[發(fā)明專利]用于制備聚烯烴纖維的工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680035093.9
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN107750285A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O.勒霍斯特;P.納韋茲
• 申請（專利權(quán)）人: 道達(dá)爾研究技術(shù)弗呂公司
• 主分類號: D01F6/30
• 分類號: D01F6/30;D01F6/04;D01D5/18;D01D1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 凌志軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制備聚烯烴纖維、優(yōu)選地納米纖維、特別是用于制備聚乙烯纖維的工藝。本發(fā)明還涉及用其獲得的聚烯烴纖維。

背景技術(shù)

對于非常細(xì)的纖維和由非常細(xì)的纖維制成的纖維網(wǎng)(纖維織物、纖維幅，fibrous web)存在漸增的需求。這些類型的網(wǎng)對于選擇性屏障最終用途是有用的。納米纖維網(wǎng)應(yīng)用于寬范圍的應(yīng)用例如過濾、膜(membrane)分離、軍用防護(hù)服、生物傳感器、傷口敷料、和用于組織工程的支架。然而，盡管有上述潛力，但是由于其差的機械性質(zhì)，納米纖維的應(yīng)用一直受到限制。

電紡絲和熔噴紡絲是制備聚合物纖維的最廣泛使用的紡絲方法。對于納米尺寸纖維，優(yōu)選電紡絲，但是該技術(shù)呈現(xiàn)出一些缺點，例如要求高電壓電場、低的生產(chǎn)速率和要求精確的溶液電導(dǎo)率。

不同于電紡絲，強力紡絲(forcespinning)不要求材料為了加工而呈現(xiàn)出介電性質(zhì)，所述介電性質(zhì)限制了可制造成纖維的材料。強力紡絲是其中使噴絲頭高速旋轉(zhuǎn)的方法。離心力和靜壓組合以將液體材料的射流通過孔噴出。隨著材料的射流離開孔，旋轉(zhuǎn)著的噴絲頭的慣性力和(空)氣動(力學(xué))環(huán)境將所述材料伸長為納米級纖維。

迄今為止，在制造聚合物納米纖維、尤其是由具有良好的機械性質(zhì)的聚烯烴例如聚乙烯和聚丙烯制造聚合物納米纖維方面很少或者未報道有成功。

鑒于以上，需要開發(fā)用于制備具有改善的機械性質(zhì)的聚烯烴纖維并且特別是聚烯烴納米纖維的其它有效的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供針對前述需求的一個或多個的解決方案。

根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供用于制備具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維的工藝，所述工藝包括如下步驟：

a)在溶劑中制備聚烯烴溶液，

b)將所述聚烯烴溶液置于包括配置成接收所述聚烯烴溶液的主體(body)的纖維制造設(shè)備中，所述主體包括一個或多個開口，和

c)使所述纖維制造設(shè)備旋轉(zhuǎn)，其中所述纖維制造設(shè)備的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述聚烯烴溶液穿過所述一個或多個開口以產(chǎn)生具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維，

其中所述聚烯烴選自包括如下的組：具有至少40 000道爾頓的重均分子量M_w的聚乙烯聚合物和共聚物、和具有至少120 000道爾頓的重均分子量M_w的聚丙烯聚合物和共聚物。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供用于制備具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維的工藝，所述工藝包括如下步驟：

a)在溶劑中制備聚烯烴溶液，

b)將所述聚烯烴溶液置于包括配置成接收所述聚烯烴溶液的主體的纖維制造設(shè)備中，所述主體包括一個或多個開口，和

c)使所述纖維制造設(shè)備旋轉(zhuǎn)，其中所述纖維制造設(shè)備的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述聚烯烴溶液穿過所述一個或多個開口以產(chǎn)生具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維，

其中所述聚烯烴選自包括如下的組：具有至少40 000道爾頓的重均分子量M_w的聚乙烯聚合物和共聚物、和具有至少120 000道爾頓的重均分子量M_w的聚丙烯聚合物和共聚物；

其中使所述纖維制造設(shè)備以至少10 000轉(zhuǎn)/分鐘(RPM)的速度旋轉(zhuǎn)。

在第二方面中，本發(fā)明還涵蓋通過根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝獲得的具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維。

在第三方面中，本發(fā)明還涵蓋具有小于5000nm的平均纖維直徑的聚烯烴纖維，其中所述聚烯烴選自包括如下的組：具有至少40 000道爾頓的重均分子量M_w的聚乙烯聚合物和共聚物、和具有至少120 000道爾頓的重均分子量M_w的聚丙烯聚合物和共聚物。

在第四方面中，本發(fā)明還涵蓋包括根據(jù)本發(fā)明第二或第三方面的、或者按照根據(jù)本發(fā)明第一方面的工藝制備的聚烯烴纖維的制品。

驚訝地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的工藝容許制造具有小于5000nm的平均纖維直徑、和改善的機械性質(zhì)(拉伸強度、模量和韌性)的聚烯烴纖維。

現(xiàn)在將進(jìn)一步描述本發(fā)明。在以下段落中，更詳細(xì)地定義本發(fā)明的不同方面。如此定義的各方面可與任何其它一個方面或多個方面組合，除非清楚地相反指示。特別地，被指示為優(yōu)選的或有利的任何特征或陳述可與被指示為優(yōu)選的或有利的任何其它特征或陳述組合。

發(fā)明內(nèi)容

圖1表示如在實施例1和2中使用的纖維制造設(shè)備的橫截面示意圖。

具體實施方式