高分子材料专业新乡白露化纤生产实习报告(word).doc

新乡白露化纤生产实习报告实习学生：学 号：年级、专业：国教10级高分子材料与工程专业实习内容：粘胶纤维、浆粕和氨纶的主要生产工艺过程及生产基本知识实习时间：2013-4-1至2013-4-3实习地点：新乡白鹭化纤集团公司带教老师： 引言 本次生产专业实习主要是学习和了解浆粕、粘胶纤维、氨纶的制备工艺和生产过程；作为大学本科教育非常重要的一部分，教学与实践相结合，经过到产品生产车间的实地参观及带队技术人员的精心讲解，使我们对于浆粕、原液的制备工艺及粘胶纤维、氨纶的生产工艺过程有了真实、深刻的认识和了解，为我们今后的就业奠定扎实的实践经验和基础。同时，此次实习也使我们对于当下我国化纤产业现状、产品社会需求、工作待遇、员工生活状况及就业前景有了很大了解，对于我们毕业走入社会的个人发展具有积极的指导意义！ 实习单位简介新乡白鹭化纤集团有限责任公司是我国生产化纤纺织原料的大型一类企业。公司拥有总资产56亿元，占地面积320多万平方米；生产规模、经济效益在中国粘胶纤维行业中名列前茅；拥有新乡化纤股份有限公司、北京双鹭药业股份有限公司两个上市公司和新乡白鹭化纤集团设计研究所等5个子公司。新乡白鹭化纤集团有限责任公司主要产品有粘胶长丝、粘胶短纤维、氨纶共三大系列1000多个品种。近年来又相继研制出了有色粘胶纤维、竹浆粘胶纤维、蛋白粘胶纤维、芦荟粘胶纤维等10个品种的功能化纤维，申请国家专利50多项，产品注册商标为“白鹭”牌。 新乡白鹭化纤集团有限责任公司始建于1960年，1965年建成投产。经过50多年的发展，化学纤维年生产能力已达到24万吨，其中粘胶长丝6万吨，粘胶短纤维16万吨，氨纶2万吨，并拥有世界最大的粘胶长丝连续纺生产线和当今世界最先进的连续聚合干法纺丝氨纶生产线。主导产品粘胶长丝生产能力居世界前列。新乡白鹭化纤集团有限责任公司相继通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证和OeKo-TexStandard100生态纺织品认证。新乡白鹭化纤集团有限责任公司先后荣获“全国环保先进企业”、“全国五一劳动奖状”、“中国500家最大工业企业”、“中国工业企业综合评价最优500家”、“中国化纤行业竞争力十强”、“国家高新技术企业”等荣誉称号；“白鹭”牌粘胶长丝、粘胶短纤维在2007年被评为“中国名牌产品”。公司产品不仅行销国内，而且还出口到德国、意大利等30多个国家和地区。 III 实习的过程与内容 一、粘胶纤维的生产工艺过程粘胶胶纤维主要是以天然纤维素（如木材、植物藁杆等）为基本原料，经一系列生产工艺加工成纤维素黄酸酯溶液纺制而成的再生纤维素纤维。粘胶纤维是一类历史悠久、技术成熟、产量较大，品种繁多，用途广泛的化学纤维。根据纤维的结构和性能的不同，粘胶纤维可分为以下品种： 粘胶长丝 普通纤维 粘胶短纤维 高湿模量类 富强纤维 粘胶纤维 纤维 普通型强力纤维 强力纤维 超强型强力纤维 复合纤维、交联纤维 特种纤维 接枝纤维、阻燃纤维新乡白鹭化纤厂主要是生产粘胶长丝和短丝纤维的，其采用以棉短绒为原料，每年粘胶纤维的生产能力已达到10万余吨。