【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于高性能纖維生產(chǎn)，具體涉及一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、聚對(duì)苯撐苯并二噁唑(pbo)纖維是目前綜合性能最好的高性能有機(jī)纖維，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫和高阻燃的特點(diǎn)，纖維強(qiáng)度可達(dá)到5.8gpa，高模纖維模量280gpa，極限氧指數(shù)(loi)為68，最高分解溫度可達(dá)650℃，被譽(yù)為21世紀(jì)的超級(jí)纖維。pbo纖維及其復(fù)合材料在民用領(lǐng)域、防彈抗沖擊材料、武器裝備等軍用、航空航天領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。因此，pbo纖維及其纖維增強(qiáng)復(fù)合材料一直作為軍民領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
2、pbo纖維采用多聚磷酸作為溶劑，多聚磷酸在pbo聚合反應(yīng)中既作為溶劑又起到引發(fā)劑作用。pbo紡絲原液經(jīng)過(guò)噴絲組件噴出后進(jìn)入凝固浴中凝固成型，此時(shí)pbo纖維內(nèi)部溶劑仍含有大量磷酸溶劑。從凝固浴出來(lái)的初生纖維需要經(jīng)過(guò)堿洗和水洗流程將纖維內(nèi)部殘留磷酸去除。pbo纖維在堿洗程序中是一個(gè)雙擴(kuò)散的過(guò)程。堿洗液溫度和濃度對(duì)磷酸的脫除和纖維最終性能具有至關(guān)重要的作用。
3、pbo為芳雜環(huán)剛性鏈大分子結(jié)構(gòu)，聚合物特性粘度高，纖維可紡性差，紡絲原液經(jīng)過(guò)凝固液后表面容易結(jié)皮，存在磷酸溶劑難以從纖維內(nèi)部去除等問(wèn)題，制約了纖維耐老化和力學(xué)性能的提升。如何解決上述問(wèn)題成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備。該設(shè)備為兩級(jí)堿洗裝置，并設(shè)置有溫度傳感器和堿液濃度計(jì)，配備了溶劑濃度調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)時(shí)檢測(cè)堿液濃度與溫度。實(shí)現(xiàn)了pbo纖維內(nèi)部溶劑
2、一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，該設(shè)備由兩級(jí)堿洗裝置組成，其中，一級(jí)堿洗裝置與二級(jí)堿洗裝置均由堿洗箱體、堿液儲(chǔ)存槽、堿液補(bǔ)充槽組成。
3、其中：堿洗箱體中設(shè)置有第一導(dǎo)絲輥筒和第二導(dǎo)絲輥筒；在第一導(dǎo)絲輥筒和第二導(dǎo)絲輥筒構(gòu)成的斜面上方設(shè)置堿液噴淋管；堿洗箱體底部出口位置設(shè)置有第一溢流擋板。
4、堿液儲(chǔ)存槽設(shè)置有溫度傳感器、堿液濃度計(jì)以及加熱裝置；堿液儲(chǔ)存槽通過(guò)進(jìn)水管路連接堿洗箱體的堿液噴淋管，通過(guò)回水管路連接堿洗箱體底部出口。
5、堿液儲(chǔ)存槽廢液出口通過(guò)管路與廢液槽相連，管路上設(shè)置有閥門。
6、堿液補(bǔ)充槽與堿液儲(chǔ)存槽通過(guò)管路相連。
7、優(yōu)選的，所述的堿洗箱體底部出口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。過(guò)濾網(wǎng)可以過(guò)濾一些雜質(zhì)，可以及時(shí)清理。
8、優(yōu)選的，所述的一級(jí)堿洗裝置的纖維進(jìn)口位置設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)絲棒，一級(jí)堿洗裝置的纖維出口位置設(shè)置出口導(dǎo)絲棒。
9、優(yōu)選的，所述的第一溢流擋板高度與第二導(dǎo)絲輥筒一半高度相當(dāng)。該設(shè)置可使第二導(dǎo)絲輥筒的下半部分始終浸沒(méi)入堿液中，使纖維在堿液中洗的更加充分，更好的除去纖維中殘留溶劑。
10、優(yōu)選的，所述的堿液儲(chǔ)存槽的進(jìn)水管路上設(shè)置有水泵或/和流量計(jì)；回水管路上設(shè)置有閥門。
