阻燃丙纶产品工艺流程与研发分析

第一节 阻燃丙纶生产工艺流程分析

阻燃丙纶产品的生产工艺流程包括：晴纶纤维、纺纱、染色、阻燃处理、干燥、整理、打包、入库。

阻燃丙纶BCF时的纺丝温度与常规纺丝相比降低了40～50℃。这是因为在纺阻燃丙纶时，熔体中含有3.6～7.2的阻燃母粒，大大降低了大分子之间的作用力，使熔体粘度下降，因此纺丝温度降低。

在纺丝速度中，后拉伸倍数对阻燃BCF的物理机械性能影响较大，但后拉伸倍数不能提很高。相反要比常规纺丝低些。因为阻燃体系中含有三氧化二锑微粒，在熔融纺丝时起到成核剂作用，可使结晶速度加快，初生纤维的双折射和初始应力比常规初生纤维高，因此必须适当降低后拉伸倍数。

纺制阻燃丙纶时，纺丝速度比常规纺丝低。卷绕速度增大，阻燃丙纶丝的预取向增加，有利于无定型的准晶结构向单斜晶转变，提高初生纤维双折射，使得拉伸阻力速度增大，在后拉忡时，毛丝断头增多。

第二节 国外阻燃丙纶生产工艺发展阶段比较

国外阻燃丙纶企业的生产工艺已经相当成熟，当前已经进入技术改良阶段。随着聚丙烯生产技术的不断发展，特别是镍金属催化剂在聚丙烯工业生产中的应用更加成熟，将给丙纶提供更多样的原料选择途径。目前世界一些大公司已经工业化生产出采用镍金属催化剂生产的纤维级聚丙烯，可以加工超细纤维、熔喷无纺布等功能性丙纶产品。同时加工及改性技术的创新也为丙纶产品的更新换代创造了条件。

第三节 我国阻燃丙纶生产工艺创新历程与途径

目前，我国阻燃丙纶生产商对丙纶阻燃改性目前主要采取添加阻燃剂、与PP共混纺丝、织物阻燃整理和共聚改性。共混纺丝由于工艺简单、成本低、阻燃效果好而应用最广泛。阻燃添加剂最先以卤素系列为主，溴化物和二氧化三锑等协同使用，效果好，但对设备有腐蚀，纺丝时易分解产生有毒的卤化氢气体，影响操作环境和工人健康，且纤维物性指标下降，因而一般都在小试阶段，难以工业化生产。高分子材料的阻燃研究经历了含卤阻燃、低卤阻燃到无卤阻燃的发展过程。阻燃加工中使用的有效阻燃元素有：磷、氮、锑、溴、氯、硫等。而大多数阻燃剂是以磷为中心的元素的化合物。卤素在阻燃性能方面的次序为：I＞Br＞Cl＞F。不同阻燃剂的阻燃机理不同，一般认为：磷化物主要是固相阻燃，促使纤维炭化分解，减少可燃气体产生，卤元素主要是气相阻燃，阻碍分解气体的自由基燃烧反应。

第四节 国内阻燃丙纶生产设备简介

1、造粒机

造粒机是一种可将物料制造成特定形状的成型机械。广泛应用于化工、石化、制药、食品、建材、矿冶、环保、印染、陶瓷、橡胶、塑料等领域。根据结构和工作原理又个分为CF型回转带式冷凝造粒机平形双螺杆挤出机、转鼓干燥制片机、对辊干法造粒机、对齿造粒机、盘式真空冷凝造粒机等。在阻燃丙纶的生产中主要用于阻燃剂的加工。

2、熔融指数仪

用于聚乙烯、聚炳烯、聚苯乙烯、ＡＢＳ、聚酰胺、纤维树脂、丙烯酸酯、聚甲醛、氟塑料、聚碳酸脂等多种塑料材料的熔体质量流动速率（MFR）或熔体体积流动速率（MVR）来进行测定。

3、限氧指数仪

适用于匀质固体材料、层压材料、泡沫塑料、织物、软片和薄膜等材料的燃烧性能测试。该仪器是用来测定聚合物燃烧过程所需氧的百分比。可作为鉴定聚合物难燃性的手段。

4、旦尼尔秤

旦尼尔是细束蚕丝、人造纤维、尼龙等的质量单位，是指9000m长的纤维在公定回潮率时的质量克数，单位为旦。旦尼尔秤主要用于测量阻燃丙纶纤度。

第五节 国内阻燃丙纶生产设备应用现状

目前，我国阻燃丙纶生产设备主要包括阻燃剂生产设备和阻燃丙纶纺制设备。其中阻燃剂生产设备主要是造粒机，以螺杆直径75，长径比30：1的造粒机最为常见。阻燃丙纶纺制过程中又分为纺丝设备和测试设备，包括螺杆挤压机、纺丝箱、熔融指数仪、限氧指数仪、张力机、旦尼尔秤等。

第六节 我国阻燃丙纶生产设备技术研发动态

聚合物性能的好坏与其形态结构密切相关。填充聚合物是一种多相结构，相与相之间互相影响。填充物分散到聚合物基体中，混合越好则共混物性能越好。聚合物动态三螺杆挤出机从塑化混炼挤出机理上突破了传统设计思想的局限性，创造了一种在聚合物物料输送过程中引入振动力场以强化物料塑化混炼效果的方法，是一种多螺杆振动力场诱导的塑化混炼挤出设备。

三螺杆挤出机除具有双螺杆挤出机的塑化能力强、混合效果好及有较好的自洁性能等优点外，与双螺杆相比，螺杆每旋转一周都会增加物料混炼、均化、揉捏和剪切的次数，设备的混炼、熔融和分散混合的能力更强，因而尤其利于多相多体系物料的共混改性和连续挤出成型。三螺杆挤出机螺杆在机筒中的排列有一字排列、V字排列和正三角形排列三种。螺杆的啮合区增多，碾压剪切面积成倍增加。螺杆在运转中可对物料构成高效的挤压、破碎、揉捏、压延和拉伸作用。正是这种高效的捏炼作用，使三螺杆无需单螺杆或双螺杆的大直径或大长径比，就可获得与大直径或大长径比的单、双螺杆挤出机同等质量同等产量的生产效能。由于三螺杆挤出机具有高效的混合特性、结构的紧凑性和良好的经济性，其在挤出机领域正被逐渐推广应用。随着挤出机的发展，目前出现了三螺杆挤出机、四螺杆挤出机、行星螺杆挤出机等多螺杆挤出机。

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