[发明专利]一种尼龙6熔体直纺方法及装置

说明书

本发明涉及纺丝技术领域，公开了一种尼龙6熔体直纺方法及装置，该方法包括：1）配料；2）前聚；3）后聚；4）预脱挥；5）精脱挥；6）纺丝，获得尼龙6纤维。本发明基于己内酰胺水解聚合过程，以及低聚物的物性特点，能够有效控制尼龙熔体中的热水可萃取物和环状二聚体的含量，实现尼龙熔体聚合后的直接纺丝。本发明装置能够满足尼龙6熔体的脱挥特点，具有物料分布及传热均匀、反应均匀稳定、效率高、生产稳定性高、能耗低等特点。

技术领域

本发明涉及纺丝技术领域，尤其涉及一种尼龙6熔体直纺方法及装置。

背景技术

尼龙6（PA6）纤维由于其具有优异的物理机械性能和纺织加工性能，自问世以后，其产量在相当长的一段时间内位居合成纤维家族的第一位，但由于价格与生产成本的限制以及聚酯纤维的快速发展，现为第二大产量的合成纤维。尼龙6纤维具有聚酯纤维无法比拟的优良物理性能，如尼龙6纤维的断裂强度较高，耐磨性居纺织通用纤维之冠，吸湿性好，弹性回复率和耐疲劳性能优良，染色性好。尼龙6纤维除了服装业用和装饰用外，在其他产业中也有广阔的应用，如其在轮胎帘子布、汽车用纺织品、过滤材料、BCF 地毯膨体纱上都开发了新产品。虽然尼龙6纤维近年来得到快速的发展，但同样也存在着尼龙6生产装置、工艺、产品、应用同质化严重等问题，急需开发尼龙6聚合、纺丝及功能化产品高效制备技术。

目前，在尼龙6纤维生产过程中，纤维的张力大，气泡或杂质的存在会引起单丝断裂，因此尼龙6纺丝对熔体要求较高，熔体中热水可萃取物含量需低于2wt%。现在工业上普遍采用热水连续萃取工艺，将尼龙6切片中的单体和低聚物，使切片中可萃取物含量低于0.5wt%，满足高速纺丝的要求。但在萃取、干燥再熔融过程中需要消耗大量的水和能源，大幅提高了尼龙6纤维的生产成本。为了消除这些弊端，尼龙6纺丝技术在未来将往直接纺丝方向推进，熔体直纺相较于切片法纺丝还可大大简化生产流程，单位产量基建投资少，有利于进一步降低纤维生产成本。因此通过开发新聚合工艺，降低已内酰胺水解聚合过程中所产生的低聚物含量，实现尼龙6熔体直纺成为了产业发展的趋势。

申请人在前期研究发现，在一定的脱挥条件下，尼龙6熔体中的单体可以有效地脱除，而在此过程中，单体的脱除也会带动其它低聚物，尤其是环状二聚体升华，从熔体中脱除，这就提供了一条降低尼龙6熔体中热水可萃取物含量的途径。因此通过开发尼龙6专用的脱挥装置，结合聚合工艺调控，实现降低尼龙6熔体中的热水可萃取物含量，成为尼龙6产业发展的趋势。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明基于己内酰胺水解聚合过程，以及低聚物的物性特点，提供了一种尼龙6熔体直纺方法及装置。本发明方法和装置能够有效控制尼龙熔体中的热水可萃取物和环状二聚体的含量，实现尼龙熔体聚合后的直接纺丝。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种尼龙6熔体直纺方法，包括以下步骤：

1）配料：将已内酰胺、封端剂、水和催化剂加热混合，得到混合物；

2）前聚：将所述混合物加热进行开环反应；

3）后聚：将前聚所获预聚体加热进行缩聚反应；

4）预脱挥：对后聚所获产物进行加热，进行预脱挥；

5）精脱挥：将预脱挥所得产物加热，进行精脱挥；

6）纺丝：精脱挥后产物直接输送至纺丝线进行纺丝，获得尼龙6纤维。