[發(fā)明專利]一種聚苯硫醚超細纖維的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN103409847A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 王銳;張秀芹;馬文娟;朱志國
• 申請（專利權）人: 北京服裝學院
• 主分類號: D01F8/16
• 分類號: D01F8/16;D01F8/12;D01D5/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發(fā)明涉及超細纖維，特別涉及采用纖維級聚苯硫醚和聚酰胺共混熔融紡絲制備聚苯硫醚超細纖維的方法，以及由該制備方法得到的聚苯硫醚超細纖維。

背景技術

超細纖維在國際上及國內并沒有一個確切公認定義，但是大部分人接受的定義是單纖密度在0.1-1.0dtex的屬于超細纖維。纖維線密度的降低賦予了纖維很多優(yōu)良的性能，比如成紗強力高、柔軟性好、懸垂性好、吸附性強、去污能力強、過濾性好、毛細效應好，同時具有防水透氣等多項優(yōu)良性能集一身的特點。因此，在航天材料、工業(yè)生產(chǎn)、家居服用中都得到了廣泛的應用。

超細纖維的制作方法有很多種，包括直接紡絲法、復合紡絲法、共混海島法、拉拔法、模板合成法、界面聚合法、相分離法、生物法以及閃蒸紡絲法等，其中已工業(yè)化的技術有直接紡絲法、復合紡絲法和共混紡絲法。其中，由于共混紡絲的技術設備簡單、生產(chǎn)的纖維細度小、可控制性強、成本低、效率高，得到了廣泛的認可度。

聚苯硫醚是一種具有芳香環(huán)的高分子化合物，具有高結晶度、突出的熱穩(wěn)定性、耐輻射性、耐磨、抗化學腐蝕、高強度等優(yōu)異性能。因此在熱化學品過濾、電絕緣材料制作、防輻射航天材料、特殊領域防護服、保溫材料、增強材料等多個領域具有廣闊的應用前景。如果將聚苯硫醚纖維的直徑降低到1μm甚至500nm以下，那么可以提高纖維的比表面積、纖維間孔隙率，進而提高過濾效果。同時，聚苯硫醚纖維的超細化也將促進其在多方面的應用，例如在復合材料中增強界面張力、防輻射航天材料中提高服裝舒適度、保溫材料中提高材料柔軟度等領域中發(fā)揮極大作用。在本發(fā)明中，利用共混海島紡絲法制備聚苯硫醚的超細纖維，使聚苯硫醚纖維的細度達到20-400nm，降低纖維直徑，增加纖維比表面積，推動制備高性能超細纖維的發(fā)展。

為了降低成本，需要提高聚苯硫醚在共混物中的比例。但是聚苯硫醚含量增加，尤其是超過50wt%，不易形成分散相。即使形成分散相，聚苯硫醚所占的比例越高，分散相聚苯硫醚島相直徑也會增大，影響產(chǎn)品最終性能。

已有專利中公開聚苯硫醚與聚酰胺的共混紡絲，如CN101161329A公開了一種制備大直徑耐高溫聚苯硫醚共混纖維的方法，CN1948564A公開了一種制備聚苯硫醚復合纖維的方法。本案發(fā)明人通過研究，選取了聚苯硫醚、聚酰胺共混體系，通過選擇合適共混組分的熔體粘度比和加工條件，開發(fā)出高組成比的聚苯硫醚超細纖維。本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)效率高，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種采用聚苯硫醚和聚酰胺共混熔融紡絲進行制備聚苯硫醚超細纖維的方法。

本發(fā)明的另一目的是提供采用聚苯硫醚和聚酰胺共混熔融紡絲制備得到的聚苯硫醚超細纖維。

本發(fā)明的聚苯硫醚超細纖維的制備方法包括以下步驟：

（1）將30-70質量份（優(yōu)選為50-60質量份）的纖維級聚苯硫醚與70-30質量份（優(yōu)選為50-40質量份）的聚酰胺混合均勻，然后加入到螺桿紡絲機中進行共混熔融并擠出紡絲，將初生聚苯硫醚/聚酰胺共混纖維于120℃條件下拉伸熱定型，拉伸倍數(shù)2-3倍，經(jīng)拉伸熱定型，制備得到聚苯硫醚/聚酰胺共混海島纖維：

（2）將步驟（1）得到的聚苯硫醚/聚酰胺共混海島纖維置于有機溶劑（甲酸）中，使所述的聚酰胺溶解在所述的有機溶劑中以除去共混纖維中的聚酰胺，得到聚苯硫醚超細纖維。

所述的纖維級聚苯硫醚熔融指數(shù)為100-120g/10min。

所述的聚酰胺的相對粘度為2.5-3.0。

所述的聚酰胺是聚己內酰胺或聚己二酰己二胺，優(yōu)選為聚己內酰胺。

步驟（1）中所述的共混熔融并擠出紡絲的溫度為275-295℃。

步驟（2）中所述的有機溶劑為可溶解所述的聚酰胺的有機溶劑，優(yōu)選為甲酸。溶解所述聚酰胺時，需要恒溫狀態(tài)，通常溫度為15-30℃，溶解的時間為1-3小時。

由本發(fā)明的制備方法得到的聚苯硫醚超細纖維組分為100%聚苯硫醚；聚苯硫醚超細纖維的單纖維直徑為20-400nm，較佳的所述的聚苯硫醚超細纖維的單纖維直徑為30-300nm。

在本發(fā)明方法中，通過調控聚苯硫醚與聚酰胺共混質量分數(shù)比例，以控制制備不同比例下的聚苯硫醚/聚酰胺共混纖維，以得到高比例聚苯硫醚超細纖維。在本發(fā)明中，超細纖維的制備方法簡單，不需要添加第三組分相容劑，就可以制備出島相分布均勻，直徑細且易于剝離的聚苯硫醚超細纖維。同時，本發(fā)明中用于溶除的有機溶劑可以實現(xiàn)回收再利用，對環(huán)境友好，并且可以在聚苯硫醚超細纖維生產(chǎn)裝置中得以實現(xiàn)，易于形成規(guī)模化的生產(chǎn)。