粘胶纤维的生产主要工艺流程如下：浆粕的制备、纺丝原液的制备、纺丝(长丝和短纤) 、后处理、成品 浆粕的制备 纺丝原液制备 成品 后处理 （一）浆粕的制备先将原料棉短绒在压榨机上压榨处理，然后经蒸煮、打浆、碱化及抄浆等工艺制备出棉浆。其生产设备有：予浸压榨机、蒸煮机、前选圆网机、漂白机、后选圆网机、抄浆机、烘干机、切纸机，整个生产流程为：预浸投料压榨开棉 棉短绒 蒸煮前精选网带洗涤打浆 后精选真空洗涤氯碱化漂白 入库打包 抄浆 压榨时要加入一定浓度的化学试剂烧碱溶液，并进行加热（90左右），促进棉短绒发生断裂；棉短绒经过蒸煮除去了大部分半纤维素和其他非纤维素化合物，从而降低了聚合度，蒸煮的温度为180左右。打浆是将纤维素切断，网带洗涤是除去残碱，漂白是除去有色杂质和残存的木素，灰分铁质并最终调节纤维素的聚合度，所用药剂为NaClO和Na2S2O3，温度一般为46。抄浆是在抄浆机上进行的，自动化程度很高，中间经过一系列滚筒干燥，最后整张浆粕被切成几小块。经过以上工序的处理加工，最后制备出a-纤维素含量高，聚合度分布均匀，且所含杂质少的生产用浆粕。现在，新乡化纤厂出于生产成本上的考虑，浆粕的制备车间已经停产，公司直接从其他厂商买进浆粕，这也是公司市场化运营的一种有效举措，带队的技术人员也只是给我们简要地介绍了浆粕的生产流程。 （二）原液的制备原液车间是将浆粕经碱化、老成、磺化等工序处理制成可溶性纤维素磺酸酯，再溶于稀碱液制成可纺丝用的粘胶，其生产设备有浸渍辅助桶、称量机、磺化机、溶解机、板块式过滤机等。通过对该车间生产流程细心观察及技术人员的讲解，现将原液生产制备流程归纳如下：投料老成碱化粉粹压榨 浸渍加水溶解搅拌纤维素磺酸酯磺化 冷却计量粘胶 液脱泡过滤 浸渍过程中，浆粕经碱处理后，生成碱纤维素，发生溶胀，聚合度降低，使纤维素溶解到溶液里，化学反应为： C6H9O4OHNaOH C6H9O4NaH2O碱纤维素经过压榨，除去多余的碱液，以利于磺化反应的顺利进行，因为过多的碱液会消耗二硫化碳；然后进行粉碎，粉碎后的碱纤维素，成为松散的絮状，利于后续中的各步反应能更加均匀的进行。 图.1 浆粕的压榨 图. 2 粉粹设备 老成就是在密闭的容器中借助空气的氧化作用，使碱纤维素分子断链，聚合度降低，黏度下降。老成关键是控制老成的温度和时间，一般采用低温长时间处理，而不用高温，因为温度太高，裂解剧烈，容易使聚合度过低，分子量分布不均匀。磺化是使碱纤维素与CS2反应，生成纤维素黄酸钠，化学反应为： S C6H9O4Na CS2 C6H9O4OCS Na 它能溶于NaOH溶液中，从而形成纺丝液。黄化反应主要是气固相反应，反应过程包括CS2蒸气按扩散机理从碱纤维素表面向内部渗透的过程，以及CS2渗透部分与碱纤维素上的羟基进行反应的过程.黄化反应是可逆反应，主要取决于烧碱和二硫化碳的浓度。 图. 3 磺化罐 将纤维素黄酸酯均匀地溶解到稀碱溶液里，生成一种桔子黄色的粘性溶液（粘胶）。溶解过程在带搅拌的溶解釜内进行，块状分散的纤维素黄酸酯在此经连续搅拌和循环研磨，逐步被粉碎成细小颗粒，逐渐溶解。溶解结束后，为了尽量减小各批粘胶见间的质量差异，需将溶解终了的数批粘胶进行混合，使粘胶均匀，易于纺丝。纺丝所用的溶液或熔体由于各种因素的作用往往含有很多微粒个杂质，主要是凝胶型粒子、砂粒、空气尘埃等其它固体粒子。