[实用新型]用于湿法纺丝的凝固浴槽

说明书

本实用新型涉及一种用于湿法纺丝的凝固浴槽，主要解决现有技术中存在的凝固浴内导向辊缠丝和溢流槽内断丝多的问题。通过采用一种用于湿法纺丝的凝固浴槽，包括：包括鹅颈管、整流板、喷丝头、整流罩A、导向辊、整流罩B、溢流板和主体槽体；其中，所述整流板在主体槽体内左侧设置；溢流板在主体槽体内右侧设置；所述鹅颈管设置在主体槽体左端，所述鹅颈管连接有喷丝头的一端位于整流板的右侧，喷丝头上罩有设置走丝通道的整流罩A；整流罩B在主体槽体右侧，可部分处于凝固液面上方，整流罩B中设有走丝通道的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚丙烯腈基碳纤维原丝的湿法纺丝生产中。

技术领域

本实用新型涉及一种用于生产碳纤维用聚丙烯腈原丝的湿法纺丝设备，具体来说是一种实现凝固工艺的凝固浴槽。

背景技术

PAN基碳纤维是一种人工合成的无机纤维。它是由丙烯腈和共聚单体，经过聚合、纺丝、预氧化和碳化等一系列工艺处理后得到的纤维状聚合物。纺丝过程中PAN分子主要发生物理变化，形成白色的纤维状原丝，预氧化过程中，PAN原丝逐渐演变成某种耐热的含氧结构，经碳化后，得到含碳量极高的碳纤维。由于碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温和耐化学腐蚀等性能，因此它的应用领域及其广泛。

优质PAN原丝是制造高性能碳纤维的首要必备条件，也是影响碳纤维质量最关键的因素之一。生产优质PAN原丝对纺丝设备和工艺提出了很高的要求，尤其是对工艺参数的要求尤其严苛。纺丝过程中，凝固过程是纤维结构形成的一个重要过程，不同凝固条件下生成的初生纤维的结构是不同的。PAN溶液湿法纺丝凝固成型过程是纤维内部微孔产生的关键步骤，因此，纺丝凝固条件对碳纤维性能起着决定性的影响。除微孔外，在纺丝过程中的不合理的凝固工艺也是导致初生纤维不均匀的关键因素之一。湿法纺丝的凝固工艺参数包括凝固浴温度、浓度和负牵伸等。

传统湿法纺丝生产PAN原丝的过程中，所用的凝固浴槽主要由主体槽体、分配板和溢流板组成。当凝固工艺不合理时，造成刚成形的初生纤维在凝固液流动场的扰动作用下发生断丝；刚成形的初生纤维，在凝固浴内受到张力的拉伸作用，也容易发生断丝；凝固纤维离开凝固浴后，从液体环境进入空气氛围，温度差和张力的共同作用，也容易使凝固丝条发生断丝。这些不同的诱因，引起凝固丝条被部分拉断或者完全拉断。部分拉断的丝条缠绕在导向辊上，完全拉断的丝条随着凝固液的流动，被带到凝固液的溢流口，致使凝固浴的溢流口内，经过一定时间的积累后，就收集到很多的断丝。断丝是初生纤维的重要缺陷，由此遗传下去，造成原丝毛丝增多，断头率变高，CV值变大。

一种用于湿法纺丝的凝固浴槽，引入了整流罩，降低了流动场和温度差对断丝产生的影响；增加了导向辊在高度方向上的调节和主、被动的动力调节，克服了张力场对断丝产生的影响；消除了凝固浴内导向辊缠丝和溢流槽内断丝多的现象。

专利CN201410430911.8介绍了一种湿法纺丝凝固浴槽，该发明涉及合成纤维湿法纺丝凝固成形设备，特备涉及一种聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的湿法纺丝凝固浴槽，按丝束行走方向包括浴液入口缓冲区、甬道区、浴液出口汇集区三部分，其特征是：甬道区各甬道为两侧立面、底部半圆扫略面斜槽，中段变径区采用流线型缩径方式，后段稳流区半圆扫略地面沿丝束行进方向呈一定的倾斜坡度，该发明的有益效果是可有效减小浴液上下层浓度差，实现丝束各部分均匀一致成形，减小丝束单丝间离散。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的凝固浴内导向辊缠丝和溢流槽内断丝多的问题。提供了一种用于湿法纺丝的凝固浴槽，该凝固浴槽具有引入了整流罩，降低了流动场和温度差对断丝产生的影响；增加了导向辊在高度方向上的调节和主、被动的动力调节，克服了张力场对断丝产生的影响；消除了凝固浴内导向辊缠丝和溢流槽内断丝多的现象。