氨綸螺旋絲解決方案討論

張星明，陶玉峰，張 曉

（連云港杜鐘新奧神氨綸有限公司，江蘇 連云港 222047）

氨綸生產(chǎn)工藝經(jīng)過30年國內(nèi)引進(jìn)生產(chǎn)，現(xiàn)已迭代升級到第四代，在設(shè)備升級、工藝優(yōu)化后，生產(chǎn)成本、質(zhì)量穩(wěn)定性都得到大幅度提升。但是，在氨綸產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，始終存在螺旋絲、蛛網(wǎng)絲、表中內(nèi)退繞張力不勻等問題。本研究將對氨綸干法紡絲連續(xù)聚合氨綸絲多孔絲產(chǎn)品存在的螺旋絲問題進(jìn)行成因分析，并對其解決辦法進(jìn)行討論。

在日常生產(chǎn)過程中，如果出現(xiàn)螺旋絲，生產(chǎn)與技術(shù)人員會第一時間檢查組件噴絲板是否清洗干凈（圖1）、安裝是否正確等，然后收集數(shù)量、持續(xù)性、規(guī)律性等信息并進(jìn)行分析。

如果經(jīng)跟蹤分析后，發(fā)現(xiàn)螺旋絲只是少量、定卷且持續(xù)出現(xiàn)，則主要問題為噴絲板或計量泵。如果是噴絲板問題就很容易解決，比如更換新噴絲板、新組件底座乃至計量泵；但是經(jīng)跟蹤分析后，發(fā)現(xiàn)螺旋絲 大量、不定卷且不間斷無規(guī)律地出現(xiàn)，則是系統(tǒng)問題。

1 氨綸生產(chǎn)工藝聚合配方

采用連續(xù)聚合與DMAC溶劑的干紡工藝，這套聚合工藝中有輔料添加工序，輔料中硬脂酸鎂（MG）的含量是螺旋絲產(chǎn)生的主要影響因素[1]，因不同氨綸廠家使用原料不同而存在含量的不同，但總體趨勢是MG含量少、易出現(xiàn)螺旋絲。如果MG含量過高，將導(dǎo)致卷繞過程中出現(xiàn)成型不良、蛛網(wǎng)絲及產(chǎn)品織造分絲等問題。因此，針對MG解決螺旋絲的問題，需要綜合考慮其他影響因素并最終達(dá)到合理含量。

圖1 噴絲板內(nèi)壁狀態(tài)

2 原液分子質(zhì)量分布

不同的氨綸生產(chǎn)工藝所匹配的可紡性分子質(zhì)量分布不盡相同，但是原液分子質(zhì)量分布過寬，必然會導(dǎo)致螺旋絲的出現(xiàn)[2]；分子質(zhì)量過大，將在原液中形成局部凝膠物，導(dǎo)致DMAC在甬道內(nèi)揮發(fā)過慢、分子質(zhì)量過小，將導(dǎo)致DMAC在甬道內(nèi)揮發(fā)過快；同時，原液分子質(zhì)量分布過寬，將導(dǎo)致原液經(jīng)過噴絲板擠壓噴出后漲大的比例千差萬別，絲在甬道內(nèi)的拉伸比不一致，最關(guān)鍵之處是，漲大比率不同，DMAC揮發(fā)速率不同，導(dǎo)致絲束表面溫度不同。這些不一致性必將導(dǎo)致復(fù)絲抱合時出現(xiàn)螺旋絲（圖2）。

因此，如何保證原液黏度（分子質(zhì)量）波動分布在合理的標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)是解決螺旋絲的核心工作，解決辦法如下。在聚合方面，在現(xiàn)有原料、設(shè)備及主工藝等基本不變的前提下，盡量滿足以下兩個要求：全線產(chǎn)品的紡絲操作性能良好并穩(wěn)定、紡絲產(chǎn)品的指標(biāo)必須符合或優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且產(chǎn)量穩(wěn)定，避免原液存放時間的大幅度波動[3]。在以上兩個要求得到滿足的條件下，逐步改善聚合條件：降低低聚物含量；控制反應(yīng)過程計量穩(wěn)定，調(diào)節(jié)黏度分布，提高原液均一性；控制原液存貯溫度及存放時間，避免溫度波動大于±0.5 ℃。

3 紡絲方面

3.1 噴絲板設(shè)計

噴絲板的規(guī)格是否與原液黏度及紡絲工藝相匹配，如果不匹配，將導(dǎo)致單絲在甬道內(nèi)DMAC揮發(fā)不穩(wěn)定、絲在甬道內(nèi)擺動導(dǎo)致某一根單絲與其他幾根復(fù)絲抱合點(diǎn)不同，導(dǎo)致復(fù)絲內(nèi)部張力不同形成螺旋絲；同樣，甬道內(nèi)部風(fēng)量的穩(wěn)定性及上、中、下部甬道風(fēng)量的出風(fēng)量也會導(dǎo)致抱合點(diǎn)不同形成螺旋絲。

3.2 夾套水溫度控制

組件底座夾套水溫控制穩(wěn)定、原液管線夾套水溫控制穩(wěn)定，其中，原液管線夾套水溫設(shè)定為聚合原液儲罐出口高3 ℃以上（圖3），因?yàn)樵航?jīng)過泵的移送及后續(xù)反應(yīng)溫度會緩慢上升[4]，如果夾套水溫與原液管內(nèi)的原液溫度偏差較大，就會導(dǎo)致原液表觀黏度有差異，差異足夠大就會使原液在擠出噴絲板的瞬間形成漲大比，與二甲基乙酰胺（DMAC）揮發(fā)不同[5]，形成張力差異，不同張力的絲合在一起后，必然形成蛛網(wǎng)絲。

圖2 三孔絲不同捻點(diǎn)與螺旋絲的關(guān)系

圖3 原液移送示意

4 結(jié)語

對于氨綸連續(xù)聚合干法紡絲過程中出現(xiàn)的螺旋絲問題，因形成因素較多，尤其是在大批量、無規(guī)律出現(xiàn)時，會給生產(chǎn)與技術(shù)人員增加大量非常規(guī)性的工作。以上所討論的一些現(xiàn)象和解決辦法都在筆者實(shí)際工作中遇到并得到了相應(yīng)的解決。這些方法如何應(yīng)用于不同廠家，則需要進(jìn)行對號排查，并進(jìn)行系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)收集和分析，以便減少工作量并保證產(chǎn)品質(zhì)量。