[發(fā)明專利]一種高韌性錦綸短纖維的生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610118366.8
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105603565A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紀(jì)安
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港市安順科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F1/10;D01D5/06
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高韌性錦綸短纖維的生產(chǎn)方法，屬于新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

錦綸是聚酰胺纖維的商品名稱，又稱耐綸(Nylon)。英文名稱 Polyamide(簡稱PA)，其基本組成物質(zhì)是通過酰胺鍵連接起來的脂肪族 聚酰胺。

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級， 軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米 管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之 間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2～20nm。并且根據(jù)碳六邊 形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中 螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。

碳納米管具有良好的力學(xué)性能，CNTs抗拉強(qiáng)度達(dá)到50～200GPa,是 鋼的100倍，密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個數(shù)量級； 它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。對 于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa。碳納米管 的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得 多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。若將以其他工程 材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料,可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、 彈性、抗疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善。

在合成纖維中添加碳納米管一定程度上可以增加其力學(xué)性能，但是在 錦綸短纖維中直接添加碳納米管，其力學(xué)性能提升有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高韌性錦綸短纖維的生產(chǎn)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高韌性錦綸短纖維的 生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

1)將錦綸切片進(jìn)行加熱升溫至熔融態(tài)，然后添加碳納米管和聚偏氟 乙烯，攪拌均勻得到熔融原料液；

2)過濾、除雜；

3)初次干燥；

4)紡絲；

5)對紡絲進(jìn)行清洗、二次干燥、卷繞，得到碳納米管錦綸。

進(jìn)一步，步驟1)中，加熱升溫至320℃。

進(jìn)一步，步驟1)中，碳納米管的管徑為0.6-145nm，長度為 350nm-0.05mm。

進(jìn)一步，步驟2)中，通過篩網(wǎng)過濾的方式對原料混合液進(jìn)行過濾除 雜。

進(jìn)一步，步驟3)中，在真空條件下進(jìn)行初次干燥，控制真空度低于 0.05MPa，干燥溫度控制在90-140℃。

進(jìn)一步，步驟4)中，采用濕法紡絲對原料溶液進(jìn)行紡絲。

進(jìn)一步，所述濕法紡絲的溫度控制在215-245℃。

進(jìn)一步，步驟5)中，利用去離子水對紡絲進(jìn)行清洗。

進(jìn)一步，步驟5)中，卷繞速度為25-165m/min。

進(jìn)一步，碳納米管添加量為錦綸切片重量的3～5％，聚偏氟乙烯添加 量為錦綸切片重量的5～7％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在錦綸中添加碳納米管和聚偏氟乙烯， 使得錦綸短纖維的韌性大幅提升，拉伸強(qiáng)度達(dá)到120Mpa以上，彎曲強(qiáng)度 達(dá)到150Mpa以上。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。

實施例1

1)將錦綸切片進(jìn)行加熱升溫320℃，然后添加碳納米管和聚偏氟乙 烯，攪拌均勻得到熔融原料液，碳納米管添加量為錦綸切片重量的3％， 聚偏氟乙烯添加量為錦綸切片重量的5％；

2)過濾、除雜；

3)在真空條件下進(jìn)行初次干燥，控制真空度低于0.05MPa，干燥溫 度控制在140℃；

4)濕法紡絲的溫度控制在245℃；

5)對紡絲進(jìn)行清洗、二次干燥、卷繞，卷繞速度為25m/min，得到 碳納米管錦綸。

經(jīng)檢測，拉伸強(qiáng)度達(dá)到125Mpa，彎曲強(qiáng)度達(dá)到150Mpa。

實施例2

1)將錦綸切片進(jìn)行加熱升溫320℃，然后添加碳納米管和聚偏氟乙 烯，攪拌均勻得到熔融原料液，碳納米管添加量為錦綸切片重量的4％， 聚偏氟乙烯添加量為錦綸切片重量的6％；

2)過濾、除雜；

3)在真空條件下進(jìn)行初次干燥，控制真空度低于0.05MPa，干燥溫 度控制在140℃；