这下杂质颗粒的存在，往往会引起喷头的堵塞，喷丝孔流出的液体形状发生变化，以致造成单丝断头，使纺丝纤维强度下降。为此，要通过过滤的方法加以除去，通常要经过一系列工序，过滤介质为绒布和细布，新乡化纤厂采用的是板框式过滤机，连续自动一体化进行的。纺丝液体在制备后由于粘度较高，溶解的空气、低分子物、水分等以气泡的形式留于液体当中，他们的存在常常造成纺丝细流的中断、形变、断头等，使纤维的质量不均匀。所以，在纺丝前一定要脱除其中的气泡，新乡化纤厂采用的是抽真空减压的方法除去粘胶中的气泡。 图. 4 板式过滤机（三）酸浴的制备车间 纺丝过程中，通过喷丝头的纤维素磺酸酯粘胶要经过酸浴的处理凝固下来成丝状，是纺丝成型过程中非常重要的一部分，因此，酸浴的合格否直接影响到纺丝的质量。该车间生产配置高品质酸浴，其生产工艺较简单，大致为： 加热调配过滤 生产过程中，用过的酸回流到酸槽，里面的硫酸的含量很低，而硫酸钠的含量却很高，所以，为制备合格的酸浴在过滤后需加入适量的硫酸溶液，然后再将多余的硫酸钠制备成芒硝，经调配后，再进行加热处理。（四）粘胶长丝生产车间 普通粘胶长丝织物的质地轻薄，光滑，柔软，能染成鲜艳的色彩，除了适用于衣料外，还广泛用做被面和装饰等。粘胶纤维的成型过程包括液体纺丝及液体的细流的冷却固化过程，纺丝成型的方法很多，目前工业生产上一般采用熔法、干法及湿法，三种纺丝方法各有特点。新乡化纤厂粘胶纤维的生产采用的是湿法纺丝，根据产品的用途及采用机械设备的不同，又有半连续纺丝和连续纺丝方法工艺。 粘胶长丝的生产主要工艺流程有：纤维素磺酸脂粘胶液、酸浴（凝固浴）、凝固辊、去酸滚筒、中性丝、导丝漏斗离心罐、丝饼、后处理、后加工纤维素磺酸酯粘 胶液中性丝去酸滚筒凝固辊 酸浴 丝饼导丝漏斗离心灌后处理 后加工酸浴是由硫酸（127g/L）、硫酸钠（275g/L）、硫酸锌（18g/L）按一定比例配置成的溶液。硫酸的作用是使纤维素磺酸钠分解，生成纤维素和二硫化碳，并且中和粘胶中的氢氧化钠，使粘胶凝固。硫酸钠的主要作用是抑制硫酸的分解，从而延缓纤维素黄酸钠的再生速度。硫酸锌能与纤维素黄酸钠作用生成稳定的中间产物纤维素黄酸锌，它的分解速度比纤维素黄酸钠慢的多，有利拉伸，从而得到强度较高的纤维。 图.5 纺丝成形 凝固辊是为了使丝有一定的牵伸率，通过拉伸使得纤维的断裂强度提高，断裂伸长率降低，耐磨性和对各种不同形变的疲劳强度提高，而去酸滚筒是用软水对长丝进行淋水以除去长丝上残留的硫酸，得到中性丝，并制成丝饼，方便后处理和加工。 图. 6 连续纺丝连续纺和半连续纺各有特点，它们的纺丝工艺大致相同，只是后处理和加工工艺不同；连续纺是纺丝和后处理及后加工是同时进行的，一体化连续加工生产，而半连续纺纺丝和后处理是分开进行的。连续纺有很多优势，如：1. 连续纺生产流程短，且维护方便，单台产能高，生产成本低，污染物的排放量大大降低。2.产品染色均匀，所应用生产的面料档次较高，鉴于社会的需求，其出厂价格也高。正由于连续纺的诸多优势，新乡化纤厂正大力推进长丝的连续纺。后处理和加工工艺流程包括：水洗脱硫水洗酸洗水洗中和水洗上油脱水烘干丝饼调湿成筒成绞分级包装入库。