去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置制造方法及图纸

技术编号:1835037 阅读:156 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术公开一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,包括两个或者两个以上的辊,其中两个辊可以以一定的压力接触,所述辊固定在固定装置上。本实用新型专利技术提供的去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,与现有技术相比,可以节约萃取剂,提高萃取效率,特别适用于制备聚乙烯纤维。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及聚乙烯纤维的生产,尤其涉及一种去除聚乙烯纤维中的 溶剂的装置。
技术介绍
超高分子量聚乙燁(ultra high molecular weight polyethylene简称 UH匿PE)纤维也称高强高模聚乙烯(high strength high module polyethylene 简称HS證E)纤维或伸展链(elongation chain polyethylene简称ECPE)聚 乙烯纤维或高性能聚乙烯(high performance polyethylene简称HPPE)纤维 或高模量聚乙烯(high module polyethylene简称HMPE)纤维, 一般是指重均 分子量在(1~6) x106的聚乙烯纤维,有时重均分子量还会高于此值,这种纤 维在本技术中简称为聚乙烯纤维。聚乙烯纤维是由荷兰的DSM公司首先开发制造的。采用的方法是凝胶纺 丝-超倍拉伸法,基本原理是超高分子量聚乙烯在一定的温度下以一定的浓 度溶解在适当的溶剂中,此时聚乙烯分子得以解开缠结,然后此溶液通过喷 丝板纺丝再经过拉伸,聚乙烯分子链进一步得到拉伸,分子链平行排列,规 整度很高,形成高度结晶的聚乙烯纤维。聚乙烯纤维中的聚乙烯分子链高度 伸展、取向度达到95%以上、结晶度达到85%以上。聚乙烯纤维的内部结构决 定了其具有优异的力学性能、耐磨性能和化学稳定性等。因此,聚乙烯纤维 一经问世就得到了世界各国的广泛关注,发展较快。我国的东华大学对此纤 维的研究较为深入并取得了丰硕的研究成果。目前,制造聚乙烯纤维的主要工艺步骤有将超高分子量聚乙烯溶于第 一溶剂中在一定的温度和压力下配制成聚乙烯溶液或者成为悬浮液,然后再 由螺杆挤出机挤出,经纺丝箱体喷出后,迅速冷却凝固成凝胶纤维或称为冻 胶丝,得到初生纤维。将初生纤维再用挥发性的第二溶剂或称为萃取剂萃取 出第一溶剂,最后进行超倍数热牵伸和热定型工艺,最终获得成品纤维。凝胶纺丝而成的超高分子量聚乙烯初生纤维,内部含有大量第一溶剂,网络结构较为疏松,聚乙烯高分子链之间的作用力较小,在拉伸时会发生高 分子链之间的滑移,因而难以进行产生高分子链取向的有效拉伸,无法生产 出高强度高模量的聚乙烯纤维产品。因此,在拉伸之前必须通过萃取和干燥 处理除去纤维中存在的大量的溶剂或称第一溶剂。对于溶剂的去除程度对聚乙烯纤维最终产品的性能有较大的影响,所以 去除聚乙烯纤维中的溶剂的步骤是非常重要的。对于第 一溶剂,美国的霍尼韦尔(Honey we 11 )公司以及日本和中国的一 些公司采用石蜡油,此石蜡油又称为矿物油或者白油。 一般为沸点高于300 "C的烃类混合物。对于第二溶剂或称为萃取剂的要求是,不仅需要有优良的萃取效果和一 定的挥发性,还需要有低毒、安全、价格低廉等特点。现有的去除溶剂的方法是将初生纤维直接进行萃取剂的萃取处理,萃取 的过程有逆流、并流、错流和喷淋等方式,其中,错流的方式能够保证带有 溶剂的纤维和高纯度的萃取剂接触,萃取速度快,但是萃取剂的消耗量大, 萃取剂回收的成本较高;并流方式中,纤维和萃取剂同向进出萃取设备,在 萃取剂接近萃取设备出口处,萃取剂中的第一溶剂的含量已经较高,第一溶 剂在萃取剂中的浓度与第 一溶剂在纤维中的浓度的差较之错流或者逆流小, 所以聚乙烯纤维中的第一溶剂脱除效果差;逆流的萃取方式中,因为纯度高 的萃取剂先于即将离开萃取设备的纤维接触,尽管纤维中的第 一溶剂含量较 低但是仍高于高纯度萃取剂中第 一溶剂的含量,溶剂仍然可以从纤维中脱除, 因此较多的采用逆流的萃取方式。但是,无论是逆流、并流、错流或喷淋的萃取方式,都是将初生纤维直 接进行萃取处理,如果要很好的去除聚乙烯纤维中的第一溶剂,必须增加萃 取剂的用量才能够很好的去除聚乙烯纤维中的第 一溶剂。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法, 该方法利用较少的萃取剂就可以很好的去除聚乙烯纤维中的第一溶剂。