[發明專利]一種高強低縮聚苯硫醚長絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201110426544.0
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102560717A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 朱美芳;張須臻;陳龍;孫賓;周哲
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/76
• 分類號: D01F6/76;D01D5/088;D01D5/12;D01D10/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種高強低縮聚苯硫醚長絲及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚(PPS)纖維是近年來新開發的高性能纖維之一，以其優異的耐腐蝕、耐高溫性能在軍工，電子電氣，工業領域中廣泛應用。PPS纖維的主要用于工業上燃煤鍋爐袋濾室的過濾織物。PPS纖維可在高溫、高濕和高腐蝕性氣體等極其惡劣的環境條件下長期使用，作為高溫工況條件下袋式除塵器的濾料，已經成功應用于鐵合金行業的除塵、火電廠和燃煤工業鍋爐除塵、垃圾焚燒的除塵等，其性價比高，除塵效果良好，經過濾之后塵埃排放濃度普遍降到30mg/m³以下，甚至10mg/m³以下，明顯低于國家標準，PPS纖維在發達國家鍋爐煙道氣過濾中的應用已比較普遍。此外用該纖維制成針刺氈帶用于造紙工業的烘干帶中，是較為理想的耐熱和耐腐蝕材料，同時也可用于制作電子工業的特種用紙，這種纖維的針刺非織造布或機織物可用于熱的腐蝕性試劑的過濾。

目前，我國PPS纖維的工業化生產尚處在起步階段，國產的PPS纖維制品存在綜合性能不佳，質量參差不齊，標準要求混亂等一系列問題。市場上質量較好的PPS長絲均為國外公司(如日本Toray公司)生產，其技術指標為單絲纖度0.5dtex，，抗拉伸強度3.0cN/dtex以上，干熱收縮小于15％，其中2004年Toray公司申請專利將PPS纖維強度提升至3.5cN/dtex以上。

但由于PPS生產中普遍存在加工過程中干燥工藝不科學(干燥溫度低于結晶溫度120℃)、紡絲溫度過高(320℃甚至更高)、油劑使用不當、牽伸倍率不足(一般為3倍牽伸左右)、熱定型時間過于短暫(一般為0.2～30s之間)、以及紡絲速率過低(一般低于600m/min)等各種因素的問題，使得PPS長絲產品斷裂強度不足、在高溫尤其是180℃以上時干熱收縮率較高的問題一直沒有解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強低縮聚苯硫醚(PPS)長絲及其制備方法，具體通過降低紡絲溫度、提高紡絲速率、采用多級牽伸使牽伸倍率提高、增加熱定型程序使熱定型時間延長的方法，達到纖維強度大幅度提升，干熱收縮率大幅度降低的效果。

本發明的一種高強低縮聚苯硫醚(PPS)長絲，單絲線密度為2～4dtex，斷裂強度為4～6cN/dtex，斷裂伸長率為15-20％，干熱收縮率(180℃條件下對長絲進行30min處理)低于5％。其性能指標遠高于目前市場上廣泛應用的斷裂強度為2.5～3.5cN/dtex、同條件干熱收縮高于10％的PPS長絲產品。

本發明還提供了一種高強低縮聚苯硫醚(PPS)長絲的制備方法，將PPS切片干燥結晶后熔融擠出紡絲成形，經冷卻后上油，并初步卷繞；初步卷繞后得到的原絲采取1～3級牽伸獲得牽伸絲，牽伸時總牽伸倍率控制在4～5倍，其中第一級牽伸倍率為3～4倍，溫度控制在50～100℃，后續各級牽伸倍率均為1.0～1.5倍，溫度為80～150℃；然后對牽伸絲進行熱定型處理，分為先動態熱定型再靜態熱定型兩個步驟，即可得到高強低縮PPS長絲；所述高強低縮PPS長絲的單絲線密度為2～4dtex，斷裂強度為4～6cN/dtex，斷裂伸長率為15-20％，干熱收縮率(180℃條件下對長絲進行30min處理)低于5％；

所述的動態熱定型是指長絲在旋轉的熱輥上纏繞，得到短暫的定型，動態熱定型時溫度為100～200℃，時間為20s～1min；

所述的靜態熱定型是指將筒管連同卷繞的長絲置于高溫環境中，靜置處理較長的時間，使長絲得以充分的定型，靜態熱定型時溫度為100～250℃，時間控制在5～45min；

所述的紡絲成形的紡絲溫度為310～330℃；

所述的初步卷繞的卷繞速率為600～1000m/min；

所述的PPS為線性PPS，其原料分子量分散指數Mw/Mn≤5，熔融指數為50～200g/10min(ASTM?D1238-00)。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種高強低縮聚苯硫醚長絲的制備方法，所述的PPS切片干燥結晶是將線性PPS切片置于真空轉鼓干燥箱中進行干燥和預結晶；其中，真空度≤10KPa，溫度控制在100～180℃，干燥總時間為5～50h。