楚一測(cè)控專業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)凝固浴濃度控制系統(tǒng)，DMF/DMAC/DMSO/NMP/NaSCN在線濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，DMAC濃度在線檢測(cè)，DMSO在線濃度儀，DMF在線折光儀
在腈綸濕法紡絲中，凝固浴濃度(NaSCN/DMAC/DMSO)穩(wěn)定直接影響紡絲成形的好壞，而紡絲成形直接關(guān)系到生產(chǎn)的平穩(wěn)性與成品絲束的質(zhì)量。本文主要分析了凝固浴濃度穩(wěn)定的重要性，講述實(shí)際生產(chǎn)中凝固浴濃度控制的兩種方法，手動(dòng)密度檢測(cè)法和楚一測(cè)控在線折光濃度儀控制法，并對(duì)兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。
凝固浴濃度控制系統(tǒng)在腈綸濕法紡絲中的重要性
腈綸全稱為聚丙烯腈纖維，是由聚丙烯腈或85% 以上的丙烯腈和其他第二、第三單體的共聚物紡制的纖維，腈綸工藝按紡絲成形方式可分為干法紡絲和濕法紡絲兩種，其中濕法紡絲的成形是靠紡絲原液浸入凝固浴中，紡絲原液中的溶劑NaSCN(腈綸濕法紡絲所用溶劑還有DMF、DMAC、DMSO、丙酮等，本文以NaSCN 為例)與低濃度NaSCN 溶液即凝固浴進(jìn)行雙擴(kuò)散，使得噴出的紡絲原液中聚丙烯腈濃度達(dá)到≥ 63% 的成形條件。
根據(jù)雙擴(kuò)散原理，紡絲原液在紡絲成形時(shí)主要發(fā)生三種變化：一，形態(tài)的改變，從液態(tài)→粘彈狀態(tài)→凍膠體；二、組成的改變，聚合物濃度變大；三、熱力學(xué)參數(shù)的變化，釋放熱能，溫度降低。
而影響成形效果的主要因素有：濃度差、溫度差、凝固浴流量等。在紡絲原液參數(shù)不變，溫度差及凝固浴流量，牽伸速度等易于控制的情況下，凝固浴濃度控制的穩(wěn)定性就直接關(guān)系到紡絲成形的好壞，凝固浴濃度過(guò)高或過(guò)低都不利于纖維成形，凝固浴濃度越高則濃度差越小，雙擴(kuò)散進(jìn)行的速度變慢，原液三態(tài)改變不*，紡絲成形不*，則初生纖維強(qiáng)度不夠，黏度較大，在拉伸過(guò)程中初生纖維易出現(xiàn)斷絲、并絲、疵點(diǎn)等情況，此類纖維進(jìn)入后續(xù)工序時(shí)，易造成纏輥等生產(chǎn)事故和纖維質(zhì)量強(qiáng)度不足、粉塵較多等質(zhì)量問(wèn)題。
凝固浴濃度越低則濃度差越大，雙擴(kuò)散進(jìn)行的速度變快，原液細(xì)流的表面形態(tài)改變較快，形成一種缺乏彈性而又脆硬的皮層，阻止原液細(xì)流中心處雙擴(kuò)散的進(jìn)行，導(dǎo)致初生纖維皮芯結(jié)構(gòu)不一，有孔洞產(chǎn)生，延伸性變差，拉伸時(shí)易斷裂產(chǎn)生毛絲，在后續(xù)工序中絲束易被拉斷造成纏輥等生產(chǎn)事故以及NaSCN清洗不*，絲束含NaSCN 較高、延伸性較差、絲束泛白失透等質(zhì)量問(wèn)題。
由此可見(jiàn)凝固浴濃度控制的穩(wěn)定與否，直接影響到濕法紡絲生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行和zui終產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，所以穩(wěn)定控制凝固浴濃度，保持濃度差波動(dòng)較小對(duì)腈綸濕法紡絲長(zhǎng)周期運(yùn)行具有重要意義。
腈綸濕法紡絲中凝固浴濃度(NaSCN/DMAC/DMSO)控制系統(tǒng)示意圖
