利用废弃聚酯生产棉型涤纶短纤维的工艺流程

在当今石油资源短缺，环境污染日趋严重的情况下，废弃聚酯资源回收与开发利用技术项目节约了能源，而且减少了白色污染，保护了环境。济南合成纤维厂在7500t/y设备上，利用废弃聚酯瓶片纺制0.156tex棉型涤纶短纤维的生产获得成功，生产的纤维可以达到部颁标准。
　　当前我国石油化工产业发展迅猛，伴随着经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，聚酯产品在工业和民用领域越来越广泛，尤其在民用领域作为新型包装材料正逐渐替代玻璃制品，进入人们日常生活中，聚酯消耗量日益加大，与此同时也带来了资源问题与白色环境污染问题。利用废弃聚酯生产棉型涤纶短纤维具有可行性，其生产设备工艺流程、工艺参数选择与效果分析如下。
　　生产工艺流程
　　原　　料　采用废弃聚酯瓶片、泡料及摩擦料。
　　主要设备　采用HV452A-12纺丝机及LHV903后处理设备，联机年产7500t。
　　工艺流程　瓶片、泡料、摩擦料→配比混合→转鼓干燥→纺丝→卷绕→落桶→集束→拉伸→紧张热定型→卷曲→松驰热定型→切断→打包。
　　主要纺丝及后处理工艺条件
　　纺丝速度1250m/min
　　熔体温度276℃
　　FR-1转速1650r/min，FR-2转速1660r/min，SR转速1910r/min
　　原丝纤度0.554tex
　　后加工集速总分特11.111×104tex
　　DF-3蒸汽压力1.0~1.2MPa，HF蒸汽压力1.2MPa
　　总牵伸倍数4.041
　　原料的配比混合
　　所用的主要原料瓶片是回收的废弃聚酯饮料瓶及包装材料等，经简单清洗后再粉碎、精洗、烘干而成。由于瓶片较薄、蓬松，加之瓶片粘度较高而熔点较低，进入螺杆熔融挤出不利于螺杆各区温度控制，易造成螺杆挤出不足及纺丝压力不稳定，从而影响生产的正常运行。通过添加适当比例的由废弃聚酯生产的泡料和摩擦料的方式，再配合适当螺杆温度控制，解决了这一难题，既保证了螺杆挤出压力稳定，又改善了瓶片的可纺性。经过多次试验，瓶片、泡料、摩擦料按3︰1.3︰0.7比例混合均匀配料，实践证明，原料混合比例适当，螺杆运转稳定，熔体质量均匀，保证了生产的正常运行。
　　纺丝温度的选择
　　熔体温度作为一项重要的纺丝工艺，直接影响到纺丝质量和生产操作。控制好适当的螺杆各区温度，或者控制熔体输送温度、箱体温度等参数，其目的是为了使切片很好地熔融，聚合物的降解尽可能小，且使熔体具有恒定而适宜的温度。若熔体温度过高，热降解大，则会造成注头丝；若温度过低，则易使熔体剪切应力上升，从而造成硬丝，给纺丝生产带来困难，并影响初生纤维质量。由于瓶片和聚酯切片相比熔点较低，粘度较高，再加之3种原料的熔点、粘度都有差异，更应严格控制熔体温度。经过多次试验，将熔体温度控制在276℃左右，纺丝温度适宜，初生纤维质量好。
　　冷却成型工艺的控制
　　聚酯熔体是一种较为典型的非牛顿流体，纺丝时其出口膨化现象较为明显，故必须对其进行冷却，以得到断面均匀、卷重稳定、后牵伸性能良好的初生纤维。所以冷却成型工艺的成功控制，也是试纺成功获取良好初生纤维的关键一环。由于原料是由瓶片、泡料、摩擦料3种废弃聚酯混合而成，而3种原料的粘度差异较大，熔点也不一样，造成在熔融过程中粘度不同，故必须严格控制冷却成型工艺，才能制得具有均匀断面、良好可牵伸性的初生纤维。在试纺过程中，经过多次试验，将风速由切片纺时的1.3±0.1m/s降低至1.1±0.1m/s，风温控制在25±1℃。生产实践证明，试纺过程中冷却成型工艺控制适当，所得初生纤维的质量较好，为后处理生产顺利进行，保证成品的纤维质量，创造了条件。
　　后拉伸工艺的控制
　　后拉伸对涤纶短纤维的结构和性能影响较大。纤维的拉伸过程是一个放热过程，经拉伸后取向度增加，高序态含量增加，反映到物理性能上则是单丝变细，强力提高，伸度下降。因此，拉伸过程中工艺控制好坏，直接影响成品纤维质量。由于瓶片等原料熔点偏低，粘度降解较大，如果采用切片纺拉伸工艺势必会影响牵伸的可纺性，造成毛丝、断丝、缠棍增多，恶化操作条件，影响产品质量，对此，我们经过现场试验，大幅度降低油浴温度，将油浴温度由切片纺的70℃降低至6O℃，使纤维丝束内外层受热均匀，同时，适当调整DF-3与HF的蒸汽压力，将DF-3蒸汽压力控制为1.0~1.2MPa，HF蒸汽压力为1.0MPa，并对前纺生产工艺和后加工牵伸倍数等工艺作相应调整，所制得成品纤维各项物理机械指标均达部颁标准，产品质量稳定。
　　该产品的成功，不仅节约资源，而且减少了白色污染，保护了环境，具有较好的经济效益和社会效益。