纺丝成形后的丝饼表面含许多含硫杂质，如残留在丝条上，会造成纤维发硬，外观发黄，还会污染环境，必须对其进行脱硫处理，脱硫方法： NaOHSNa2SNa2S2O3H20然后再经过水洗浴、油浴、脱水、干燥等处理得到最终的成品。 图.7 脱水处理 （五）粘胶短丝的制备车间粘胶短丝的外形像棉花，俗称“人造棉”，可纯纺，也可以与其它丝织物混纺。普通粘胶短丝的各种织物，质地细密柔软，手感光滑，透气性好，穿着舒适，染色或印花后，色泽鲜艳，色牢度好，宜于做内衣，外衣及各种装饰织物。短丝和长丝的生产工艺基本相同，主要的不同点有：1.短丝的喷丝头大而孔数多，达上万个；2.短丝要经过集束处理；3.短丝成形为双浴成型；4.拉伸由三个阶段组成，即喷丝头拉伸、导盘拉伸和塑化拉伸；5.短丝要经过集束切断。其生产工艺流程为: 集束切断 精炼 打 包 烘干 图.8 粘胶短纤维的压洗 短丝生产车间的主要生产设备有集束机、切断机、精炼机、压洗机、圆网式烘干机等。粘胶液通过喷头喷射出来，此时由于喷头的喷孔直径较大且孔较多，成形的丝带较宽，然后经过一定的处理，再进行集束切断。之后，再经过精炼处理和烘干，形成似棉花状的短丝，最后进行打包装箱。 二、化学纤维生产过程中的环境与安全 图.9 新乡化纤厂大型污水处理设备粘胶纤维生产也同其它化学纤维生产一样，存在有环境保护和生产安全问题。粘胶纤维生产中使用的二硫化碳，是一种有毒性，与空气混合后易于着火、爆炸的化合物。生产制造和使用的二硫化碳而产生的废气（二硫化碳及硫化氢等）废水和废渣，对周围的环境产生很大的污染，为此，新乡化纤厂投资数亿元引进了大型的污水处理设备，对工业废水进行无害化处理，然后才进行排放，以此来保护我们周围的生态环境，走可持续发展之路，也为企业今后赢得极其有利的发展、生存空间。 图.10 操作注意事项 其次，产品的生产工艺过程及设备还过于繁杂，虽然全部实现自动化生产，所需人力较少，但是在实地操作过程中，或许由于工作人员的失误，进而引起生产设备故障甚至发生大的事故。而且在车间参观过程中，我们发现生产设备大多都很陈旧和老化严重，再而生产过程中需使用大量的化学药品（如硫酸、氢氧化钠等），种种因素表明生产工程中时刻存在着安全隐患，不容忽视，这需要我们加强对设备的定期检修及生产人员的管理。 三、氨纶纤维的生产工艺过程氨纶属于合成纤维，是一种以聚氨基甲酸酯为主要成分的弹性纤维，它具有高度弹性，能够拉长67倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。弹性纤维分为两类：一类为聚酯链类；一为聚醚链类。新乡化纤厂生产是由聚氨基甲酸酯为主要成分的聚醚类氨纶，聚酯类氨纶弹性纤维抗氧化、抗油性较强，线密度低，强度高，弹性好，耐热性较好，吸湿性较强，染色性能优良等优点；聚醚类弹性纤维防霉性，抗洗涤剂较好。 图.11 氨纶 新乡化纤厂采用以聚醚、二异氰酸酯、二胺（链增长剂）、二甲基乙酰胺（溶剂）为原料，通过干法纺丝，即溶液在热气流（热煤油）下，因溶剂挥发而固化成丝。其工艺流程如下：溶液(经过)-纺丝泵(过滤)-干燥箱(100热风吹过，使溶液挥发)-纺丝-卷绕成型。卷绕成型 溶液 纺丝泵纺丝干燥 图.12 氨纶的生产设备 聚醚二醇与二异氰酸酯的摩尔比在一定的反应温度及时间条件下形成预聚物，预聚物经溶剂溶解后，再加入二胺进行链增长反应，形成嵌段共聚物溶液，再经加入助剂后混合、过滤、脱泡等工序，制成性能均匀一致的纺丝原液。