化纤产业中聚酯产量最大,聚酯废弃物的堆积占用了大量的居住资源,对社会造成了极大的环境和资源压力。随着聚酯工业的迅速发展,聚酯废弃物的回收再利用越来越受到人们的重视。由于废旧纺织品存在成分复杂、品质波动大、特性黏度低等不利于再加工的问题,因此,走出一条高效回用且附加值高的道路成为了聚酯回收再利用的技术难题。随着生活水平的提高,人们对于舒适性的要求越来越高。超柔软纤维已经成为国内外各个纺织生产企业开发高档纺织品的一个热点纺织原料,它的使用能有效提高产品的档次和附加值。目前以常规方式生产超柔软聚酯短纤维的方式多种多样,但鉴于聚酯纤维自身的特性,多以降低线密度的方式来实现超柔软纤维的生产。以过低的线密度获得纤维手感是以牺牲纤维的蓬松性和弹性为前提,在满足手感的同时,失去了纤维应有的特性。因此生产既有超柔软手感而不失纤维应有蓬松性能和弹性的纤维成为了市场需求。宁波大发化纤有限公司在废旧聚酯纺织品醇解试验的基础上,对摩擦造粒、布泡料半自动投料系统及立卧双釜调质调黏工艺进行优化改进,研制了生产能力为t/a的物化结合法生产超柔软再生复合涤纶短纤维的生产线。生产工艺1双组分熔体特性黏度的确定通常在保证纤维可纺性的前提条件下,随着聚酯特性黏度的降低柔软度逐渐提高。因此,如何在既保证纤维可纺性的基础上保证纤维柔软的手感需要对熔体及两组分熔体特性黏度差异进行探索。经过多次试验表明,两种不同聚酯熔体的特性黏度在0.56~0.61dl/g之间,且两种熔体的特性黏度差保持在0.02~0.06dl/g范围内,纤维具有良好的卷曲性能和中空度。2复合纺丝工艺纺丝箱体中主副箱体合适的温度差是保证复合纺丝的关键,熔体温度差异目的是保证熔体进入复合纺丝组件时由相似或相近的熔体流动性,从而保证纤维具有良好的可纺性。对于超柔软复合再生涤纶短纤维而言聚酯熔体温度控制在在~℃之间。两种熔体的比例选择是纤维成形的关键之一,选择合适的熔体比例一方面可以获得成形良好的初生纤维,另一方面可以提高产品的经济型。通常在不影响纤维卷曲的情况下,以液相调质调黏的聚酯熔体为主其比例可以达到50%~70%。对于复合纺丝而言单一熔体的波动或双熔体的波动都会因熔体流动性瞬间差异的的改变纤维成形受到影响,纤维卷曲遭到破坏,所以维持泵前压力的稳定是保证纤维可纺性的关键之一,经过多次实验摸索,泵前压力稳定在5~7MPa之间较为合适。复合三维卷曲的形成取决于两种聚酯的内在的应力差异,合适的吹风速度是保证纤维具有光滑表面的关键。为此我们用密闭环吹风的方式替代原有的半敞开式吹风方式,有助于提高纤维缓冷效果,纤维能够形成足够大的牵伸倍数和良好的孔形(保证了纤维的中空度)。生产证明1.05~2.50m/s的冷却风速是较为适宜的。3后处理工艺并列复合三维卷曲不同于非对称冷却成形三维卷曲,常规的通过卷曲机获得卷曲的方式会对并列复合纤维的卷曲造成极大的破坏,为此以二辊牵引机替代卷曲机,从而减少卷曲箱对并列复合纤维卷曲的破坏,保证并列复合纤维在纤维与牵引机辊剥离时能够保持规则、均一的卷曲。为了保证纤维稳定性、均一性,本试验在一种专用匀风热定型烘箱(ZL.1)基础上进行优化改造。专用热定型装置如图1所示。
1—风机;2—回流管道;3—待定形纤维;4—输送链板;
5—加热器;6—吸风罩;7—箱体;8—匀风装置
图1专用热定形装置装置在进风口将整个流道分成多个等分,通过横向倾斜分流板将侧面圆口等分进风变成上部方口等分进风,接着中间增设分流板将分流流道再次加倍。将下部改为斜流板将风向转弯变得顺滑。风在流道内均匀分割及平顺导向最终变成上部竖向出风。保证了风在加热器吸收相同的热量,延长了加热器的寿命,稳定了纤维热定型度保证了纤维产品的一致度。同时对热定形烘箱进行加长处理,烘箱温度控制精度控制在±1℃以内,纤维的定型时间得到有效保障,纤维与纤维之间的差异性减少。纤维的定型温度在~℃,定形时间35~40min,确保附着在纤维表面的有机硅有充分的交联时间,有利于纤维柔软手感的形成。4产品质量指标物化结合法高值利用废旧聚酯纺织品生产的超柔软再生复合短纤维质量指标如表1所示。表1超柔软再生复合短纤维质量指标
检测项目指标蓬松度V1/(cm3/g)蓬松度V2/(cm3/g)44疵点含量/(mg/g)0压缩弹性回复率/%77中空度/%20纤度/dtex7.78长度/mm64结果表明:废旧聚酯纺织品最佳的醇解条件为℃,m(EG):m(PET)=2,m(Zn(AC)2):m(PET)=0.,反应时间为2.5~3h,反应压力为0.4~0.5MPa为最佳醇解条件,并对醇解产物进行了表征。立卧双釜的二级过滤精度及时间分别选用初级过滤精度目,使用5h和二级过滤精度目,使用16h,过滤效果最好。立式釜为24层,多孔板间距6mm,熔体停留时间约65min,增黏幅度最优,改进后的立卧双釜调质调黏的熔体特性黏度达0.~0.dl/g。对并列纺丝工艺及后处理工艺进行改进,并优化改造了生产超柔软再生涤纶短纤维用热定型烘箱。试验制得的再生复合涤纶短纤维手感超级柔软,无疵点,压缩弹性回复率77%,中空率20%。更多详细的内容,请查阅年第6期《合成纤维》。
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