聚丙烯短纤维生产流程

聚丙烯短纤维生产流程设计

一.聚丙烯纤维. 聚丙烯短纤维

聚丙烯纤维，中国称丙纶，以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维,是化学纤维中最轻的品种；强度为35～62cN/dtex；耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等。聚丙烯短纤维能很好地提高砂浆/混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冲磨性、抗冻能力、抗爆能力及改善混凝土的和易性。数以千万计的纤维均匀分布在砂浆/混凝土中，起到很好的微配筋作用，这样很好地保持了结构的整体性，避免了结构受到冲击破坏时分散成许多碎片，防止了结构中钢筋的锈蚀，能大大延长工程的使用寿命，减少工程的维护成本。

聚丙烯短纤维特点

1.较高的强度和弹性模量，有利于混凝土的力学性能。

2.与水泥表面握裹力强，亲水性处理利于挂灰，提高强度。

3.分散性极佳，不抱团，有效保证其防裂性能的发挥。

4.纤维化学性能稳定，耐酸碱性极强。

聚丙烯短纤维用途

用于抗裂腻子粉，保温砂浆，混凝土，建筑工程层面，墙体，地坪，水池，地下室，及通路桥梁工程中，具有抗裂抗渗，耐磨，提高韧性，提高冲击力，防爆，还具有耐扯离，提高新老界面结合力

主要功能

1.提高混凝土的耐火性能

2.改善混凝土的耐久性，抗老化性性能

3.提高混凝土的抗冲击、抗折、抗疲劳、抗震

4.提高混凝土的抗冻融性能

5.提高混凝土的抗渗透性能

6.阻止混凝土裂缝产生

短纤维生产流程设计说明

二．聚丙烯纤维的纺制

1.初生纤维的制成

1.1熔融

将母粒通过料斗加入螺杆挤出机中，通过螺杆的旋转作用，母粒将进入螺杆挤出机中。通过螺杆挤出机外壳的加热作用，母粒熔融。螺杆挤出机的进料段加热温度低，为220℃，以防母粒融化不能进入下一阶段；压缩段温度为240℃，计量段温度为230℃。一般螺杆挤出机长径比为20:1，直径D=160mm；螺杆挤出机的转速通过控制压力来控制。影响产量的因素为螺杆直径与转速。

图1 螺杆挤出机的结构图

1.2预过滤

由螺杆挤出机挤出的熔融体可能含有一定的杂质，可通过过滤除去。过滤网为不锈钢金属网，为400目筛子。在过滤网前后都装有压力表，当压力相差不大时，则应考虑更换过滤网。

图2 过滤器结构图

1.3熔体分配及计量

把从过滤器出来的熔体分为四个出口，通过齿轮计量泵计算流量和增压。一般装有四个计量泵。计量泵的规格有60ml/转和120ml/转，在本工艺中，采用120ml/转规格。

1.4纺丝

熔体经预过滤及混合后进入纺丝箱体，箱体由蒸汽加热, 可以使箱体内组件温度控制在士1℃以内。喷丝板内径为300nm,外径为400mm的圆盘，板孔呈放射状分布。喷丝板一般有两种规格：

熔体通过喷丝板流出，形成丝束。

图3 纺丝组件及喷丝板

（a）纺丝组件结构图（b）喷丝板示意图

1.5骤冷

纺好的丝通过由里往外的内环吹风进行冷却形成纤维。

1.6上油

聚丙烯是一种强磨蚀行材料，易产生静电。丝束通过浸油槽，进行上油工序。上油的目的主要是通过表面活性剂的加入防静电，改善手感，并增家抱合性。上油方式主要分为接触式、喷淋式、浸入式，在本工艺中，采用接触式浸油。在浸油过程中，要保证油面稳定。

二. 初生纤维的后加工

2.1牵伸及软化

从导丝滚形成粗细均一的纤维后，置于牵伸机上，增强其拉伸性能。

接着通过蒸汽箱，温度为110-120℃，使纤维软化。

2.2快牵伸

纤维软化后，再次通过牵伸机，进行快牵伸。慢牵伸与快牵伸速度相差三倍，把纤维拉伸三倍，即牵伸比为3:1

图4 牵伸结构图

2.3后上油

纤维经过再次上油，保持其柔软度和含油量。之后通过张力架，保持丝束张力恒定。张力架一般有两个固定轮和一个可滑动轮构成，通过自动感应装置控制。

2.4卷曲

上油后丝束进入填塞箱式卷曲机，卷曲机上、下压辊通循环冷、热水。其由热水槽的热水循环系统供给。上、下压辊的间隙很小。卷曲后丝束经张力平衡后再进行第二道卷曲机，加强卷曲效果。

图5 卷曲机的工作原理

2.5热定型

接着通过摆丝杆进热定型机进行热定型, 其温度控制在120℃。在晾板上对丝束晶型定型。丝束速度一般控制在60-80m/min。

2.6切断

将丝束放入切断机，这种切断方式是采用由四周装有锋利切刀的“转盘”与自由旋转的“压轮”组成的压力切断机构，将待切纤维束经导向杆缠绕在“转盘”上，使纤维束压住刀口，随着“转盘”的不断转动，待切纤维束层数增加，厚度也随之增加，致使“转盘”上的刀与“压轮”间的压力不断增大，接触刀刃的纤维束被切断。通过调整“转盘”上的刀片数

和刀片间距来控制纤维的切断长度。

图6 切断机的工作原理

2.7打包

利用双箱式打包机进行打包。一箱进料预压，另一箱打包捆扎、出包。自动打包。包重按一定切断速度与总旦数折合时间来控制

工艺计算

工艺计算：

（1）1500T/a聚丙烯短纤维所需计量泵转速计算

1500×1000000÷0.91÷4÷7000÷60÷120=8.176（转/分钟）

（2）5000T/a聚丙烯短纤维所需计量泵转速计算

5000×1000000÷0.91÷4÷7000÷60÷120=27.25（转/分钟）

故选取计量泵转速范围9~27（转/分钟）。

（3）1500T/a聚丙烯短纤维纺丝速度计算

54000孔板，0.4mm，长径比4

54000×v×1.5÷9000×0.85=9×0.91×120

V=25.69（米/分钟）

（4）5000T/a聚丙烯短纤维纺丝速度计算

27000孔板，孔径：0.6mm，长径比4