Лекция 27. Производство вискозного волокна. Отделочные операции

1)Особенности получения вискозного волокна

Вискозное волокно( штапельное) выпускается в виде жгута или виде коротких отрезков(штапельков)- применяется для изготовления трикотажных изделий текстильных изделий, а также для набивки матрасов, уплотнителей в автомобильной промышленности, изготовление ковровых изделий. Вискозное волокно служит заменителем хлопка и шерсти, поэтому волокно выпускают подобно хлопку и шерсти.

1.1 Расход сероуглерода увеличивается до 34 % от α целлюлозы

Состав вискозы

ОВЦ 9-9,5

Щелочи 6-6,5

Индекс зрелости по хлориду аммония 15-17 мл (молодая)

1.2 Производительность прядильной машины высокая. Для увеличения производительности машины необходимо увеличить:

-производительность дозирующего насоса

-количество отверстий в фильере (30000-5000 для блочных фильер)

-увеличить диаметр отверстий в фильере

1.3 Состав осадителньой ванны

H₂SO₄ – 110-140 г/л

ZnSO₄ - 14-20 г/л

Na₂SO₄ - 260-320 г/л

Температура 46-48 ⁰С

Чем ниже содержание ZnSO₄ в осадительной ванне, тем меньше прочность волокна.

1.3 Перепад осадительной ванны составляет от 5 до 7 г/л (перепад – это разность концентраций подаваемой осадительной ванной и отводимое с машины формования)

Особенности получения волокна шерстиподобного и хлопкоподобного

В производстве вискозного волокна производится отгонка H₂S при формовании в трубах ОСУТ

Отгонку производят пластификационной ванне при температуре 96-98⁰С и концентрация серной кислоты до 15 г/л.

Формование вискозного волокна

Для получения вискозного волокна применяют штапельный агрегат марки ША-25-ИР (25 производительность). Данный агрегат состоит из прядильной машины ПШ-250-И2, трубы ОСУТ, жгуторезки, машины орасительного типа, грабильно-мыловочной машины, ленточные сушилки и упаковочные пресса.

Схема формования вискозы

Вискоза- дозирующий насос- фильтр палец- червяк- фильера- осадительная ванна

Свежесформованный жгутик поступает на систему тормозных роликов затем на приемный диск где производится соединение жгутиков с 12 прядильных мест. Полученный жгутик вытягивается в пластификационной ванне за счет разности скоростей вращения парных цилиндров. Затем жгут со 168 прядильных мест поступает в трубу ОСУТ для отгонку сероуглерода.

Отгонка сероуглерода

Проводится с целью

1.охраны окружающей среды

2.снижения удельной нормы расхода сероуглерода

Различают следующие способы регенерации сероуглерода

1.Конденсация паров сероуглерода

2.Абсорбция маслом

3.Адсорбция активированным углем

Выбор метода зависит от концентрации сероуглерода

Схема регенерации сероуглерода в трубах ОСУТ

Резка жгута

Производиться с целью получения волокна подобного хлопку и шерсти. Для резки применяют жгуторезку, которая состоит из двух делительных колес с прорезями и ножевой головки, в которую устанавливают ножи. Прорези в делительных колесах должны совпадать. При вращении колес в разные стороны жгут зажимается между ними, прорези совпадают и нож режет волокно через прорези. Полученные отрезки жгута при помощи воды поступают в трубу-раскладчик, затем на отделку.

Отделочные операции

Как уже указывалось при описании производства вискозной текстильной нити, отделка проводится для удаления кислоты, со­лей и различных загрязнений, содержащихся в волокне, прошед­шем осадительную и пластификацнонную ванны, в том числе и серы, а также для придания волокну мягкости, бе­лизны и необходимого грифа. При отделке волокна проводят следующие основные операции:

1) отмывка (от кислот и солей, уносимых волокном из осади­тельной или пластификационной ванны);

2) десульфурации (удаление серы с волокна) и отмывка от реагентов десульфурационной ванны;

3) кисловка (для растворения солей кальция, железа и дру­гих соединений, придающих волокну желтоватый оттенок) и от­мывка от кислоты;

4) авиваж (для улучшения мягкости, рассыпчатости и грифа).

1.Промывают волокно умягченной водой с температурой 50—80 °С (в зависимости от установленного оборудования и выбран­ного технологического режима). При более высокой температуре воды ускоряется промывка, но увеличивается расход тепла.

2.Для десульфурации вискозного волокна применяют те же рас­творы, что и для текстильной нити.

Наибольшее применение нашел раствор едкого натра, причем зачастую используют так называемую канализационную щелочь, получаемую в виде отходов на регенерационных установках ед­кого натра.

Наличие свободного едкого натра вызывает сильную усадку во­локна, повышая тем самым его извитость и сцепляемость.

3.Для кисловки применяют серную кислоту с концентрацией 0,5—1 г/л при 20—50 °С.

Для производства специальных видов волокна, предназначен­ных для крашения в светлые тона, вводится дополнительная опе­рация — отбелка гипохлоритом натрия или другими белящими веществами (хлорит натрия, пероксид водорода и т. п.).

Аппаратурное оформление процесса

Для отделки резаного вискозного волокна применяют исключи­тельно машины оросительного типа. На этих машинах движу­щийся слой волокна обрабатывают реагентами путем орошения его через сетки соответствующим раствором. Для каждой жидко­сти предусмотрена своя сетка.

В зависимости от принципа транспортирования волокна отде­лочные машины подразделяются на сеточные, лонжеронные к др.

