Процесс производства волокна лавсан

Можно разделить на самостоятельные стадии:

- получение полимера ПЭТ;

- формование волокна,

- переработка сформованного волокна в готовую продукцию.

5.1 Получение ПЭТ

Технологическая схема производства ПЭТ может быть периодической или непрерывной и включает:

- растворение или расплавление ДМТ в ЭГ;

- переэтерификацию ДМТ;

- поликонденсацию ДГТ;

- литье расплава и гранулирование ПЭТ;

- сушку гранулята.

Периодическая схема с использованием в качестве сырья ДМТ и ЭГ. Основным технологическим оборудование является автоклав. Автоклав для расплавления ДМТ представляет собой сосуд с коническим днищем, стенки из нержавеющей стали, снабжен рубашкой и мешалкой, в которых циркулирует теплоноситель с температурой 130-150^оС, в рубашке давление пара 0,4-0,6 МПа. Но может применяться и ВОТ: динил, мобильтерм-600, АТМ-600.

Рис 82 –Автоклав для переэтерефикации

Рис 81 –Автоклав 1 – двигатель, 2 редуктор, 3 – муфта; 4 – штуцер; 5 – рубашка; 6 - электронагреватели; 7 – литьевая головка; 8 – мешалка; 9 – загрузочный люк.

Переэтерификация – технологический процесс обработки ДМТ ЭГ для получения ДГТ. Автоклав для переэтерификации ДМТ, представляет собой цилиндрический бак со сферическими днищем и крышкой, с мешалкой пропеллерного типа и дополнительными турбинками на валу. Для нагрева реакционной массы внутри аппарата помещен змеевик 4, по которому циркулирует теплоноситель.

В качестве теплоносителя применяют жидкий ВОТ, ароматизи­рованное масло АМТ-300 или водяной пар давлением 4,5 МПа (45 кгс/см²). На крышке автоклава на штуцере 2 установлена насадочная колонка, для улавливать возгоняю­щийся ДМТ и возвращать в аппарат ЭГ, пропуская метанол. Насадочную часть колонки заполняют кольцами Рашига 1. В верхней части колонки помещен трубчатый обратный холодиль­ник 2. Для предотвращения разрушения автоклава от взрыва на крышке аппарата на специальном штуцере устанавливается противовзрывная мембрана.

Температура до 160^оС.

Частота вращения мешалки 60-200 об/мин.

Время 1-1,5 часа.

ДМТ конденсируется и оседает на кольцах Рашига, пары ЭГ конденсируются в холодильнике. Сконденсированный гликоль стекает вниз.

Поликонденсация – образование ПЭТ из ДГТ.

Автоклав для поликонденсации в отличие от автоклава для переэтерификации не имеет внутреннего змеевика; обогревается он наружной приварной рубашкой 2, в которую подаются пары ВОТ. Интенсивное перемешивание вязкого полимера обеспечивает тихоходная винтовая ленточная двухзаходная мешалка 3. Т.к. процесс поликонденсации проходит под вакуумом, уплотнение вала мешалки выбрано с учетом надежной герметичности аппарата при вращающемся вале. К разгрузочному штуцеру автоклава крепится литьевая фильера.

Рис 83-Автоклав для поликонденсации

Температура при загрузке 245-250^оС, загрузка 1-3 т продукта, температуру поднимают в течении 1-2 часов до 280-290^оС, создают вакуум (чтоб не испарялся ЭГ), мешалка вращается со скоростью 20-40 об/мин. Общее время поликонденсации 5-8 часов.

Контроль процесса поликонденсации, т.е. готовность полимера, заключается в определении вязкости расплава. Чем выше молеку­лярный вес расплавленного ПЭТ, тем выше при одной и той же температуре вязкость расплава и тем больше сопро­тивление вращению мешалки в аппарате и потребляемая мощность.

Литье расплава и гранулирование ПЭТ

Расплав выдавливают в виде ленты через щелевую фильеру на вращающийся барабан охлаждаемый водой (70-80^о), ленты далее охлаждается в горизонтальной ванные и направляется на резку в гранулятор (продольная и поперечная резка).

Сушка

Проводится в барабанных сушилках 10-20 ч при 110-130^оС при загрузке за цикл 2-3 т. Сушилка обогревается острым паром через рубашку и змеевик.

Высушенный гранулят направляют на формование.

5.2 Формование волокна

Формование с использованием полученного гранулята на прядильных машинах.

5.3 Переработка сформованного волокна в готовую продукцию

Состоит в следующем:

- комплектация невытянутого жгута (комплектуется из отдельных нитей из каждого контейнера (таза);

- ориентационная вытяжка (при нагревании на вытяжных станах на 300-400% на первых станах и на 50-100% на 2и3 станах);

- гофрировка жгута (придание извитости за счет механического сжатия и прессования – для удобства смешения с другими волокнами);

- термофиксация жгута (для получения устойчивой формы витка, снижения усадки, стабильности волокна, повешения равномерности при окрашивании при температуре 110-150^оС 15-20 мин);

- резка жгута и упаковка готового волокна в кипы (для смеси с хлопком 35-40 мм, с шерстью и льном 65 мм).

Вопросы для закрепления

1.Стадии производства лавсана?

2.Аппараты для производства лавсана?

3. Стадии отделки волокна?

Литература

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. – М.: Академия, 2010.

2. Панова Л.Г. Термопластические связующие в производстве полимерматричных композиционых материалов: учебное пособие / Л.Г. Панова, Е.В. Плокунова- Саратов.: Сарат.гос.техн.ун-т, 2011 ,129 с.

3. Захарова Н.Д. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности / Н.Д. Захарова. – Л.: Химия, 2004, - 504 с.

4. Абалонин Б. Е. Основы химических производств: учеб. / Б. Е. Абалонин, И. М. Кузнецова, X. Э. Харламниди. - М.: Химия. - 2001. - 472 с.

5. Крыжановский В.К., Кербер В.В. Производство изделий из полимерных материалов: учебник для вузов/ В.К. Крыжановский, В.В, Кербер - СПб.: Профессия, 2004 -464 с.

6. Осошник И.А. Производство резинотехнических изделий: учеб. пособие / И.А.Осошник, Ю.Ф.Шутилин, О.В. Карманова; под ред. Ю.Ф.Шутилина. – Воронеж, 2007. – 533.

7. Резниченко Е.В. Эластомерные материалы и изделий – из прошлого в будущее / Е.В. Резниченко // Каучук и резина. – 2010. - №2. – С. 36-43.

8. Аверко - Антонович Л. А. Химия и технология синтетического каучука / Л. А. Аверко - Антонович, Ю. О. Аверко - Антонович, И. М. Давлетбаева, П. А. Кирпичников. - М.: Химия, 2008. - 357 с.

9. Захарова Н.Д. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности / Н.Д. Захарова. – Л.: Химия, 2004, - 504 с.

10. СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов– М.: Изд-во стандартов, 2003. – 28 с.

11. СНиП 23 - 05 - 03. Естественное и искусственное освещение. - М.: Стройиздат, 2003. - 136 с.