紡絲用聚苯硫醚切片干燥技術(shù)的研究
聚苯硫醚， 英文名稱為Polyphenylene sul鄄fide， 簡稱PPS， 是一種綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料， 具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐化學(xué)藥品性能強(qiáng)、高阻燃等優(yōu)點(diǎn)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)， 將聚苯硫醚制成單絲后， 加工成過濾網(wǎng)材用于電廠或鍋爐除塵等， 可大大降低更換頻率， 延長使用時(shí)間， 降低成本。紡絲用PPS 切片在加工過程中會(huì)含有一定水分， 含水率過高紡絲過程中容易產(chǎn)生斷頭， 甚至造成紡絲無法正常進(jìn)行。因此PPS 切片在紡絲前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。但是由于PPS 大分子中—S—基團(tuán)容易被氧化， 甚至導(dǎo)致大分子產(chǎn)生氧化交聯(lián)反應(yīng)， 從而影響PPS纖維的成形， 無法正常紡絲。所以切片的干燥方式的選擇至關(guān)重要， 既要保證一定的含水率，又不能使雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS 的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變， 所以本實(shí)驗(yàn)選擇真空轉(zhuǎn)股干燥機(jī)來進(jìn)行干燥， 既可以減少PPS樹脂的含水量， 改善含水的均勻性， 提高和控制雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS樹脂的結(jié)晶度及軟化點(diǎn)， 又能避免PPS被氧化。本實(shí)驗(yàn)通過研究不同的干燥工藝對(duì)切片含水率的影響， 尋求一套復(fù)合紡絲要求的*佳干燥工藝， 同時(shí)通過控制工藝條件使切片的表面結(jié)晶度變化在一定范圍內(nèi)， 為后道紡絲提供上等的原料。
干燥溫度對(duì)雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS 切片干燥效果的影響真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是干燥質(zhì)量高， 更換品種容易， 干燥過程中特性黏度降小。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐得知， 干燥溫度對(duì)切片干燥過程影響很大。一般是干燥溫度愈高， 為達(dá)到工藝要求含水率所需時(shí)間愈短， 干燥的效果也愈好，但過高的干燥溫度會(huì)使PPS 切片的黏度降增大，甚至使切片顏色變黃， 影響紡絲質(zhì)量。據(jù)資料知， 干燥溫度通常選取（130 ± 5） ℃， 鑒于本實(shí)驗(yàn)采用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)， 可以使干燥溫度偏低， 故選取干燥溫度在105 ～ 145 ℃之間進(jìn)行試驗(yàn)， 干燥時(shí)間為16 h。
當(dāng)干燥溫度低于135 ℃時(shí)， 隨著干燥溫度的提高， 干燥速率加快， 故干燥效果提高， 切片的含水率由0. 0069％下降至0. 0020％， 切片的色澤基本無變化； 當(dāng)干燥溫度超過135 ℃后， 切片的含水率趨于平衡， 但是切片色澤變黃嚴(yán)重。因此， 干燥溫度越高，達(dá)到工藝要求含水率所需時(shí)間愈短， 且趨于平衡的含水率越低。但是干燥溫度過高， PPS 切片有變黃的現(xiàn)象， 說明高聚物出現(xiàn)氧化反應(yīng)， 所以， 選擇干燥溫度要盡量避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。另外， 實(shí)驗(yàn)中真空轉(zhuǎn)股干燥機(jī)采用導(dǎo)熱油加熱，真空度為0. 088 MPa。因此， 綜合各方面的因素考慮， *佳干燥溫度選擇在115 ～ 125 ℃之間時(shí)， 得到的切片的含水率較低， 品質(zhì)較好。
