腈纶湿法纺丝中凝固浴浓度在线智控系统-浓度测试仪.PDF

腈纶湿法纺丝中凝固浴浓度在线智控系统 天 云 科技专 业研发 及生产凝固浴浓度在线智控系统， DMF/DMAC/DMSO/NMP/NaSCN在线浓度智控系统在腈纶湿法纺丝中，凝固浴浓度 （NaSCN/DMAC/DMSO）稳定直接影响纺丝成形的好坏，而纺丝成形直接关系到生 产的平稳性与成品丝束的质量。本文主要分析了凝固浴浓度稳定的重要性，讲述 实际生产中凝固浴浓度控制的两种方法，手动密度检测法和天云科技的在线浓度 仪控制法，并对两种控制方法的优缺点进行对比。 一．凝固浴浓度控制系统在腈纶湿法纺丝中的重要性 腈纶全称为聚丙烯腈纤维，是由聚丙烯腈或85% 以上的丙烯腈和其他第二、 第三单体的共聚物纺制的纤维，腈纶工艺按纺丝成形方式可分为干法纺丝和湿法 纺丝两种，其中湿法纺丝的成形是靠纺丝原液浸入凝固浴中，纺丝原液中的溶剂 NaSCN（腈纶湿法纺丝所用溶剂还有DMF、DMAC、DMSO、丙酮等，本文以NaSCN 为 例）与低浓度NaSCN 溶液即凝固浴进行双扩散，使得喷出的纺丝原液中聚丙烯 腈浓度达到≥63% 的成形条件。根据双扩散原理，纺丝原液在纺丝成形时主要 发生三种变化：一，形态的改变，从液态→粘弹状态→冻胶体；二、组成的改变， 聚合物浓度变大；三、热力学参数的变化，释放热能，温度降低，而影响成形效 果的主要因素有：浓度差、温度差、凝固浴流量等。在纺丝原液参数不变，温度 差及凝固浴流量，牵伸速度等易于控制的情况下，凝固浴浓度控制的稳定性就直 接关系到纺丝成形的好坏，凝固浴浓度过高或过低都不利于纤维成形，凝固浴浓 度越高则浓度差越小，双扩散进行的速度变慢，原液三态改变不完全，纺丝成形 不彻底，则初生纤维强度不够，黏度较大，在拉伸过程中初生纤维易出现断丝、 并丝、疵点等情况，此类纤维进入后续工序时，易造成缠辊等生产事故和纤维质 量强度不足、粉尘较多等质量问题。凝固浴浓度越低则浓度差越大，双扩散进行 的速度变快，原液细流的表面形态改变较快，形成一种缺乏弹性而又脆硬的皮层， 阻止原液细流中心处双扩散的进行，导致初生纤维皮芯结构不一，有孔洞产生， 延伸性变差，拉伸时易断裂产生毛丝，在后续工序中丝束易被拉断造成缠辊等生 产事故以及NaSCN清洗不完全，丝束含NaSCN 较高、延伸性较差、丝束泛白失 透等质量问题。由此可见凝固浴浓度控制的稳定与否，直接影响到湿法纺丝生产 的平稳运行和最终产品质量的好坏，所以稳定控制凝固浴浓度，保持浓度差波动 较小对腈纶湿法纺丝长周期运行具有重要意义。 二、手动密度计检测凝固浴浓度控制的方法及缺点 凝固浴浓度随着纺丝箱中双扩散的进行，会不断的增高，为保持凝固浴浓度 的稳定，需补加水或低浓度NaSCN 溶液进行调节，补加量的大小则根据检测浓 度来确定，最终使得进入纺丝箱系统的凝固浴浓度保持恒定。检测凝固浴浓度并 调节的方法有很多种，最常见的为手动密度检测再人工调整，在过往使用的密度 法中，正常生产时，操作人员每隔1～ 2小时从纺丝箱中采2个样品，再使用 密度计检测样品密度，因为是NaSCN 水溶液浓度和密度在固定温度下成一定的 关系，所以通过密度比较，确定浓度偏离情况，再根据偏离情况进行手动调整稀 NaSCN 溶液补加量，直至下次检测确定调整情况。这种控制方法存在很多弊端， 一、密度计检测密度因人工检测，且不同人员观测量有一定的偏差，所以精度不 够高；二、手动控制调节阀大小来补加，靠经验，属于估计量，不能及时精细的 控制补加量；三、每隔1～2h采一次样进行检测，不能及时反映补加效果，同时 操作人员工作量加大；四，浓度与密度的关系受温度的影响，若温度出现波动， 原有密度值不能准确描述当前温度下的浓度，则调节不够准确。 三、天云科技的在线浓度智能控制法 腈纶湿法纺丝中凝固浴浓度(NaSCN/DMAC/DMSO)智控系统示意图 使用天云科技的在线浓度智能控制仪检测浓度并自动跟踪调整，系统通过专 门的细管从凝固浴调整后的位置引一股细流经过在线折光浓度仪，通过折射率检 测流经的凝固浴浓度，再通过自动跟踪浓度的自控阀自动调节稀料补加量，确保 凝固浴浓度稳定在设定值。在线浓度仪浓度检测相对于手动密度检测有很多优 势，一，随时检测浓度并通过自动跟踪的自控阀进行补加量调整，保持浓度在设 定值左右，且精度较高；二，浓度是通过折射率进行换算，且在线浓度仪自带温 度参数补偿，所以浓度检测的精确度受温度影响较小，三，能及时反映浓度变化 情况，可以通过浓度控制仪检查浓度变化趋势，便于生产事故影响因素的分析； 四，不需要手动检测，降低操作人员的工作量。在线浓度仪检测浓度有很大优势，