凝固浴濃度控制的方法及優(yōu)缺點(diǎn)
凝固浴濃度隨著紡絲箱中雙擴(kuò)散的進(jìn)行，會(huì)不斷的增高，為保持凝固浴濃度的穩(wěn)定，需補(bǔ)加水或低濃度NaSCN 溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)加量的大小則根據(jù)檢測(cè)濃度來(lái)確定，zui終使得進(jìn)入紡絲箱系統(tǒng)的凝固浴濃度保持恒定。
檢測(cè)凝固浴濃度并調(diào)節(jié)的方法有很多種，zui常見(jiàn)的為手動(dòng)密度檢測(cè)再人工調(diào)整，在過(guò)往使用的密度法中，正常生產(chǎn)時(shí)，操作人員每隔1～ 2小時(shí)從紡絲箱中采2個(gè)樣品，再使用密度計(jì)檢測(cè)樣品密度，因?yàn)槭荖aSCN水溶液濃度和密度在固定溫度下成一定的關(guān)系，所以通過(guò)密度比較，確定濃度偏離情況，再根據(jù)偏離情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整稀NaSCN 溶液補(bǔ)加量，直至下次檢測(cè)確定調(diào)整情況。
這種控制方法存在很多弊端：一、密度計(jì)檢測(cè)密度因人工檢測(cè)，且不同人員觀測(cè)量有一定的偏差，所以精度不夠高；二、手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥大小來(lái)補(bǔ)加，靠經(jīng)驗(yàn)，屬于估計(jì)量，不能及時(shí)精細(xì)的控制補(bǔ)加量；三、每隔1～2h采一次樣進(jìn)行檢測(cè)，不能及時(shí)反映補(bǔ)加效果，同時(shí)操作人員工作量加大；四，濃度與密度的關(guān)系受溫度的影響，若溫度出現(xiàn)波動(dòng)，原有密度值不能準(zhǔn)確描述當(dāng)前溫度下的濃度，則調(diào)節(jié)不夠準(zhǔn)確。
使用楚一測(cè)控在線濃度儀檢測(cè)濃度并自動(dòng)跟蹤調(diào)整，是通過(guò)專門的細(xì)管從凝固浴調(diào)整后的位置引一股細(xì)流經(jīng)過(guò)楚一測(cè)控在線折光濃度儀，通過(guò)楚一在線濃度儀的折射率檢測(cè)流經(jīng)的凝固浴濃度，再通過(guò)自動(dòng)跟蹤濃度的自控閥自動(dòng)調(diào)節(jié)稀料補(bǔ)加量，確保凝固浴濃度穩(wěn)定在設(shè)定值。
在線濃度儀濃度檢測(cè)相對(duì)于手動(dòng)密度檢測(cè)有很多優(yōu)勢(shì)：一，隨時(shí)檢測(cè)濃度并通過(guò)自動(dòng)跟蹤的自控閥進(jìn)行補(bǔ)加量調(diào)整，保持濃度在設(shè)定值左右，且精度較高；二，濃度是通過(guò)折射率進(jìn)行換算，且楚一在線濃度儀自帶溫度參數(shù)補(bǔ)償，所以濃度檢測(cè)的度受溫度影響較?。蝗?，能及時(shí)反映濃度變化情況，可以通過(guò)濃度控制儀檢查濃度變化趨勢(shì)，便于生產(chǎn)事故影響因素的分析；四，不需要手動(dòng)檢測(cè)，降低操作人員的工作量。
楚一測(cè)控在線濃度儀檢測(cè)濃度有很大優(yōu)勢(shì)，但也有相應(yīng)缺陷：凝固浴中有部分雜質(zhì)，可能附著于鏡片表面，影響檢測(cè)結(jié)果；針對(duì)以上缺陷，楚一測(cè)控推薦用戶配置溶液過(guò)濾裝置，并且加裝自動(dòng)清洗組件對(duì)棱鏡自動(dòng)定時(shí)清洗。
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