1、腈纶生产系统中定型设备的研究摘 要：本文介绍了目前在腈纶生产过程中定型机械的新工艺技术，同时对定型过程中的常见问题加以讨论。 关键词：腈纶 定型 机械 腈纶是成品中聚丙烯腈和丙烯腈的质量百分比大于 80%的丙烯腈共聚物，产品以合成纤维的形式出产。聚丙烯腈在一百多年前就已经被发现，但是制成纤维并批量制造成品是在二十世纪五十年代，腈纶纤维能产品化的转折点是二甲基甲酰胺溶剂的发现，此溶剂可以溶解聚丙烯腈得到聚丙烯腈纤维，到 2005 年，我国腈纶的生产 能力达到 786kt/a，由于聚丙烯腈纤维性能与羊毛很相似，而且弹性和保暖性由于羊毛，有“人造羊毛”的没成，腈纶具有柔软，膨松，易染，色泽鲜艳等特点
2、，同时还有耐光、抗菌、防虫蛀等优势，也可与其他天然纤维混合防治，如今已经广泛应用到服装，室内装饰，地毯等领域。 在腈纶纤维生产中，固定型状作为腈纶生产过程里重要的工序一部分。为了提高纤维的本身的质量，一直对固定型状工艺进行改进是非常重要的，为了加强固定型状的平均性，并为缩短后走理工序时候创造便利条件，我们在固定型状锅的设备结构和工艺控制的方法上作了一些改进，并得到初步效果。 一、干燥与非干燥化丝状致密成束对固定型状效果影响分析 湿法腈纶的固定型状是采用干燥致密化后丝状成束，以减少高温高压固定型状降低纤维性能，考虑到干法腈纶的纺丝工艺使纤维本身的致密化程度较高，如果干法腈纶未干燥致密化丝状成束固
3、定型状能获得与干燥致密化丝状成束固定型状基本一致的综合性能，则可以大大降低纤维的加工成本。未干燥致密化丝状成束固定型状后纤维物理机械性能差别不大，性能变异系数却较大，因为在毛条加工的生产过程中不顺利，条子在拉断前断裂较多，最终影响毛条的收缩率，未干燥致密化丝状成束由于其丝条本身存在过多的缺陷，固定型状时的高温，高压使得纤维分子内部的缺陷非但不能得到恢复，而且进一步被劣化，导致固定型状后丝状成束的不平均性变大。因此我们选用干燥致密化丝状成束进行固定型状加工，得到较好的固定型状效果，固定型状后丝状成束在加工和缩率得到满意的结果。 采用干法腈纶丝状成束的固定型状强度，能够生产出收缩率 28%以上的腈
4、纶毛条。毛条的收缩率取决于丝状成束的热固定型状强度，一定范围内毛条的收缩率随固定型状的温度及压力的提高而增加，但加大引起丝状成束物理机械性能的劣化的可能性，而不利于毛条收缩率的提高。采用双循环工艺减少了丝状成束在高温高压条件下受氧化影响，更好地保证丝状成束的本身的质量及表面的质量。在毛条加工过程中，适当的热温度、热牵伸倍数及较慢的牵伸速度，有利于丝状成束大分子充分伸展，并聚集足够的内张力，获得毛条最佳收缩率。 二、腈纶丝汽蒸固定型状检测技术的研究 汽蒸固定型状是腈纶生产线后纺的另一个关键工艺步骤，拉丝点位置控制的好坏直接影响到腈纶丝的质量，对拉丝点位置的准确检测是控制的首要条件。提出将基于 C
5、CD 图像传感器的机器视觉技术应用于拉丝点位置的检测，仿真，此方法可以在汽蒸固定型状的特殊工作条件下有效地检测出拉点的位置。这样做创新是将机器视觉技术引入到腈纶生产中。起初的金属挡板方法不利于人员进行监测，且在高温高压的饱和蒸汽中金属容易被腐蚀。超声波检测方法通过固定型状锅内温度、压力的改变，但是并不能无法达到理想的效果，在高温高压的环境下不适用。一般的工业摄像机也很难在这种条件下工作运行，但使用特种镜头来获取图像，再通过光纤将图像信息传输到固定型状锅外的 CCD 摄像机上，能有效解决工作条件特殊的问题。采用数学形态学的开、闭运算，有效的去除了普通滤波方法无法去除的大的噪声。机器视觉极适用于大
6、批量生产过程中的测量、检查和辨识。随着硬件性能的提高和成本的降低、新算法的提出以及腈纶工业对检测精度要求的提高，机器视觉技术必将在腈纶工业中得到越来越广泛的应用。 三、腈纶针织物轧光规格型状不固定现象的研究 解决腈纶针织坯布轧光规格不确定的问题，可采取改进轧光机气箱的排气装置。将单层进气管改为双层进气管，使坯布在两层进气管中间通过。使蒸气直接与坯布相互作用，可使布面温度提高。当气箱温度在99 时，布面温度达到 80-85，坯布膨化程度适应固定型状要求。因此，提高轧光前的气箱温度，保证坯布在气盖膨化状态下进人撑板，是解决腈纶针织物轧光规格不固定型状的有效措施。 四、双环循的工艺的应用 要想提高固
7、定型状效果，固定型状过程反复抽真空和进汽，可以防止残留空气接近产品。真空和蒸汽可以减少空气的压力，使蒸汽在锅内平均地渗入纤维内部，有利于纤维内应力的消失，使纤维充分收缩，提高纤维本身的质量。双循环比单循环提高作用，经过两次反复处理，内外差距降低，而使纤维的固定型状更趋平均。为了增加锅内温度的平均性，间接蒸汽、直接蒸汽的管道和散热器的分布，因考虑到丝状成束在箱内进行固定型状时，底部丝状成束温度高，所以效果差，间接蒸汽散热器提高底部加热面积，改变锅底直接蒸汽喷射管，减少底部湿度。对直接蒸汽喷射口的方向、喷射角、孔径、孔眼的分布进行重新考虑、安排，提高锅内热量和丝状成束受热的平均性。 固定型状时，需
8、要防止抽真空或排汽时产生的两次蒸汽接触锅内的丝状成束表面，造成丝状成束含水不平匀，因此固定型状的蒸汽冷凝水需要随时排空。采取自动排放，并将动作编入程序，且在锅体外底部装一只冷凝水贮集器，与锅体用管道连接，随时将冷凝水收集，通过操作程序排放，不使锅底积存冷凝水。固定型状锅两侧配有四个抽吸口，提高抽真空的平均性。 五、结语 我国腈纶生产能力目前占世界首位，成年行销世界各地，但是也应该看到，我国腈纶生产机械制造业还比较薄弱，很多关键环节的设备还需要进口，定型过程作为腈纶生产过程中的关键环节，对腈纶的产品质量，下游加工难度，与其他纺织物配合生产等过程意义重大，不断提升制造水平，改进生产工艺是提升我国腈纶工业整体水平的重要手段之一，以上这些处于国际领先地位的技术工艺如果得到广泛应用，会给我国腈纶工艺带来的生产效率和经济效益带来显著的提升， 参考文献 1张雅娟，陈亚东.汽蒸定型法提高干法腈纶毛条的收缩率.宁波大学学报（理工版）.2005，03 01（18）：114-117 2慕昱，基于 CCD 的腈纶丝汽蒸定型锅拉丝点位置检测系统研究哈尔滨工业大学 2006，06：39. 3宋雪飞， 睛纶系统中定型设备常见故障及处理方法. 林省第七届科学技术学术年会：211
