二甲基甲酰胺殘留量，殘留量為25ppm。
[0023]上述具體實施例對本發(fā)明作了具體的描述，但是必須指出的是，本發(fā)明的所包含的內(nèi)容并不局限于此，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)范圍的前提下，可以對本發(fā)明作出各種修改、替換和變化，這些等同形式同樣屬于本權(quán)利要求書的限定范圍。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于步驟如下: (1)在水洗洗滌溶劑時通過機械裝置使纖維絲束產(chǎn)生震動，增加纖維與水的相對運動； (2)步驟(I)中的機械震動的方式為:在水洗槽內(nèi)增加多個拍打輥，或者將加熱的脫鹽水以鼓泡的形式加入進水洗槽內(nèi)，或者在水洗槽內(nèi)設置隔板、噴淋； (3)通過改變纖維絲束的走絲方式提高纖維絲束與水的相對運動，提高纖維絲束在水洗槽內(nèi)的停留時間，增大纖維絲束與水的接觸面；并通過走絲方式提高絲束與水的相對運動以此提高水洗效率； (4)控制絲道寬度，以此增加纖維絲束與水的接觸面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述步驟(2)中的水洗槽內(nèi)安裝有1-3個機械拍打輥，拍打輥為圓形或三角形輥體，拍打輥為被動輥，由絲束帶動轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述步驟(2)中水洗槽內(nèi)設置有多孔盤管，多孔盤管開孔尺寸在5~20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述步驟(3)中走絲方式為V型和/或S型和/或波浪形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述絲道兩側(cè)裝有檔板，檔板位于水洗槽內(nèi)液面以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述步驟(4)中絲道寬度為2-15cm，采用錐形定位器控制絲道寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:水洗水用量為單根12K絲用水量在20-50L/h，并以流量計均分至各個水洗槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:所述水洗槽溫度溫度為15-80°C，水洗后絲內(nèi)溶劑殘留量0-50ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于:改水洗方法用于碳纖維原絲濕法、干噴濕法水洗紡絲工藝及其他任何溶劑紡絲纖維水洗方法。
【專利摘要】一種碳纖維原絲水洗方法，其特征在于步驟如下：（1）在水洗洗滌溶劑時通過機械裝置使纖維產(chǎn)生震動，增加纖維絲束與水的相對運動；（2）步驟（1）中的機械震動的方式為：在水洗槽內(nèi)增加多個拍打輥，或者將加熱的脫鹽水以鼓泡的形式加入進水洗槽內(nèi)，或者在水洗槽內(nèi)設置隔板、噴淋；（3）通過改變纖維絲束的走絲方式提高絲束與水的相對運動；（4）控制絲道寬度，以此增加纖維絲束與水的接觸面積；本發(fā)明優(yōu)點是碳纖維原絲水洗效率高，溶劑殘留量低。
【IPC分類】D01F9-22, D01F11-12
【公開號】CN104805533
【申請?zhí)枴緾N201510134823
【發(fā)明人】陳秋飛, 劉棟, 金亮, 夏新強, 姚亮, 張克勤
【申請人】中復神鷹碳纖維有限責任公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月26日