一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备及其工艺的制作方法

本发明属于丙纶纤维纺丝制备，具体地说，涉及一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备及其工艺。

背景技术：

1、丙纶（聚丙烯纤维）具备密度低、耐化学腐蚀、力学韧性好、生产成本低等显著优势，广泛应用于过滤分离、环保吸附、卫生医用、土工增强等工业领域。其中具有梯度孔隙结构的多孔可吸附性丙纶短纤维，依靠沿纤维截面渐变的孔径分布与高比表面积，同时兼具高精度筛分与大容量吸附的双重性能，在水体深度净化、工业废气处理、精密流体过滤等场景中具备不可替代的应用价值，是当前功能性丙纶纤维的重点研发方向。

2、现阶段多孔丙纶纤维的主流制备工艺为成孔剂共混熔融纺丝法，即将聚丙烯基体与成孔剂按配比均匀共混后，经熔融纺丝挤出初生丝，再通过后续拉伸、萃取等工序去除成孔剂以形成多孔结构，但是丙纶短纤维废料剪切工序中，现有切刀结构因位置固定、与持续竖直下行的丝束运动不同步，剪切时易造成丝条弯折堆积，出现切口毛刺、斜切面、拉断等缺陷，无法保障切口平整性与长度一致性，且初生丝束挤出后易发散偏移，难以精准对准剪切中心，易发生漏切、部分切损等问题，难以满足多孔梯度纤维对剪切精度的严苛要求。

3、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

2、一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，包括微型熔融纺丝实验机，所述微型熔融纺丝实验机的输出端通过螺栓拧合安装有模具，所述模具上开设有模孔，且模孔呈锥形，通过截面梯度收缩引导熔体平稳挤出且减少压力骤升；

3、所述微型熔融纺丝实验机上竖直滑动安装有定位罩，且纺丝贯穿定位罩，所述定位罩内部转动安装有一对相对转动的摇臂，且摇臂侧壁安装有切刀，所述摇臂一端滑动设置有顶杆，顶杆末端与微型熔融纺丝实验机上安装的导轨滑动连接，且导轨两端设置有平面，导轨中心设置有坡面，且所述导轨用于驱动顶杆随定位罩与纺丝同步下移，沿两端平面向中心坡面滑移产生径向推力，推动摇臂相向回转，带动切刀同步下行剪切，确保丝条保持伸直；

4、所述定位罩内侧壁转动安装有摆臂，且摆臂末端与摇臂滑动连接，且滑动点处安装有围杆，摆臂回转过程中驱动围杆向内移动，推拢丝束，确保剪切对位准确。

5、作为本发明的一种优选实施方式，所述微型熔融纺丝实验机底部还安装有基板，所述基板四个拐角处安装有调节杆，所述调节杆底部拧合设置有螺杆，且螺杆底部安装有垫块，所述垫块呈凸台状态，所述垫块底部还安装有防滑垫。

6、作为本发明的一种优选实施方式，所述微型熔融纺丝实验机的外壳中开设有安装槽，所述安装槽内部安装有电动推杆，所述电动推杆输出端安装有安装板，所述安装板安装在定位罩侧壁，且安装板滑动设置在安装槽侧壁。

7、作为本发明的一种优选实施方式，所述定位罩两端安装有盖板，所述盖板中心位置安装有缺口，且缺口对准一对切刀中心位置，所述微型熔融纺丝实验机上还安装有导向斗，所述导向斗底部安装有导向管，且导向管与缺口位置相互对应。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述定位罩内侧壁活动贯穿安装有顶杆，所述顶杆末端安装有滑杆，所述摇臂侧壁安装有条形板，所述条形板上开设有条形槽，所述滑杆滑动设置在条形槽内部。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述坡面两端与平面连接处进行平滑处理，所述顶杆末端安装有滚珠，所述滚珠末端与导轨表面滑动连接。

10、作为本发明的一种优选实施方式，所述顶杆上安装有定位座，所述滚珠背面与定位座转动连接，所述顶杆外侧壁套接设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端卡接在定位座上，所述压缩弹簧另一端安装在定位罩侧壁，所述压缩弹簧用于驱动滚珠始终与导轨表面贴合。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述摇臂末端转动安装有滑块，且滑块滑动设置在摇臂上，且滑块内部活动贯穿安装有导向杆，所述导向杆的轴线方向与摇臂相互平行，所述导向杆两端安装有导向座，所述导向座末端与摇臂表面相互连接。

12、作为本发明的一种优选实施方式，所述滑块上转动安装有定位轴，所述定位轴上安装有滑套，所述滑套内部活动插接设置有围杆，且围杆滑动设置在定位罩表面，所述围杆两端有安装有滑座，所述滑座上活动贯穿安装有限位杆，所述限位杆两端安装有限位座，所述限位座末端安装在定位罩上。

13、一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝工艺，步骤如下：

14、步骤一：调节基板底部的调节杆与垫块，校准微型熔融纺丝实验机的整体水平度，保证纺丝轴线保持竖直，确认定位罩处于初始上位位置、切刀与围杆处于外侧张开避让状态，将聚丙烯与成孔剂按配比混合均匀的共混物料加入微型熔融纺丝实验机的料腔中待用；