干燥時(shí)間對(duì)雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS干燥效果的影響
在本干燥實(shí)驗(yàn)過程中， 視干燥介質(zhì)(熱空氣) 的溫度、濕度、流速及與物料的接觸方式在整個(gè)干燥過程中均保持恒定， 即恒定干燥。切片的干燥效果主要受干燥速率的影響。隨著干燥時(shí)間的延續(xù)， 水分被不斷汽化， 濕物料的質(zhì)量減少，隨著干燥時(shí)間的延長， 物料的自由含水量趨近于零。干燥速率就是單位時(shí)間內(nèi)汽化的水份質(zhì)量。
當(dāng)干燥溫度為125 ℃、真空度0. 088 MPa， 干燥時(shí)間低于20 h 時(shí)， 隨著干燥時(shí)間的延長， 雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS切片的含水率急劇下降，切片的色澤基本無變化； 當(dāng)干燥時(shí)間超過20 h后， 切片的含水率趨于平衡， 但是當(dāng)干燥時(shí)間超過24 h 后， 切片的顏色開始變黃。因此， 選擇合適的干燥時(shí)間對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過程非常重要。干燥時(shí)間太短， 達(dá)不到工藝所要求的含水率； 干燥時(shí)間太長， 切片的質(zhì)量不容易控制， 并且耗電，耗汽量增加， 成本加大， 設(shè)備的生產(chǎn)能力降低，合理的干燥時(shí)間應(yīng)該選擇趨于平衡水分后1 ～ 2h， 使之有一個(gè)切片之間和切片內(nèi)部含水率的均衡過程， 以控制切片的含水率*低， 且較均勻。因此， 綜合以上各個(gè)因素， 選擇*佳干燥時(shí)間為20 ～ 22 h。
干燥溫度對(duì)雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS 切片結(jié)晶度的影響PPS 切片的冷結(jié)晶溫度（Tc） 為125 ℃， 根據(jù)結(jié)晶原理， 干燥溫度在結(jié)晶溫度附近， 隨著PPS 切片中水分的去除， 同時(shí)伴隨著高聚物結(jié)晶的發(fā)生， 在一定的干燥溫度下， PPS 切片的結(jié)晶速度與干燥時(shí)間成正比。在玻璃化溫度Tg 和熔點(diǎn)Tm 之間， 干燥溫度越高， 越容易結(jié)晶， 但是過高的結(jié)晶度會(huì)使PPS 切片熔點(diǎn)提高， 不易熔融， 在后道紡絲中必須提高紡絲溫度， 這樣螺桿擠壓機(jī)容易發(fā)生故障， 不利于紡絲過程的進(jìn)行。要適當(dāng)控制PPS 切片在干燥過程中結(jié)晶度的增加， 使其具有適合后序紡絲的結(jié)晶度要求。因此， 在PPS 切片的干燥過程中干燥溫度不宜太高。
在冷結(jié)晶溫度附近干燥時(shí)， 熱焓值有所增加， 隨著干燥溫度的升高，結(jié)晶速率有所提高， 結(jié)晶度增大， 當(dāng)干燥溫度超過135 ℃時(shí)， 結(jié)晶度大于13. 73。但對(duì)于紡絲來說， 切片的結(jié)晶度不宜太大， 因此干燥溫度的選擇應(yīng)該考慮結(jié)晶度的變化。所以干燥溫度不宜高于135 ℃。
通過對(duì)雪佛龍菲利普斯Ryton R-4XT PPS切片干燥過程中切片的含水率與干燥溫度和干燥時(shí)間的分析試驗(yàn)， 得到PPS切片*佳干燥工藝為： 真空度在0. 088 MPa 時(shí)，干燥溫度： 120 ～ 125 ℃， 干燥時(shí)間： 20 ～ 22 h，干切片的含水率： 小于0. 0030％。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)， 干燥后的切片很容易再吸收水分， 含水率上升。使切片的含水率達(dá)不到要求， 因此防止干切片在貯存過程中重新吸濕是相當(dāng)重要的問題， PPS 干切片應(yīng)在低于70 ℃時(shí)出料， 避免與空氣接觸被氧化變黃。在實(shí)際生產(chǎn)中建議采用干燥的惰性氣體N2 保護(hù)。