然后用计量泵定量均匀地压入喷丝头，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条细流，进入纺丝甬道。甬道中充有热空气（或热煤油），使丝条细流中的溶剂迅速挥发，并被空气（或热煤油）带走，丝条浓度不断提高直至凝固，同时氨纶一般为复丝，在凝固前经过加捻器将其抱合，最后上油，卷绕成一定的卷装。干法纺丝是目前世界上应用最广泛的氨纶纺丝方法，其工艺技术成熟，制成的纤维质量和性能都很优良，但其生产过程污染大，工艺复杂，成本较高，在以后的生产过程中应加大对其生产工艺的改进，不断地提高生产的效率，同时也要保护好我们周围的生态环境，走可持续发展道路。 附表： 各种纺丝成形的主要工艺参数的比较成型方法 纺丝液体特性喷丝孔径 毫米冷却介质拉伸倍数纺丝速度米/分纤维的纤度特 聚合物 温度 粘度 厘泊熔融法成形 100高聚物熔化温度20 6050 5000.2 0.8空气冷却 10 10050015000.25 20熔融法成形（单丝） 100高于聚合物熔化温度50 5000.31.5水浴冷却 3 50 3 5020 1000干法成形 15 25不高于溶剂沸点201000.10.4在通道用热空气蒸发 2 7100 5000.2 0.1溶液湿法（慢速凝固纺丝） 5 25不高于50 90不大于400.060.12水-有机溶剂或水-盐液-5 +1.1 3 300.1 1.0湿法（快速纺丝） 6 10不高于35不大于100.050.1酸-盐液中沉淀-1.5+1.5 30 1500.1 2.0四、化学纤维的生产分析和检验 从车间流水线上生产出来的产品，在打包出库之前，我们还要对其进行一定的分析和检测，以判定其品质是否优良和达标。现如今，对化学纤维的分析和检测方法很多 ，判断其品质的优良主要是从它的许多指标中总体上反映出来，包括其物理性能、机械性能、加工性能、稳定性能等指标。新乡化纤厂生产的化学纤维主要是粘胶纤维，由于粘胶纤维特定的用途，因此，对其进行分析和检测主要侧重于机械性能、物理性能及加工性能方面的指标。或许由于时间的关系，在我们参观的过程中，带队的技术人员对于粘胶纤维的分析和检测方面的知识讲解的较少，回到学校之后，查阅了许多相关的资料，而且自己对其进行了认真的思考和总结。现在，下面主要对粘胶纤维的一些重要性能指标分析和检测进行一下阐述。 1.粘胶纤维的细度的分析和检测细度是纤维粗细的程度，一般以纤维的质量或长度来确定，即定长或定重时纤维所具有的质量（定长制）或长度（定重制），在化学纤维工业中通常以单位长度的纤维质量，即线密度（旧称纤度）表示，国际上常用的单位是特或分特，1000米长的纤维的重量克数称为特，其十分之一为分特。由于纤维细度较细，用特数表示细度时数值较小，故通常以分特表示纤维的细度。 化学纤维细度的测定方法有直接和间接法两种。直接法用得最广的是中段切取称重法。间接法利用振动仪或气流仪测定纤维的细度。国际上推荐采用振动法来测量单根化学纤维的线密度。由于振动法是在单根纤维上施加规定张力使其伸直的情况下测量其线密度的，故测量结果比较准确，特别是卷曲较大的纤维以及需要测试单纤维相对强度时，采用振动法更具优越性。 