发布时间：2025-01-20 13:49:50
1、原料准备
单体储存与输送：碳纤维纺丝丝束原液聚合常用的单体主要是丙烯腈（PAN），它是合成聚丙烯腈基碳纤维的主要原料。丙烯腈通常储存在大型的不锈钢储存罐中，储存罐配备有温度和压力监测装置，以确保单体处于稳定的状态。在输送至反应釜之前，通过管道系统和计量泵，按照预定的配方***控制单体的输送量。
引发剂和添加剂准备：引发剂如偶氮二异丁腈（AIBN）或过硫酸钾（KPS）等，用于引发聚合反应。这些引发剂需要***称量并溶解在适当的溶剂中，制成引发剂溶液。同时，根据产品的具体要求，还可能需要添加其他添加剂，如共聚单体（如丙烯酸甲酯、衣康酸等）来改善聚合物的性能。这些添加剂也需要经过***计量后备用。
2、聚合反应
反应釜进料：将计量好的单体、引发剂溶液和添加剂通过管道依次注入反应釜。反应釜通常是带有夹套的不锈钢容器，夹套用于温度控制。在进料过程中，要确保物料均匀、缓慢地进入反应釜，以防止局部浓度过高引发剧烈反应。
反应条件控制：
温度控制：聚合反应对温度非常敏感。对于丙烯腈聚合，反应温度一般在 50 - 80℃之间。通过向反应釜夹套中通入热水或热油来加热，或者通入冷却水来冷却，以维持反应温度的恒定。温度控制系统由温度传感器、控制器和加热 / 冷却介质循环系统组成。温度传感器实时监测反应釜内的温度，并将信号反馈给控制器，控制器根据设定的温度值调节加热或冷却介质的流量。
搅拌控制：反应釜内配备有搅拌装置，如锚式搅拌桨、桨式搅拌桨或涡轮式搅拌桨等。搅拌的目的是使反应物料充分混合，***聚合反应在整个反应釜内均匀进行。搅拌速度一般根据反应釜的大小、物料的性质和反应的剧烈程度来确定，通常在 50 - 500rpm 之间。
压力控制：聚合反应可以在常压或略高于常压的条件下进行。在反应过程中，反应釜内的压力会随着反应的进行和温度的变化而略有波动。通过安装在反应釜上的压力传感器和压力调节阀，可以将压力控制在安全和合适的范围内。
聚合反应过程：在引发剂的作用下，单体开始发生自由基聚合反应。以丙烯腈为例，引发剂分解产生自由基，自由基攻击丙烯腈单体的双键，引发链式聚合反应，使单体分子不断连接形成聚合物链。随着反应的进行，聚合物的分子量逐渐增大，反应体系的粘度也不断升高。聚合反应的化学方程式如下（以丙烯腈聚合为例）：
反应监测：通过在线粘度计实时监测反应体系的粘度。因为粘度与聚合物的分子量、分子链形态等密切相关，所以可以根据粘度的变化来判断聚合反应的进程。当粘度达到纺丝所需的范围时，说明聚合反应基本完成。同时，还可以通过其他分析方法，如凝胶渗透色谱（GPC）等离线检测聚合物的分子量及其分布情况。
3、出料与输送
出料控制：聚合反应完成后，通过反应釜底部的出料口将纺丝原液排出。出料口配备有阀门，通过控制阀门的开度来调节出料的流量。在出料过程中，要确保原液的温度和粘度保持在合适的范围内，以防止原液在管道中凝固或出现流动性问题。
输送至纺丝装置：排出的纺丝原液通过管道输送系统被送至纺丝装置。管道通常采用保温措施，如包裹保温材料或采用伴热管道，以防止原液在输送过程中温度降低过快而导致粘度升高。输送泵提供足够的压力，使原液能够顺利地到达纺丝装置。在输送过程中，还可以对原液进行进一步的过滤，以去除可能存在的固体杂质，确保纺丝质量。