11、優(yōu)選的，所述的堿液補(bǔ)充槽與堿液儲(chǔ)存槽之間的管路上設(shè)置有水泵或/和流量計(jì)。
12、優(yōu)選的，所述的堿液儲(chǔ)存槽廢液出口處設(shè)置有第二溢流擋板。
13、優(yōu)選的，所述的第一導(dǎo)絲輥筒可調(diào)整其傾斜角度，更優(yōu)選的，可調(diào)整角度為±1～10°(沿第一導(dǎo)絲輥筒和第二導(dǎo)絲輥筒平面方向)。通過(guò)改變第一導(dǎo)絲輥筒的傾斜角度，可調(diào)整纖維在輥筒表面纏繞的圈數(shù)，第一導(dǎo)絲輥筒往左上方傾斜(遠(yuǎn)離第二導(dǎo)絲輥筒方向)的角度越大，纖維可在輥筒表面纏繞的圈數(shù)越多，停留時(shí)間越長(zhǎng)，第一導(dǎo)絲輥筒往右下方傾斜(靠近第二導(dǎo)絲輥筒)的角度越大，纖維在輥筒表面纏繞的圈數(shù)越少，停留時(shí)間越短。
14、優(yōu)選的，一級(jí)堿洗裝置的堿液儲(chǔ)存槽中堿液濃度為1～8％，二級(jí)堿洗裝置的堿液儲(chǔ)存槽中堿液濃度為0.1～2％。根據(jù)纖維內(nèi)部溶劑相分離原理，采用兩種不同濃度梯度堿洗槽對(duì)pbo纖維進(jìn)行堿洗，避免初生纖維經(jīng)過(guò)堿洗后過(guò)早結(jié)皮，影響纖維內(nèi)部磷酸溶劑的擴(kuò)散。
15、優(yōu)選的，堿洗液的溫度范圍為20～70℃。
16、采用本技術(shù)的pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，具體工作流程如下：
17、pbo紡絲原液經(jīng)過(guò)紡絲系統(tǒng)和凝固成型后成為初生纖維，將初生纖維牽引經(jīng)過(guò)進(jìn)口導(dǎo)絲棒后繞到一級(jí)堿洗裝置的堿洗箱體的第一導(dǎo)絲輥筒和第二導(dǎo)絲輥筒上，堿液經(jīng)過(guò)堿液噴淋管對(duì)纖維進(jìn)行清洗，纖維中的磷酸溶劑與堿液發(fā)生相互作用，發(fā)生擴(kuò)散。具體循環(huán)方式為，堿液儲(chǔ)存槽內(nèi)堿液通過(guò)水泵和流量計(jì)經(jīng)由堿液噴淋管進(jìn)入堿洗箱體中，堿液與初生纖維持續(xù)接觸，當(dāng)堿洗箱體中堿液液位達(dá)到第一溢流擋板高度后，開(kāi)始回流進(jìn)堿液儲(chǔ)存槽中，這個(gè)過(guò)程中堿液濃度不斷降低，當(dāng)?shù)陀跐舛仍O(shè)定最低值時(shí)，堿液補(bǔ)充槽的高濃度堿液開(kāi)始進(jìn)入到堿液儲(chǔ)存槽中，當(dāng)達(dá)到濃度設(shè)定最高值時(shí)，停止補(bǔ)充堿液，補(bǔ)充過(guò)程中當(dāng)堿液液位高于第二溢流擋板時(shí)，多余的堿液進(jìn)入到廢液槽中。
18、纖維經(jīng)過(guò)一級(jí)堿洗裝置出口導(dǎo)絲棒后，進(jìn)入到二級(jí)堿洗裝置，同樣在導(dǎo)絲輥筒上纏繞進(jìn)行噴淋清洗，繼續(xù)完成內(nèi)部磷酸的擴(kuò)散和逸出，堿液循環(huán)過(guò)程與一級(jí)堿洗裝置一致，最后經(jīng)過(guò)二級(jí)堿洗裝置出口導(dǎo)出纖維完成堿洗程序。初生纖維從二級(jí)堿洗裝置出來(lái)后，進(jìn)入后續(xù)工藝環(huán)節(jié)。
19、本技術(shù)中，堿液儲(chǔ)存槽中分別設(shè)置了溫度傳感器和堿液濃度計(jì)以及加熱裝置，用于檢測(cè)和控制堿液儲(chǔ)存槽中堿液的溫度和濃度值，從而保證堿液的濃度和溫度的穩(wěn)定性，有利于磷酸溶劑從纖維內(nèi)部更快、更穩(wěn)定的脫除。
20、堿液儲(chǔ)存槽與堿洗箱體、堿液補(bǔ)充槽直接管道相連，該堿洗循環(huán)裝置可以實(shí)現(xiàn)堿液濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)，堿液自動(dòng)補(bǔ)充，且這些可以進(jìn)一步利用現(xiàn)有技術(shù)(例如plc)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