15、步骤二：启动微型熔融纺丝实验机，熔融后的共混物料被输送至模具内，经锥形模孔的截面梯度收缩结构平稳挤出，形成初生丝束，初生丝束依次经导向斗收拢、导向管竖直导向后，穿过定位罩顶端盖板的缺口进入定位罩内部，纺丝初始阶段先排出头部粗细不均、形貌偏差的不合格丝段；

16、步骤三：头部不合格丝段排尽后，启动电动推杆驱动定位罩，以与初生丝束挤出速度完全匹配的速率同步竖直下移，顶杆末端沿导轨从两端平面向中心坡面滑移，产生径向向内的推力，驱动一对摇臂绕转轴相向回转，同时摆臂随摇臂联动，将回转运动转化为围杆的直线平移，驱动围杆向中心滑动，将分散的丝束向中心推拢扶正，使丝束精准对准切刀的剪切中心；

17、步骤四：定位罩下移至预设剪切工位时，两侧摇臂带动切刀同步回转闭合，在随丝束同步下行的运动状态下完成初生丝束的废料剪切，得到定长的多孔丙纶短纤维，剪切过程中丝条保持伸直状态；

18、步骤五：单次剪切完成后，将丝束从定位罩底部引出，接入设备外置的收卷系统进行牵引收卷，持续正常纺丝生产，待整批纺丝全部结束后，微型熔融纺丝实验机停止供料挤出，电动推杆带动定位罩上行复位，为下一轮纺丝剪切循环做好准备。

19、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

20、本发明通过可与丝束输出速度匹配同步下移的定位罩，结合导轨驱动摇臂带动切刀回转的结构，使切刀在随丝束同步下行的运动状态下完成剪切作业，有效改善固定式切刀因与丝束运动不同步造成的丝条弯折、堆积、拉断问题，剪切过程中丝条保持伸直状态；同时采用与摇臂联动的摆臂和围杆传动结构，在剪切动作执行前通过围杆向中心平移将发散偏移的丝束推拢扶正，使丝束对准切刀的剪切中心，缓解初生丝束挤出后发散偏移导致的漏切、部分切损等问题，保障丝条剪切的完整性与精准度，进一步提升成品短纤维的长度一致性与生产合格率。

21、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

1.一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，包括微型熔融纺丝实验机（1），其特征在于；所述微型熔融纺丝实验机（1）的输出端通过螺栓拧合安装有模具（5），所述模具（5）上开设有模孔（6），且模孔（6）呈锥形，通过截面梯度收缩引导熔体平稳挤出且减少压力骤升；

2.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述微型熔融纺丝实验机（1）底部还安装有基板（2），所述基板（2）四个拐角处安装有调节杆（3），所述调节杆（3）底部拧合设置有螺杆，且螺杆底部安装有垫块（4），所述垫块（4）呈凸台状态，所述垫块（4）底部还安装有防滑垫。

3.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述微型熔融纺丝实验机（1）的外壳中开设有安装槽（13），所述安装槽（13）内部安装有电动推杆（12），所述电动推杆（12）输出端安装有安装板（14），所述安装板（14）安装在定位罩（7）侧壁，且安装板（14）滑动设置在安装槽（13）侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述定位罩（7）两端安装有盖板（8），所述盖板（8）中心位置安装有缺口（9），且缺口（9）对准一对切刀（16）中心位置，所述微型熔融纺丝实验机（1）上还安装有导向斗（10），所述导向斗（10）底部安装有导向管（11），且导向管（11）与缺口（9）位置相互对应。

5.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述定位罩（7）内侧壁活动贯穿安装有顶杆（17），所述顶杆（17）末端安装有滑杆（20），所述摇臂（15）侧壁安装有条形板（18），所述条形板（18）上开设有条形槽（19），所述滑杆（20）滑动设置在条形槽（19）内部。

6.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述坡面（23）两端与平面（22）连接处进行平滑处理，所述顶杆（17）末端安装有滚珠（24），所述滚珠（24）末端与导轨（21）表面滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述顶杆（17）上安装有定位座（25），所述滚珠（24）背面与定位座（25）转动连接，所述顶杆（17）外侧壁套接设置有压缩弹簧（26），所述压缩弹簧（26）一端卡接在定位座（25）上，所述压缩弹簧（26）另一端安装在定位罩（7）侧壁，所述压缩弹簧（26）用于驱动滚珠（24）始终与导轨（21）表面贴合。

8.根据权利要求1所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述摇臂（15）末端转动安装有滑块（28），且滑块（28）滑动设置在摇臂（15）上，且滑块（28）内部活动贯穿安装有导向杆（29），所述导向杆（29）的轴线方向与摇臂（15）相互平行，所述导向杆（29）两端安装有导向座（30），所述导向座（30）末端与摇臂（15）表面相互连接。

9.根据权利要求8所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，其特征在于，所述滑块（28）上转动安装有定位轴（31），所述定位轴（31）上安装有滑套（32），所述滑套（32）内部活动插接设置有围杆（33），且围杆（33）滑动设置在定位罩（7）表面，所述围杆（33）两端有安装有滑座（34），所述滑座（34）上活动贯穿安装有限位杆（35），所述限位杆（35）两端安装有限位座（36），所述限位座（36）末端安装在定位罩（7）上。

10.一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝工艺，其特征在于，采用于权利要求1～9任一项所述的一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝设备，所述一种多孔可吸附性丙纶短纤维梯度成孔熔融纺丝工艺，步骤如下：