[其他]6-30万袋聚乙烯醇长丝束生产工艺

说明书

发明公开一种在原液中添加硼酸和环氧乙烷类聚合物，生产６～３０万袋的高强度、高模量的聚乙烯醇长丝束的工艺方法。该工艺采用连续地进行纺丝、中和、湿热牵伸、水洗和热处理的工艺路线，牵伸为连续高倍牵伸。因此，具有工艺流程短、占地面积少、生产效率高的特点。

本发明涉及总数为6～30万的高强度、高模量聚乙烯醇长丝束的生产工艺，以及该生产过程中所使用的设备。

聚乙烯醇（以下简称为PVA）纤维广泛地用于各个工业领域。往往要求它不但强度高，而且还要具有其它适应所使用的环境的性能。例如，耐酸或耐碱性，耐热水性等。为生产适用于不同工业领域的PVA纤维，已经开发出多种生产PVA纤维的方法。例如用干法纺粗数长丝;在PVA原液掺加其它组分，如硼酸;掺加其它高聚物，如N-羟甲三聚氰酰胺;分二段进行牵伸，或采用熔融纺丝等方法，都是改进PVA纤维产品性能的具体方法。关于这些改进PVA纤维性能的技术，可参看日本专利昭59-43112，昭48-29210，37-6648，73-32623等。

通常，使用掺加了硼酸的PVA原液进行纺丝时，要想得到高强度高模量的PVA纤维，其总牵伸倍数至少要达到14.5倍。为达到这样的牵伸倍数，一般采用500～1000孔喷丝头纺成PVA长丝再进行湿热牵伸、水洗、干燥、干热牵伸等处理，以得到高强度纤维。

本发明人发现，在含有特定范围量的硼酸的PVA原液中，再掺加特定范围量的环氧乙烷类聚合物，然后再用湿法纺丝，总牵伸倍数在12～14.0倍，都能得到耐碱、耐热水性好、强度高的PVA纤维。

因此，本发明的目的之一是提供，在PVA水溶液中掺加按PVA的重量计算0.8～5.5%的硼酸和0.05～1.5%环氧乙烷类聚合物，经脱泡后，用多个较大型号的喷丝头纺丝，并把纺成的长丝集束，然后将丝束在特殊设计的中和装置、浸泡并喷淋的水洗浴装置，和热处理装置中分别进行各种化学处理、物理处理和连续高倍数牵伸，由此制备耐碱性、耐热水性好、高强度、丝束总数为6万～30万的PVA长丝束的方法。

本发明的目的之二是提供用本发明的方法生产的总数为6～30万袋的PVA长丝束以及由此长丝束加工成的最后产品。

本发明的另一个目的是提供在本发明的工艺过程中所使用的特殊设计的装置。

在实施本发明时，从纺丝原液的制备以后纺丝、中和、湿热牵伸、水洗、热处理等工序都是连续进行，牵伸方式为连续高倍牵伸，因此具有工艺流程短，占地面积少，生产效率高等特点。实验证明，用本发明的方法生产的PVA纤维在20℃时的干断裂强度可达11.6克/，初始模量264克/，经80℃恒温热水处理24小时之后，其干断裂强度为11.2克/;经30%的NaOH溶液浸泡24小时后，其干断裂强度基本保持不变，说明其具有优良的耐碱性。这样的PVA纤维可广泛地用于各种工业领域。另外用本发明的方法可纺制常用的各种单丝数的长丝束，从而可得到多种单丝数的纤维，能够适应多种需要。

因此本发明提供一种使用含硼酸的PVA纺丝原液，用较大型号喷丝头配合碱性芒硝水溶液凝固浴进行纺丝，脱水交联成形，再经过集束和包括牵伸在内的化学和物理处理，以生产耐碱、耐热水、强度高、模量高的PVA长丝束的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

（1）配制pH值为3～6.5，按PVA的重量计含有0.8～5.5%的硼酸，0.05～1.5%的环氧乙烷类聚合物的纺丝原液，其中按重量百分比计PVA的含量为14～20%;

（2）用多个较大型喷丝头在碱含量为10～150克/升，Na₂SO₄含量为200～400克/升的水溶液凝固浴中使原液通过喷丝板，脱水并交联成形，再经过导丝盘集束并同时预以牵伸成为经下述处理后总数为6～30万的长丝束;

（3）集束后的长丝束进入特殊设计的中和浴装置中，该装置至少有二个各装一对罗拉（其中之一是主动罗拉）的槽体，槽内装有H₂SO₄浓度为15～120克/升，Na₂SO₄浓度为200～400克/升的中和溶液，罗拉的下部和丝束浸泡在中和浴液中，长丝束在此装置中经受中和处理和15%～30%的中和浴牵伸处理;