竹炭聚乳酸熔体直接纺丝工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚乳酸纤维生产技术领域，具体涉及一种竹炭聚乳酸熔体直接纺丝工
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【背景技术】
[0002]聚乳酸(PLA)纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成，聚乳酸纤维原料来源广泛。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。
[0003]聚乳酸(PLA)纤维有抑菌、爽滑、快干等诸多优点，但其耐磨性差，回潮较低，使用其生产的纺织面料较其它化学纤维纺织面料手感明显发硬，严重影响使用效果。另外，由于聚乳酸的输送管道较长，靠近管壁的高聚物熔体粘稠度特别大，聚乳酸熔体在输送过程中因熔体流速不均匀造成的高聚物分子量分布较宽(不均匀)问题，从而影响到纺丝品质。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、自动化程度高、输送过程中混合均匀度高、生产出来的聚乳酸纤维耐磨性强、回潮率高的竹炭聚乳酸熔体直接纺丝工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:竹炭聚乳酸熔体直接纺丝工艺，包括以下步骤:
(1)、将丙交酯和竹香炭微粉加入到搅拌罐内进行搅拌作业，其中竹香炭微粉的重量为丙交酯和竹香炭微粉的总重量的0.5?15%，搅拌20?40min，直到混合均匀；
(2)、打开搅拌罐底部的第一阀门，通过第一计量栗将丙交酯和竹香炭微粉的混合物经第一管道落入到初聚罐内进行初步聚合作业，初步聚合作业为温度为100?150°C，初步聚合作业的时间为I?2h，压力为0.2MPa，初步聚合作业后，丙交酯和竹香炭微粉的混合物被聚合成为粘稠的聚乳酸竹炭熔体；
(3)、打开初聚罐底部的第二阀门，通过第二计量栗将聚乳酸竹炭熔体经第二管道落入到终聚罐内进行最终聚合作业，最终聚合作业为温度为150?280°C，最终聚合作业的时间为I?6h，压力为0.3MPa;
(4)、打开终聚罐底部的第三阀门，终聚罐内的聚乳酸竹炭熔体经第三管道排出，第三管道上设有管道式动态混料装置和第三计量栗，第三计量栗将聚乳酸竹炭熔体计量并输送到纺丝箱体内；
(5)、纺丝箱体内设置有纺丝计量栗和纺丝组件，纺丝计量栗将聚乳酸竹炭熔体计量增压后进入到纺丝组件，纺丝组件将聚乳酸竹炭熔体纺制成竹炭聚乳酸纤维。
[0006]步骤(I)中竹香炭微粉的重量为丙交酯和竹香炭微粉的总重量的10%。
[0007]管道式动态混料装置包括左固定管道、动态混料管道和右固定管道，动态混料管道的左端部和右端部分别与左固定管道的右端和右固定管道的左端法兰连接，动态混料管道内设有动态螺旋隔板，动态螺旋隔板将动态混料管道内部沿轴向方向分隔成第一半圆螺旋通道和第二半圆螺旋通道，动态螺旋隔板与动态混料管道内壁间隙配合；
动态螺旋隔板的两端部所在的平面均垂直于动态混料管道的中心轴线，动态螺旋隔板右端部中心设有动态锥形槽，动态螺旋隔板左端部中心设有动态顶尖；
右固定管道内设有右支架，右支架上设有右固定顶尖，右固定顶尖左端顶在动态锥形槽内；左固定管道内设有左支架，左支架右侧设有固定锥形槽，动态顶尖左端顶在固定锥形槽内。
[0008]所述动态混料管道的数量大于等于两段，相邻两段动态混料管道之间法兰连接，一段动态混料管道的动态顶尖左端顶在相邻的一段动态混料管道的动态锥形槽内。
[0009]左固定管道和/或右固定管道的长度小于动态混料管道的长度。
[0010]步骤(4)中聚乳酸竹炭熔体经第三管道的具体过程为:聚合后的聚乳酸竹炭熔体由左固定管道进入，粘稠的聚乳酸竹炭熔体在高压下通过动态混料管道的时候，动态螺旋隔板在熔体的推动下开始旋转，动态混料管道的内壁上的粘稠熔体被旋转的动态螺旋隔板刮下，刮下的粘稠熔体与动态混料管道中间的较稀得熔体混在一起，经过若干组动态混料管道后，均匀的聚乳酸熔体通过右固定管道由第三计量栗排出。
[0011]采用上述技术方案，在第三管道上设置管道式动态混料装置，具有以下有益效果:由于第一半圆螺旋通道和第二半圆螺旋通道较长且均在轴向方向上为螺旋方向设置，这样就会在高压熔体通过时，驱动动态螺旋隔板旋转;动态螺旋隔板的旋转材料顶尖与锥形槽顶压配合的形式，不仅易于制造和装配，而且在旋转过程中摩擦力更小，从而提高动态螺旋隔板刮料的效率。左固定管道和/或右固定管道的长度小于动态混料管道的长度，这样可使整个输送聚乳酸的管道的大部分长度都会将管壁上附着的粘稠度特别大的聚乳酸刮掉，充分提高混合的均匀度。
[0012]综上所述，本发明设计合理，结构简单，直接在熔体输送管道内设置若干组混料单元即可，省去了在输送管道上安装混料系统，节约了成本，达到熔体在流经输送管道时均匀混料之目的，输送及混料效率大大提高。为使聚乳酸纤维部分功能和指标得到改善，在聚乳酸材料中加入0.5 %?15 % (优选10%)的纳米级竹香碳微粉，对其进行改性，使其制成的纤维初始模量降低，回潮率上升，耐磨性提高，纤维的透气性和手感有明显的到改善。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的工艺流程图；
图2是图1中具有一组混料单元的管道式动态混料装置的结构示意图；
图3是图1中动态螺旋隔板的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、图2和图3所示，本发明的竹炭聚乳酸熔体直接纺丝工艺，包括以下步骤:
(I)、将丙交酯和竹香炭微粉加入到搅拌罐13内进行搅拌作业，其中竹香炭微粉的重量为丙交酯和竹香炭微粉的总重量的0.5?15%，搅拌20?40min，直到混合均匀； (2)、打开搅拌罐13底部的第一阀门14，通过第一计量栗将丙交酯和竹香炭微粉的混合物经第一管道15落入到初聚罐16内进行初步聚合作业，初步聚合作业为温度为100?150°C，初步聚合作业的时间为I?2h，压力为0.2MPa，初步聚合作业后，丙交酯和竹香炭微粉的混合物被聚合成为粘稠的聚乳酸竹炭熔体；
(3)、打开初聚罐16底部的第二阀门17，通过第二计量栗将聚乳酸竹炭熔体经第二管道18落入到终聚罐19内进行最终聚合作业，最终聚合作业为温度为150?280°C，最终聚合作业的时间为I?6h，压力为0.3MPa ；
(4)、打开终聚罐19底部的第三阀门20，终聚罐19内的聚乳酸竹炭熔体经第三管道21排出，第三管道21上设有管道式动态混料装置22和第三计量栗23，第三计量栗23将聚乳酸竹炭熔体计量并输送到纺丝箱体24内；
(5)、