PPS聚苯硫醚短纤维生产线

聚苯硫醚Polyphenylene Sulfide (PPS) Fiber 是一种新型高性能热塑性树脂,具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。
作为高温耐腐蚀滤袋主导制造材料的聚苯硫醚纤维, 随着国家对粉尘和尾气等污染源的严格控制,在国内的市场需求在逐年扩大,大约20%以上的年增长速度,产品供不应求。作为我国急需的高性能纤维品种之一,高性能聚苯硫醚纤维受到了国内科技主管部门和产业界的广泛关注。
长期以来,纺丝用高纯度聚苯硫醚树脂的合成技术为国外公司垄断,许多技术难题阻碍了产业化、工程化技术的进程,国内的高温过滤领域滤袋的生产一直依赖进口聚苯硫醚纤维产品。为改变这种状况,国内很多科研机构和设备厂商对纤维级聚苯硫醚树脂的研制及其纤维产品和纺丝技术的开发。
张家港市腾翔机械制造有限公司与四川某公司对Polyphenylene Sulfide (PPS) Fiber聚苯硫醚短纤维生产线的一些技术难题和关键设备进行改造和更换,使聚苯硫醚短纤维的技术指标和性能有了大幅的提升。

聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚,是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂,聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5%),在125℃时发生结晶放热,玻璃化温度为150℃;熔点281℃。拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶,(增加至30%),如在130-230℃温度下对拉伸纤维进行热处理,可使结晶度增加到60-80%。因此,拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象,其熔点为284℃。随着拉伸热定形后结晶度的提高,纤维的密度也相应增大,由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34g/cm3,经热处理后则可达1.38g/cm3。成型收缩率:0.7% 成型温度:300-330℃。

PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时,还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。国内企业积极研发,并初步形成了一定的生产能力,改变了以往完全依赖进口的状况。但是,中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题,这些将是PPS下一步发展的重点。

我国主要聚苯硫醚(PPS)生产商产能及地区分布
企业
所在地
产能:万吨
新和成
浙江
0.5
四川得阳
四川
3.4
昊华鸿鹤
四川
3
伊腾高科
内蒙古
1
西域特种
甘肃
0.4
江苏瑞泰
江苏
0.5

聚苯硫醚短纤维生产线设备介绍

本设备是以切片为原料,经螺杆熔融、过滤、纺丝箱纺丝计量送至纺丝组件,通过吹风冷却成形上油为初生纤维,再经集束、牵引、喂入至盛丝桶,丝条经平衡后送至后加工工序。

前纺由主生产设备、辅助生产设备和公用工程设备组成。

1. 设备组成工艺流程:

1.1、前纺主生产设备:主要由原料干燥→送料器→料仓螺杆挤压机过滤器纺丝箱计量泵传动装置计量泵纺丝组件环吹装置卷绕机盛丝桶传动机和电气控制等部分组成。

1.2、辅助生产设备:组件分解清洗喷丝板检验和海砂的准备组装预热;和油剂调配;物检和化验。

1.3、公用工程:变电所、给水系统、空压系统、导热油炉系统、蒸汽发生器系统、空调系统和其它综合设施。

2、工艺简介

干燥后切片经螺杆挤压机加热熔融,熔体经熔融、混合、过滤后通过熔体管路进入纺丝箱体。在纺丝箱体内,熔体通过管道分配,以相等的通过时间和压力降经计量输送到每一个纺丝部位,使各部位的熔体品质一致。每个纺丝位配置1台高精度的高压纺丝计量泵,将熔体以高压连续、精确的量准确的供给纺丝组件。纺丝泵由同步电机进行传动,各计量泵转速均由各自变频器来调整控制供给量。纺丝组件中装有过滤网及过滤砂等过滤材料,以滤去熔体中的杂质;过滤器、熔体管道和纺丝箱体是由电加热器加热导热油来达到保温,纺丝箱采用热油循环泵将导热油循环达到温度均匀,保证各纺位温度均匀一致。熔体由喷丝板喷出后,通过单体抽出装置,低阻尼环吹风冷却而固化。这种变化受环吹风上的空气流的速度均匀性影响很大,风温风速及吹风距离的控制,都是影响短纤质量的直接因素。因此要求环吹风装置吹出的风具有稳定性、均匀性且可调性能好。冷却固化的丝条,经过上油装置对丝束进行上油给湿,增加纤维的抱合力,提高纤维的抗静电性能,减少纤维与设备、纤维与纤维之间的摩擦力,提高纤维的后加工性能。

各纺位丝束经过卷绕机架上的油轮导丝系统后,由转子、导丝轮导向机器尾端进入牵引辊,再由喂入轮送入盛丝桶。八辊牵引机,喂入轮由同步电机驱动。喂入轮啮合深度可根据卷绕工艺调整。纺丝、卷绕系统设有集中联络系统。盛丝桶传动装置的方式为转盘式。盛满的丝条经平衡后送至后加工工序。

二、后处理生产线概述:

本成套设备是以集束、牵伸、卷曲、松弛热定型、切断、打包,生产短纤维产品。

后加工设备由主生产装置、辅助生产装置和公用工程装置组成,主要包括下列部分:

1. 后加工生产线工艺流程

集束架→六辊导丝机→浸油槽→第一牵伸机→水浴牵伸槽→第二牵伸机→蒸汽牵伸箱→第三牵伸机→叠丝机→喷淋上油→卷曲蒸汽箱→卷曲机→输送带铺丝机→松弛热定型机→油剂喷雾→曳引机→张力机→切断机→打包机。

2. 后加工生产线工艺说明

集束架每列可布置10个盛丝桶,分4列,共40桶。可根据生产品种的需求调整盛丝桶数。

从集束架出来的丝束,通过前导丝机分成两股丝束,铺成丝片,再经过导丝机整束引导,通过浸油槽,使得丝束铺成一定宽度和厚薄均匀的丝片,使丝束上的纺丝油剂层更均匀,然后进入牵伸。本生产线共有两道牵伸,一道牵伸在第一牵伸机和第二牵伸机之间进行。一道牵伸所需的牵伸温度是60-80℃,由牵伸油剂浴槽提供。一道牵伸完成约80–85%的牵伸比。二道牵伸是在第二牵伸机和紧张热定型机之间的蒸汽加热箱中进行;牵伸温度约是95–100℃;二道牵伸完成约15-20%的牵伸比。在通过第二牵伸区后,丝条获得了其分子结构的全部取向;丝片经上油由叠丝机将两片丝束叠成一片。丝片宽度和叠合的好坏直接影响到卷曲的质量。叠合后的丝片经蒸汽预热箱进行加热后,进入卷曲机将丝片进行卷曲。出卷曲机的丝条丝片送干燥机内进行冷却干燥。冷却干燥后的丝束经过带曳引的张力机,在均匀张力下从刀盘的切线方向喂入切断机中,切成所需的长度短纤维,经风送系统送入打包机中,压缩成包。再由输送装置送至包秤称重后,缝包,贴标签,用叉车送到仓库或装车处。后加工线各主要设备牵伸段的驱动均是用交流调速完成的,由变频器调速。后加工控制系统是由布置在单独房间内的主控制柜及现场操作台(用于卷曲装置、切断机、打包装置)构成。