[发明专利]一种热致液晶聚芳酯单丝热处理装置及热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于热致液晶聚芳酯纤维技术领域，涉及一种热致液晶聚芳酯单丝热处理装置及热处理方法。

背景技术

热致性液晶聚芳酯纤维具有高强高模、耐化学腐蚀、低吸水率、良好尺寸稳定性等一系列优点，可以广泛运用于汽车、电缆防护、军工和人体防护等领域。热致液晶聚芳酯纤维的开发和应用对满实现国民和国防建设的快速发展具有重要的意义。

热致性液晶聚芳酯切片经熔融纺丝可以得到热致液晶聚芳酯单丝。但是受切片分子量的限制，所得到的单丝强度和模量等性能通常不是很高，不能直接应用于军工及其他特殊领域。通过热处理通常可以提升纤维的强度和模量及其他性能。现有文献报道了其他化学纤维的热处理方法，大多都是在开放式无真空环境中进行的。CN101748534 A的中国专利申请报道了一种化学纤维热处理机及处理方法，其在开放式环境中进行纤维的处理，只是达到了降低纤维干热收缩率的目的，并不能提升纤维的强度和模量。而且开放式的处理环境使得纤维受热不均匀，而缺少真空氛围则不利于纤维结构的稳定，容易发生氧化。此外，工业中还经常采用在线连续充氮的方法进行纤维热处理，虽然能够避免氧化但设备投资较大，成本较高，还存在纤维不匀率高的问题。

发明内容

本发明针对以上缺点，提供了一种热致液晶聚芳酯单丝热处理装置及方法，达到避免单丝氧化受热不均且提升其强度和模量及降低不匀率的目的。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现：

本发明提供一种热致液晶聚芳酯单丝热处理装置，所述热处理装置为一个受热真空密闭箱体，箱体内依次设有放卷辊、加热张力辊和收卷辊；箱体外分别设有加热装置和真空抽吸装置。

进一步，所述加热装置包括导热油加热器，所述导热油加热器设有两路加热油管，其中一路为油管散热片发生器，通过风机将循环热风送入箱体；另一路导热油经油泵输送至加热张力辊腔体内。

优选的，所述箱体的真空度为76mmHg。

进一步，箱体的温度为250～290℃。

本发明还提供一种热致液晶聚芳酯单丝热处理方法，将单丝放入一个热处理装置中进行热处理，所述热处理装置为一个受热真空密闭箱体；单丝依次缠绕通过箱体内的放卷辊、加热张力辊和收卷辊；通过箱体外设置的加热装置，对箱体和加热张力辊进行加热；通过箱体外设置的真空抽吸装置对箱体抽真空。

进一步，所述加热装置包括导热油加热器，所述导热油加热器设有两路加热油管，其中一路为油管散热片发生器，通过风机将循环热风送入箱体；另一路导热油经油泵输送至加热张力辊腔体内循环。

优选的，箱体内的温度和加热张力辊的温度为250～290℃；箱体内真空度为76mmHg。

优选的，所述的放卷辊的速度为0.01～0.5m/min，收卷辊的速度为0.02～1m/min，加热张力辊的张力为0.01～0.5MPa。

优选的，所述的热处理的时间为6～32h。

优选的，循环热风的风速为0.2～1.5m/s。

总之，本发明的有益效果为：本发明提供的热处理装置和方法，设计一种受热真空的密闭箱体，使得热致液晶聚芳酯单丝在无氧、高温条件下进行热处理，分子链发生重排运动，结晶更加完善，可以显著是提升其强度、模量和耐热性等性能。

本发明采用两路油路分别对箱体和加热张力辊进行加热，实现热处理过程中温度均匀；在箱体的一侧保持合适速度的均匀送风，一方面保持箱体内温度；另一方面通过真空抽吸装置不断抽真空，保证箱体内的无氧环境，减少热处理的氧化，使得热致液晶聚芳酯原纤结构均匀，并能提升其强度和模量。此外，可通过控制处理时间和温度来达到不同产品的要求，加工成本低廉。

同时，本发明的热处理方法操作方便，便于实施，解决了以往聚酯纤维制热处理步骤繁琐和纤维氧化降解的问题。

附图说明

图1是本发明一个实施例中热致液晶聚芳酯单丝热处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图1是本发明一个实施例中热致液晶聚芳酯单丝热处理装置的结构示意图。如图1所示，本发明的热处理装置为一个受热真空密闭箱体。

箱体内依次设有放卷辊1、加热张力辊2和收卷辊3；单丝依次缠绕在放卷辊1、加热张力辊2和收卷辊3上。

箱体外还设有加热装置4，本实施例中加热装置为导热油加热装置。