[發(fā)明專(zhuān)利]制備超支化中空纖維的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080048198.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102713029A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·韋伯;V·瓦爾澤爾漢;T-S·鐘;N·維佐約
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司;新加坡國(guó)立大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D01D5/24
• 分類(lèi)號(hào): D01D5/24;D01D4/02;D01D5/06;D01F6/66;D01F6/76;B01D69/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發(fā)明涉及一種制備超支化中空長(zhǎng)絲和中空纖維的方法，特別是一種制備超支化聚醚砜(HPES)中空長(zhǎng)絲以及由其制成的中空纖維的方法。

纖維通常由一根或數(shù)根長(zhǎng)絲構(gòu)成。將例如在紡絲工藝之后獲得的初級(jí)材料稱為長(zhǎng)絲。長(zhǎng)絲可轉(zhuǎn)化成更確定的長(zhǎng)絲如纖維。纖維可由一根或多根更確定的長(zhǎng)絲構(gòu)成。中空長(zhǎng)絲或纖維為在其橫截面中顯示出一個(gè)或多個(gè)空穴的圓柱形長(zhǎng)絲或纖維。數(shù)十年來(lái)已充分認(rèn)識(shí)到制備例如紡絲用于大膜(vast?membrane)應(yīng)用的中空長(zhǎng)絲或纖維和中空纖維紡絲的重要性。中空纖維膜由于其可用于紡織工業(yè)、化學(xué)或醫(yī)療(透析)而特別令人感興趣。迄今為止熔融和溶液紡絲均為中空長(zhǎng)絲或纖維生產(chǎn)中最廣泛實(shí)施的技術(shù)。

由于紡絲工藝的復(fù)雜性，對(duì)以合理生產(chǎn)率獲得所需中空長(zhǎng)絲或纖維而言，關(guān)鍵的是了解通過(guò)孔板模頭的材料流變性及其流動(dòng)性質(zhì)。就經(jīng)濟(jì)角度而言，纖維生產(chǎn)率為例如在膜工業(yè)中確定最大生產(chǎn)能力和效益的主要參數(shù)之一。然而，聚合物流動(dòng)的不穩(wěn)定性所產(chǎn)生的限制導(dǎo)致生產(chǎn)線本身的技術(shù)問(wèn)題或生產(chǎn)出不希望的最終產(chǎn)品，這增加了生產(chǎn)成本。

中空長(zhǎng)絲或纖維紡絲不穩(wěn)定性所涉及的一些問(wèn)題包括拉伸共振、頸縮、毛細(xì)管破裂、不規(guī)則的橫截面和熔體破裂或擠出物變形。所述現(xiàn)象中大多數(shù)都導(dǎo)致長(zhǎng)絲或纖維在紡絲工藝期間斷裂或產(chǎn)生沿紡絲纖維方向的不均勻橫截面直徑。特征性顯示為熔體破裂或擠出物變形的紡絲不穩(wěn)定性通常以變形、粗糙或波狀的聚合物流動(dòng)形式發(fā)生。

關(guān)于特定聚合物材料的紡絲技術(shù)和知識(shí)的進(jìn)步對(duì)克服不穩(wěn)定性問(wèn)題極為關(guān)鍵。中空長(zhǎng)絲或纖維紡絲常用的噴絲板顯現(xiàn)出約10的模頭長(zhǎng)度(L)與模頭通道ΔD之比，所謂的L/ΔD。

模頭通道由如下方程給出：

ΔD＝0.5×(OD-ID)

其中OD為外徑且lD為內(nèi)徑。

DE-A?19511150公開(kāi)了一種用于中空纖維如再生纖維素的復(fù)絲紡絲的設(shè)備。將來(lái)自紡絲料流的兩股流體合并成待通過(guò)沉淀浴和隨后浴拉伸的料流并隨后進(jìn)行干燥和纏繞。形成中空纖維的噴嘴具有槽型填料器以在由毛細(xì)管?chē)姵龊筇畛渲锌绽w維的內(nèi)部。毛細(xì)管位于具有定中心和/或框架的噴嘴的中空區(qū)域中。中空區(qū)域構(gòu)成一系列由具有窄橫截面的流動(dòng)部分連接的備用區(qū)域。錐形端部分位于最后的備用區(qū)域且具有平行環(huán)形狹縫。

EP-A?0341978公開(kāi)了一種具有多個(gè)由其外表面突出且自身回轉(zhuǎn)成弧形的膜的中空纖維。該中空纖維由具有分段孔板的噴絲板構(gòu)成，其中各段包括呈圍繞孔板中心彎曲的弧形形式的第一部分，由第一部分延伸且與呈相對(duì)于第一部分為反向彎曲形式的第三部分連接的第二部分。此外，還提及這些中空纖維在醫(yī)療應(yīng)用或紡織品中的用途。

擠出物的流動(dòng)性質(zhì)通常強(qiáng)烈依賴于聚合物材料的特性。具有幾乎相同粘性作用的線性和支化聚合物的擠出性質(zhì)尤其顯示出主要的定性流動(dòng)特征。具有幾乎相同粘性作用的聚合物通常顯現(xiàn)出主要的流動(dòng)特征。聚合物往往由于沿著其主鏈的運(yùn)動(dòng)而松弛。然而，在支化聚合物中，該運(yùn)動(dòng)受到支化點(diǎn)的阻礙，由此松弛時(shí)間急劇增加。且結(jié)果是“模頭膨脹”導(dǎo)致流動(dòng)不穩(wěn)定和擠出物變形。聚合物鏈的松弛時(shí)間的增加可能放大流動(dòng)不穩(wěn)定性，還可能是模頭膨脹效應(yīng)的主要原因。

WO-A?2009/030620公開(kāi)了基于多芳基醚的聚合物混合物。此外，該文獻(xiàn)還涉及含有多芳基醚混合物的聚合物膜及其生產(chǎn)方法以及含有所公開(kāi)的多芳基醚物質(zhì)的聚合物膜在制備透析過(guò)濾器中的用途。

近年來(lái)，具有高度支化結(jié)構(gòu)的聚合物由于其與其線性類(lèi)似物相反具有大量官能團(tuán)和高表面反應(yīng)性而受到歡迎。在各種支化聚合物中，超支化物質(zhì)——具有許多連接在一起的短鏈且形成平均支化長(zhǎng)度比總聚合度小得多的大聚合物的樹(shù)枝狀聚合物的發(fā)明的成果——被認(rèn)為是新材料。然而，幾乎不知道它們的流變性質(zhì)。盡管在超支化材料的結(jié)構(gòu)認(rèn)知和合成方面已取得很大進(jìn)展，但這些超支聚合物，尤其是超支化中空纖維的許多基礎(chǔ)認(rèn)知，尤其是工業(yè)應(yīng)用仍處于起步階段。