本技术的另一个目的在于提供一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,可是实现以上的去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法。为了实现以上的技术目的,本技术提供以下技术方案一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法,包括如下步骤a) 挤压聚乙烯纤维;b) 萃取经过步骤a)的聚乙烯纤维中的溶剂。现有技术中,无论是逆流、并流、错流或喷淋的萃取方式,都是将初生 纤维直接利用萃取剂进行萃取处理以得到不含第 一溶剂的聚乙烯纤维或者第 一溶剂含量少的聚乙烯纤维。设计人在长期的工程应用和研究中发现,初生 纤维在进行萃取以前,初生纤维中第一溶剂的含量很高,如果用萃取剂萃取 那么会耗费很多的溶剂才能达到完全的去除。设计人提出,在萃取之前,引 入一个挤压聚乙烯纤维的步骤,当然此挤压的原则以不损伤聚乙烯纤维为准, 此原则为本领域技术人员所公知,经过试验研究发现,引入此步骤后,在使 用同样质量的第二溶剂的情况下,经过萃取后的聚乙烯纤维中的第一溶剂的 含量显著下降。如果萃取处理后的聚乙烯纤维中的溶剂的含量的要求不改变, 那么可以节省萃取剂20%以上。本技术中所述的聚乙烯纤维中的溶剂指的是聚乙烯纤维中的第一溶 剂,用于溶解聚乙烯纤维,例如白油等,所述的第二溶剂指的是萃取剂,用 于萃取聚乙烯纤维中的第 一溶剂。优选地,步骤a)中所述挤压聚乙烯纤维为用柔性材料与另外一种材料 挤压聚乙烯纤维。优选地,步骤a)中所述的柔性材料为橡胶。优选地,步骤a)中所述的另外一种材料为刚性材料,更优选为金属材 料或者无机非金属材料,其中金属材料进一步优选为不锈钢材料,无机非金 属材料进一步优选为陶瓷材料。优选地,步骤b)中使用的萃取剂选自溶剂汽油、煤油、苯、曱苯、二 甲苯、氟氯烃、石油醚和卣代烃。一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,包括两个或者两个以上的辊,所 述辊固定在支架上,其中两个辊可以以一定的压力接触,所述辊固定在固定 装置上。该去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,用在萃取操作之前,有两个辊可以 以一定的压力接触,两个辊之间用于通过聚乙烯纤维,聚乙烯纤维在压力的 作用下,其中的部分第一溶剂被挤压出来,这样一来,聚乙烯纤维中的第一 溶剂在机械作用下便可以去除一部分,减轻了后续萃取的压力,可以减少萃 取剂的用量。结合后续的萃取操作,本装置的引入,可以在较少萃取剂用量 的情况下4艮好的去除聚乙烯纤维中的第一溶剂。优选地,有一个辊为柔性材料辊,柔性材料辊更优选为橡胶辊。优选地,有一个辊为不锈钢辊。优选地,在所述辊的下方有溶剂收集容器。本技术提供的去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,可以节约萃取剂, 提高萃取效率,并能提高聚乙烯纤维的性能,特别适用于制备聚乙烯纤维。附图说明图l是现有技术中一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法的示意图。 图2是本技术所述的去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法的第一种实施 方式的示意图。图3是本技术所述的去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置的第一种实施 方式的示意图。附图中各标号为101 — 一聚乙烯纤维,102 — 一萃取槽,103a — 一橡胶 辊,103b——不锈钢辊,104——支架,105——溶剂收集容器。具体实施方式本技术提供一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的方法,包括如下步骤a) 挤压本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种去除聚乙烯纤维中的溶剂的装置,其特征在于,包括两个或者两个以上的辊,其中两个辊可以以一定的压力接触,所述辊固定在固定装置上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周成程
申请(专利权)人:宁波荣溢化纤科技有限公司
类型:实用新型
国别省市:33[中国|浙江]

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