远红外线加热干燥含水切片试验研究

远红外线加热干燥含水切片试验研究

当使用聚酯（pe）片生产短丝并加热且生产非织布时，碎片的干燥非常重要。这是因为注带切料后的切片含有大量的水分,且切片是无定形的聚合体,软化点较低,加热时热水解使大分子降解大,在螺杆挤压机进料区容易环结阻料。通过干燥,能够使切片含水率降低,分子结构均匀,从而保证产品质量和生产稳定。目前国内一些生产PET短纤维和PET非织造布的工厂,使用的切片干燥设备一般为间歇式真空干燥机或者是脉冲预结晶塔式热风干燥装置,这对生产规模小的化纤生产企业来说,能耗较高。由于电价不断上涨给企业带来越来越高的生产成本压力,因此节能降耗是企业走出经营困境必须采取的重要步骤。我们采用远红外线加热PET切片,能够使PET切片进行预结晶和干燥,并达到降低含水率的干燥效果。由于本技术采用远红外线加热,设备用电总装机功率为11.3kW,而且干燥切片的方式为脉冲式振动连续加工,与转鼓式真空干燥机(VC352)10h和装机总功率51kW相比,节能效果十分显著。本文对使用远红外线加热干燥PET切片的原理、干燥工艺条件和干燥切片的质量指标进行了讨论,并介绍了使用本设备干燥的PET切片纺丝试生产情况。1远红外线强、热强、能量强远红外线加热干燥是利用远红外辐射元件发出的远红外线被加热物体所吸收,直接转变为热能而达到加热干燥的目的。红外线是介于可见光和微波之间,波长在0.72~1000μm范围的电磁波。近年来被采用的红外线波长大多在6μm以上,高的可达到50~100μm,从而使原来高分子材料的加热过程从数十分钟缩短到几分钟。远红外线能够被物体吸收后产生热能,其原理是因为物质分子吸收一定波长的红外线能量后,产生共振现象,引起分子原子的振动,从而使物体变热。因此物体吸收红外线愈多,就愈容易变热。例如水分子(H从分析PET的远红外吸收光谱图可知,PET在远红外区有着较宽的吸收带,在波长5.7μm、8μm、9μm、10μm都有强烈的吸收峰(见图1)。水在远红外区同样也有很宽的吸收带,在3μm、5~7μm、14~16μm都有强烈的吸收峰(见图2)。由此可见,采用远红外线加热技术用于干燥PET切片,能够达到降低含水率的目的。2切割指标和试验设备2.1se切割指标PET特性黏度0.645~0.670dL/g,熔点264℃,干燥前含水率最高0.5%。2.2试验设备DL-3型压差式微量水分测定仪;乌氏黏度计,毛细管Φ0.88~0.90mm;化纤熔点仪,YG252型。3远红外线干燥设备和工艺3.1远红外线内的元件和料板远红外线干燥设备主要由支架、远红外发射元件、料板、电磁振荡器组成。外形结构与脉冲式流化结晶床相似。主要区别是干燥热源不是热风而是由远红外线发射罩内的元件产生的,详见图3。远红外干燥设备机架体是由10#槽钢焊成的。电磁震荡器是选用300W螺旋弹簧式机电产品。料板是以3mm不锈钢板制作,并对经纬结构进行了加固增强,料板底部装有与板面成20°夹角的震荡器支架,这样可使切片在料板上沿着重力和20°角抛物线前进。远红外发射元件是一根外表面喷涂80%TiO3.2干燥工艺3.2.1料板与发射管间距的影响切片干燥使用的远红外线发射元件安装在料板上方,分为进料区、烘干区和出料区三段,一般控制温度可根据切片干燥情况进行调节。远红外发射管与料板距离在120~170mm间调节。在干燥过程中,如加料不均匀时会使切片间产生黏结。通过调节料板与发射管间距后,切片由于相互撞击会散开。但间距调节会对干燥效果产生影响,距离愈大,料板温度愈低,切片含水率愈高。因此在调节远红外发射管到料板的距离时,应相应控制好切片前进速度,保证干燥效果,如表1所示。3.2.2热干燥设备的加工在干燥过程中,干燥时间是通过控制进出料速度来调节的。根据切片熔纺的工艺条件要求,采用远红外线加热干燥设备,时间控制是十分重要的。下面列举几组干燥时间与切片含水率关系的数据,见表2。根据以上数据,我们认为采用远红外线加热干燥切片,通过调节控制时间,基本上可以达到熔纺工艺的要求。采用本设备,干燥切片特性黏度的下降幅度与真空式转鼓干燥机相比,基本上是一致的,可以达到较好的干燥结果。4纺丝工艺的项质量指标使用远红外线加热干燥后的切片,经过化验分析,各项质量指标基本达到了纺丝工艺条件的要求。下面列举使用本设备干燥后的切片在VD-405螺杆挤压机上纺丝的生产数据,说明采用远红外线干燥PET切片是可行的。4.1干燥工艺干燥工艺及干燥后PET切片的性能如表3所示。4.2纺丝情况对无油丝特性黏度的影响纺丝工艺条件见表4,成品纤维性能见表5。纺丝生产中情况良好,后处理正常,测得无油丝特性黏度为0.629dL/g。表5的成品纤维质量指标都符合短丝产品标准。5切片含水率测定(1)采用远红外线干燥PET切片,在生产涤纶短丝和涤纶熔喷非织造布产品中应