化纤纺丝凝固浴在线浓度仪

coagulating bath ； spinning bath 又称纺织浴。

化学纤维湿法纺丝时纺丝原液自喷丝孔挤出后使之凝固成初生纤维的溶液。凝固过程中同时有物理和化学作用。即聚合物与凝固剂之间发生化学反应，以及原液中溶剂向凝固浴扩散，和凝固剂向原液扩散的双扩散作用。根据纤维品种不同，凝固浴的组分、温度、浓度、流量、丝束的浸长、张力、溶液高度等均是对纺丝成形和纤维质量有影响的工艺参数。纺丝机流回的凝固液经回收后有的可以回用。

化纤纺丝凝固浴在线浓度仪应用背景

特种纤维的研究和生产开始于 20 世纪 50 年代，首先投入工业化生产的是含氟纤维。随着航天和国防工业的发展， 60 年代出现了各种芳杂环类的有机耐高温纤维，如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维等，以及碳纤维、硼纤维等无机高强度高模量纤维；后来又研制出有机抗燃纤维如酚醛纤维等。到 70 年代由于环境保护和节约能源的需要，高强度高模量纤维和各种功能纤维得到较为广泛的应用。由于特种纤维具有众多的优异特性， 它在高性能纤维市场上，包括在海上油田的系泊绳、高性能轻质复合材料等方面均显示出极大的优势，在现代化战争和航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重的作用。因此我国近来纷纷上马了众多特种纤维项目。

     大多数特种纤维采用湿法纺丝制成。有些特种纤维制备工艺难度较大，如先用传统的纺丝技术纺出线型或分子量较低的纤维，然后再分别进行环化、交联、金属螯合、高温热处理、表面物理化学处理或等离子体处理等工序方能制得成品纤维；还有的需要采用乳液纺丝、反应纺丝、液晶纺丝、干喷湿纺、相分离纺丝、高压静电纺丝、高速气流熔融喷射和特殊的复合纺丝技术等新型纺丝工艺；也有的利用现有的合成纤维，通过功能团反应获得各种离子交换基团或转化为特种纤维。

因为凝固浴是对原丝截面影响至关重要的，因此对凝固浴溶液浓度进行精确控制是制备高质量 PAN原丝的重要保证 。

目前世界上生产的化学纤维品种繁多，据统计有几十种，一些新品种还在陆续问世。

湿法生产芳纶 1313 纤维和聚酰亚胺纤维，凝固浴溶液为 DMAC/LICL ；芳纶 1414 溶液为 H2SO4/SO3 ，腈纶溶液为 NASCN, 碳纤维为溶液 DMSO 等；在以上工艺过程中均需要凝固浴的工艺。聚合物在原液与凝固浴溶液相混合，配制成原液胶，通过计量泵经过喷丝板，进入凝固浴中，胶体内的 溶液与凝固浴中的溶液进行解析，形成一恒定的浓度平衡。准确测量凝固浴浓度，可适时控制凝固浴中的补给水的量。凝固浴溶液浓度的变化直接造成丝束发脆和丝束并丝等严重的质量问题。稳定的凝固浴溶液浓度环境对芳纶 1313 纤维、 1414 纤维、腈纶纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维成丝内在质量起到关键的作用 。

国内公司原有生产线测量成丝凝固浴的溶液浓度采用化验分析方法，每 2 小时取样一次，取样后在中心化验室由化验员用实验室型的酸碱滴定或阿贝折光仪（ Abbe Refractometer ) 来测量。这种测量方法对工艺数据滞后、取样环境、温度变化、人工操作、仪器受周围环境等因素都对化验数据的准确性造成影响。不能随工艺条件的变化做适时地调整，这样就不能够保障产品的稳定的质量指标。

为加强纺丝（原丝）产品质量管理和提高生产产能以及过程自动化程度，必须要用凝固浴浓度仪控制系统 , 使其能实时准确地检测凝固浴液体浓度及其变化；而凝固浴浓度仪又是凝固浴自动化控制系统中*的控制仪器。

化纤纺丝凝固浴在线浓度仪结构及功能

MPR E-Scan 在线浓度分析仪分体式结构设计，分为传感器和变送器两部分。

传感器由：蓝宝石棱镜（ 9Mosh ）、内置 PT1000 温度传感器、长寿命 LED 光源（ 100000h ）、 3648 像素分辨率 CCD 传感器组成；

变送器由： In 586sx 133MHz 的 CPU ， 6.7 寸（ 640×480 象素）彩色 LCD 显示器，键盘，  EPROM 存储卡及自动清洗系统组成。仪器操作界面友好软件，采用全屏蔽抗干扰设计、耐高温和振动、宽量程（ 0- ），出厂线性校准和自动温度补偿。内置 PT1000 温度传感器 ，在线检测 DMAC 的工艺温度，自动温度补偿并远处 0-10V 的温度测量值信号。仪器也可采用  RS-232 与计算机通讯，并可通过  4 ～ 20 mA 信号 与  DCS 相通讯。由  DCS 控制调节  DMAC 浓度。 MPR E-Scan 在线浓度分析仪，无耗材，免维护，无漂移。仪器的自动清洗清洗系统自动清洗棱镜及自诊断功能及时排除故障，保证仪器的准确性，可减轻维护人员的工作量。全浇注玻璃钢外壳和全屏蔽钢板内壁设计，保证了仪器可以在任何恶劣的工况条件下运行平稳。

化纤纺丝凝固浴浓度仪实践应用

MPR E-Scan 在线浓度分析仪测量凝固浴  DMAC 的浓度，工艺控制在  30% ～ 60% 之间。直接安装于凝固浴进口液体管路上，随时测量凝固浴 DMAC 浓度的变化，测量值传送到  DCS 通过  PID 调节，精确输出阀位信号控制凝固浴补给水量，保证 DMAC 的浓度恒定，这对纺丝丝束的内在质量起保障作用。 E-Scan 在线浓度分析仪运算速度快、准确，偏差小于  0.1% 。测量值基本保持线性。仪器有温度自动补偿，自动清洗棱镜等功能。操作简单方便、维护量少、工作可靠等优点。 MPR E-Scan 在线浓度分析仪在高温有腐蚀性 气体的环境下仍然十分准确。实践证明 E-Scan 在线浓度分析仪能 够为工业生产提供准确的数据，同时也为纺丝企业的产 品质量起到关键性作用，在国内是应用效果优良的一套浓度分析仪器。