[發明專利]一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法

有效

• 申請號: 202110367581.2
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113174085B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 韓笑笑;郝俊杰;常春報;劉納新;李晉虎;賈東森
• 申請（專利權）人: 山西鋼科碳材料有限公司
• 主分類號: C08J11/08
• 分類號: C08J11/08;D01F9/22;C08L33/20
• 代理公司: 北京煦潤律師事務所 11522
• 代理人: 梁永芳

本發明是關于一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法，涉及聚丙烯腈基碳纖維技術領域。主要采用的技術方案為：一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法，包括如下步驟：對聚丙烯腈纖維廢絲進行粉碎處理，得到粉粹處理后的聚丙烯腈纖維廢絲；對粉碎處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行萃取處理，以除去聚丙烯腈纖維廢絲上的油劑；對萃取處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行水洗處理；對水洗處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行干燥處理；對干燥處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行溶解處理，得到混合液；對混合液進行后處理，得到紡絲液。本發明主要用于對聚丙烯腈纖維廢絲進行回收及再利用，提高回收得到的紡絲液的純度，同時確保由該紡絲液制備的碳纖維的性能指標。

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯腈基碳纖維技術領域，特別是涉及一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法。

背景技術

聚丙烯腈基碳纖維以其優異的性能而廣泛應用于航空航天、能源裝備、交通運輸、建筑工程、體育休閑等各個領域；其是國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性高科技材料。當前，聚丙烯腈基碳纖維的生產制備成本較高，嚴重制約其發展和應用。聚丙烯腈基碳纖維的高成本是由其生產工藝的復雜性決定的，整個生產過程需要經過聚合、紡絲、預氧化、碳化等多個復雜的工序，生產成本主要包括原絲(聚丙烯腈纖維)的生產成本和碳纖維的生產成本。

原絲的生產成本約占總成本的50％以上，目前，國內外主要從兩方面降低原絲的生產成本，一方面是開發廉價、可替代的原材料，一方面是改進現有原絲的生產工藝技術，采用提高紡絲速度、提升絲束規格、降低原輔料消耗、提高原絲收率等方法。

原絲的生產工藝包括凝固成型、水洗、熱水牽伸、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸、熱定型等，生產過程中因更換過濾器、噴絲板、周期性開停車、斷絲、指標不合格及新產品開發試驗等因素產生大量廢絲，廢絲作為廢物處理會造成極大浪費。因此，探索聚丙烯腈基纖維廢絲(即，聚丙烯腈基原絲廢絲)的回收利用方法對降低原絲成本、碳纖維成本具有重要意義。

目前，也有相關技術提出對聚丙烯腈基纖維廢絲進行回收，具體回收方法是將廢絲剪碎，然后將剪碎的廢絲在N,N-二甲基甲酰胺溶劑中溶解，得到紡絲液，形成的紡絲液作為其它工藝的原料，從而實現了對聚丙烯腈基碳纖維原絲廢絲的回收利用。

但是，本發明的發明人現有上述相關技術至少存在如下技術問題：回收得到的紡絲原液的純度低、雜質多，并且，將其再次利用生產的聚丙烯腈基碳纖維的性能低。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法，主要目的在于對聚丙烯腈纖維廢絲進行回收及再利用處理，提高回收得到的紡絲液的純度，同時確保由該紡絲液制備的碳纖維的性能指標。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明的實施例提供一種聚丙烯腈纖維廢絲的回收及再利用方法，其包括如下步驟：

粉碎處理步驟：對聚丙烯腈纖維廢絲進行粉碎處理，得到粉粹處理后的聚丙烯腈纖維廢絲；

萃取、水洗處理步驟：對所述粉碎處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行萃取處理，以除去聚丙烯腈纖維廢絲上的油劑；對萃取處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行水洗處理；

干燥處理步驟：對水洗處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行干燥處理；

紡絲液制備步驟：對干燥處理后的聚丙烯腈纖維廢絲進行溶解處理，得到混合液；對所述混合液進行后處理，得到紡絲液。

優選的，所述萃取處理的步驟在萃取罐中進行；其中，所述萃取罐的頂蓋設置有下壓裝置；其中，進行萃取處理時，將粉碎處理后的聚丙烯腈纖維廢絲置于萃取罐內，并向萃取罐內注入萃取溶劑，且使所述粉粹處理后的聚丙烯腈纖維廢絲浸沒在所述萃取溶劑中；其中，在萃取處理的過程中，通過控制所述下壓裝置重復進行下壓-提拉的動作，以在下壓的動作中，擠壓所述聚丙烯腈纖維廢絲。

優選的，所述下壓裝置包括：