21、綜上所述，本技術(shù)提供的pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)不同濃度的堿液對(duì)纖維進(jìn)行清洗，該設(shè)備可以調(diào)節(jié)pbo纖維在堿洗液中的停留時(shí)間，調(diào)節(jié)堿洗流量，加速堿洗液的流動(dòng)，促進(jìn)纖維與堿液的接觸，增加堿液與纖維的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高去除溶劑效果。堿洗箱體第二導(dǎo)絲輥筒下半部分浸泡入堿液中，實(shí)現(xiàn)了纖維內(nèi)部溶劑的及時(shí)擴(kuò)散、逸出和稀釋。
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1.一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備由兩級(jí)堿洗裝置組成，其中，一級(jí)堿洗裝置與二級(jí)堿洗裝置均由堿洗箱體(1)、堿液儲(chǔ)存槽(6)、堿液補(bǔ)充槽(14)組成；其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，堿洗箱體(1)底部出口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，所述的一級(jí)堿洗裝置的纖維進(jìn)口位置設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)絲棒(16)，一級(jí)堿洗裝置的纖維出口位置設(shè)置出口導(dǎo)絲棒(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，所述的第一溢流擋板(4)高度與第二導(dǎo)絲輥筒(18)一半高度相當(dāng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，堿液儲(chǔ)存槽(6)的進(jìn)水管路上設(shè)置有水泵(10)或/和流量計(jì)(11)；回水管路上設(shè)置有閥門(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，堿液補(bǔ)充槽(14)與堿液儲(chǔ)存槽(6)之間的管路上設(shè)置有水泵或/和流量計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，所述的第一導(dǎo)絲輥筒(2)可調(diào)整其傾斜角度，可調(diào)整角度為±1～10°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PBO纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，一級(jí)堿洗裝置的堿液儲(chǔ)存槽中堿液濃度為1～8％，二級(jí)堿洗裝置的堿液儲(chǔ)存槽中堿液濃度為0.1～2％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備由兩級(jí)堿洗裝置組成，其中，一級(jí)堿洗裝置與二級(jí)堿洗裝置均由堿洗箱體(1)、堿液儲(chǔ)存槽(6)、堿液補(bǔ)充槽(14)組成；其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，堿洗箱體(1)底部出口設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，所述的一級(jí)堿洗裝置的纖維進(jìn)口位置設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)絲棒(16)，一級(jí)堿洗裝置的纖維出口位置設(shè)置出口導(dǎo)絲棒(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，所述的第一溢流擋板(4)高度與第二導(dǎo)絲輥筒(18)一半高度相當(dāng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種pbo纖維堿洗循環(huán)清洗設(shè)備，其特征在于，堿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉群，孟昭瑞，梁晨，肖作旭，彭憲宇，白金旺，張殿波，劉宗法，郭程，鐘蔚華，陳湘棟，代勇，劉薇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東非金屬材料研究所，
類型：新型
國(guó)別省市：
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