2.酸丝的检测 连续纺生产粘胶长丝的过程中，由于纺丝和后处理是一起进行的，在生产中常会出现酸丝的现象，因此我们要对此进行检测和分析，防止酸丝出现在成品中。 酸丝的检测发法比较简单，一般用化学酸碱指示剂甲基橙来检测，甲基橙与酸或碱接触会发生颜色的变化（遇酸变红）。 3.拉伸性能纤维材料在使用中会受到拉伸、弯曲、压缩、摩擦和扭转作用，产生不同的变形。化学纤维在使用过程中主要受到的外力是张力，纤维的弯曲性能也与其拉伸性能有关，因此拉伸性能是纤维最重要的机械性能，也是表征纤维品质的主要指标。因此，在实际的生产过程中对于纤维的拉伸断裂性能的分析和测定是非常重要的。对化学纤维拉伸性能的测试，通常在拉伸机上做拉伸试验，拉伸试验是对试样延期纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏，通过测量试样的屈服力、破坏力和试样标距间的伸长来求得试样的屈服强度拉伸强度和伸长率，并做好记录。然后，将得出的实验数据与粘胶纤维相关性能指标标准值进行比较，以此判断产品的品质。 图.13 一些材料的 应力应变曲线 4.粘胶短纤维疵点的分析和检测 粘胶短纤维的外观疵点包括纤维的含杂和疵点两项内容，含杂是指除纤维以外的夹杂物，疵点是指生产过程中形成的不正常异状纤维。疵点包括僵丝（脆而硬的丝）、并丝（粘合在一起不易分开的数根纤维）、硬丝（由于纺丝不正常而产生的比未牵伸丝更粗的丝）、注头丝（由于纺线不正常，中段或一端呈硬块的丝）、未牵伸丝（未经牵伸或牵伸不足而产生的粗而硬的丝）、胶块（没有形成纤维的小块聚合体）、硬板丝（因卷曲机挤压形成的纤维硬块）、粗纤维（直径为正常纤维4倍及以上的单纤维）等异状纤维。 检测的方法较为简便，通直接观察或借助一定的仪器都可以对纤维的形状进行相关的分析和检测。 IV 实习参观的心得和体会 此次专业生产实习，虽然只有短短的三天时间而非三周，虽然仅仅是参观学习而非实地岗位操作，但却是第一次真正把自己所学的专业知识应用于实践中的实习。从中学到了很多的知识，对于产品的整个生产过程有了很深的体会，也使自己对于自身的专业有了更深一步的认识。 新乡化纤厂是国内最大的粘胶纤维生产企业，并且在化学纤维及合成纤维的生产技术方面处于同行业领先水平，很感谢能有机会到此进行参观和学习。实习期间，在该企业技术人员的带领下，我们参观了粘胶纤维、氨纶的整个生产工艺流程，而且经有关技术人员的耐心讲解，使我们对于整个生产流程有了更加深刻的认识和了解，非常感谢他们！从中，首先我深刻地体会到实践的重要性，之前在理论学习中，发现纤维的合成比较简单，感觉就是一些聚合反应，但是到了实地生产中却发现，把它工业化生产出来是多么的复杂和困难。其次，此次实习使我积累了一定的实践经验，认清了以后的就业方向及就业特点；也使我认识到自身的不足，社会需要的人才不是仅仅只有理论知识，还要有一定实践动手和操作能力 ，同时也需要有发现问题并分析和解决实际问题的能力。 时光飞逝，短短的三天实习很快过去了！在此，很感谢实习带队的张老师，非常感谢他这些天给予我们的帮助和指导！这一次实习我的体会和感受都非常深刻，明白了自身的不足，也就决定了下一步自己努力的方向，相信自己，努力奋斗，不断地进步！