Сеточная машина является наиболее распространенной маши­ной для отделки волокна в резаном виде. Она имеет три или че­тыре транспортера, выполненных в виде мелкой проволочной сетки из нержавеющей стали или из синтетических волокон (например, волокна капрон). На этих транспортерах вискозное волокно оро­шается водой и отделочными растворами из сит.

Из жгуторезки волокно выходит в виде отрезков жгута, кото­рые надо разбить на отдельные волокна и уложить ровным слоем на сетку. Для этого применяют каскадные башни с качающейся разливочной трубой-раскладчиком или с системой труб-змеевиков. И в том и в другом аппарате куски волокон подвергают гидравли­ческой размывке.

В начале первой сетки отделочной машины происходит обра­зование слоя резаного волокна толщиной 30—40 мм. Избыток воды стекает под сетку. При перемене операций отделки раствор, уне­сенный волокном, отжимается валами, находящимися между сет­ками или на сетке.

Рабочая ширина сеток составляет 3200 мм. Скорость движения сеток регулируется бесступенчатым вариатором в пределах от 0,5 до 2,5 м/мин. При этом скорость движения последующей сетки больше предыдущей на 6—7%.

Жидкость, пройдя слой волокна, стекает в корыта-сборники, установленные под машиной (или в подвале), откуда насосом пе­редается снова на машину. Расход жидкости на одно сито состав­ляет около 20 м³/ч. Производительность сеточной машины составляет от 20 до 30 т готового волокна в сутки.

К недостаткам этой машины можно отнести сложность кон­струкции, возможность перекосов сеток и повреждения их краев.

Грабельно-мыловочная машина предназначена для замаслива­ния и авиважа резаного вискозного волокна. Обычно она устанавливается после отделочной машины оросительного типа, так как, по мнению многих специалистов, авиваж волокон на этих машинах происходит недостаточно полно. На описываемой машине масса погружается в раствор, благодаря чему она хорошо размывается и равномерно пропитывается авиважным раствором.

Грабельно-мыловочная машина состоит из барки для рабочего раствора, над которой размещена рама с граблями, совершаю­щая возвратно-поступательное движение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Волокно, попадающее в барку по наклонной плоскости, разбивается граблями и превращается в од­нородную плавающую массу, перемещающуюся к выходному тран­спортеру. Слой волокна, подхваченный роликовым транспортером, подводится под мощные отжимные вальцы и затем передается в сушилку.

Сушка и упаковка вискозного волокна

Сушка. Перед сушкой вискозное волокно рыхлится на рыхлительно-трепальной машине.

Сушилки для волокна имеют разнообразную конструкцию. Наи­большее распространение получили ленточные сушилки, в которых волокно сушится на ленточных транспортерах, обтянутых сеткой. одно-, трех- и пятиленточные сушилки. В целях интенси­фикации процесса устанавливают последовательно несколько сушилок (чаще всего три); целесообразно также ставить между первой и второй сушилками аппарат для дополнительного рыхления волокна,

Так же как и в сушилках для нити, вискозное волокно сушится циркулирующим горячим воздухом, подогреваемым в калориферах. Циркуляция воздуха осуществляется вентиляторами. Температура воздуха в начальных зонах сушилки поддерживается в пределах 100—105 °С.

Ниже приводится описание сушилки СЛШ-240-И для сушки резаного вискозного волокна. Это одноярусная секционная сушилка, оборудованная ленточным транспортером непрерывного действия шириной 2400 мм. Воздух проходит через слой волокна толщиной до 100 мм сверху вниз. Производительность сушилки 20—25 т/сут. Высушенное волокно содержит до 10% влаги.

Высушенное волокно подвергают кондиционированию. Для этого за сушилкой СЛШ-240-И устанавливают камеру конди­ционирования КЛШ-240-И, где влажность волокна дово­дится до кондиционной. Воздух увлажняется водой, распыленной в форсуночной камере, и вентилятором прогоняется через слой во­локна (сверху вниз). Машина имеет семь секций, ширина транс­портера составляет 2400 мм, температура в камере поддерживает­ся в пределах 20—25°С. В конце камеры установлен пневмо- рыхлитель, который подает волокно в бункер-конфузор, попутно разрыхляя его. Из бункера волокно транспортируется по трубо­проводу вентилятором к упаковочным прессам.

В производстве волокна применяют также сушилки других си­стем, в частности барабанные, работающие под вакуумом.

Упаковка. Из сушилки резаное волокно пневмотранспортом, оканчивающимся конденсором или циклоном, подается в отделение упаковочных прессов, где оно хранится в бункерах и по мере на­добности направляется к упаковочному прессу.

Ниже приводится описание двух упаковочных прессов, применя­емых на отечественных заводах. .

Упаковочный электрический пресс ПУ-75-» имеет два прессующих механизма (один для предварительной прес­совки и второй — для окончательной) три ящика, расположенные на равном расстоянии друг от друга и вращающиеся вокруг центральной оси пресса. В первый (свободный) ящик закладывают холстины из грубой ткани, которая служит оболочкой (мешков) для кипы. Во втором ящике производится предварительное, третьем — окончательное прессование.

Плотность прессования составляет 270 кг/м³, производительность пресса — 7 кип/ч (20 т/сут.).

Упаковочный гидравлический пресс Б-374А предназначен для упаковки хлопка, но его применяют и для упа­ковки вискозного волокна. Пресс имеет два ящика: один для на­полнения, другой для прессования. Подъем прессового устройства производится при помощи трехплунжерного гидравлического на­соса. Производительность этого пресса составляет 72 т/сут, или 15 кип по 200 кг в I ч; плот­ность прессования — 574 кг/м³.

Вопросы для закрепления

1.Особенности производства волокон

2.Отделочные операции производства волокон

3.Аппараты для отделки волокна

4.Аппараты для сушки волокна