[發(fā)明專(zhuān)利]一種結(jié)晶性能可調(diào)節(jié)的紡絲用聚氧亞甲基樹(shù)脂及其紡絲方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710967640.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107586373A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建忠;陽(yáng)知乾;劉加平;張麗輝;呂進(jìn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G2/22
• 分類(lèi)號(hào): C08G2/22;D01F6/94;D01F1/10
• 代理公司: 南京源古知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32300
• 代理人: 喬淑媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚氧亞甲基樹(shù)脂及其纖維領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)晶性能可調(diào)節(jié)的紡絲用聚氧亞甲基樹(shù)脂及其紡絲方法。

背景技術(shù)

聚氧亞甲基纖維(又稱(chēng)聚甲醛纖維，縮寫(xiě)為POM纖維)具有高強(qiáng)高模、優(yōu)異的耐堿性、耐磨性、耐候性及高的伸長(zhǎng)回復(fù)性(低蠕變)等優(yōu)點(diǎn)，是一種重要的高性能纖維。由于其結(jié)晶速度快、結(jié)晶度高的紡程特征，一般需通過(guò)二步法來(lái)制備聚氧亞甲基纖維，前紡速度一般不超過(guò)400m/min，后紡速度一般不超過(guò)150m/min。

然而，POM具有熱穩(wěn)定性差、結(jié)晶速度快、結(jié)晶度高等特征，這是制約纖維制備的瓶頸。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者及科技人員開(kāi)展了大量的研究工作。

專(zhuān)利CN201010588776.1采用緩冷-驟冷、高壓(50-200atm)、慢速多級(jí)多倍率拉伸獲得總牽倍較高的纖維，但紡速偏快(500-3500m/min)。

CN201010137926采用了至少二級(jí)緩冷(窄區(qū)緩冷，間隔式緩冷))，后道三道不同介質(zhì)的牽伸工藝，但溫度均偏低，熱定型溫度為60-115℃，時(shí)間達(dá)10-40min，生產(chǎn)效率會(huì)極低。卷繞速度為50-5000min，但未明確區(qū)分前紡與后紡的范圍；總牽伸倍數(shù)為4.0-11.5。

CN200710187055主要限定了共聚甲醛中氧化乙烯的比例(1.8％-5.0％)、及熔指(1.0-120)。

CN200710126318在限定了氧化烯單元、熔體指數(shù)的基礎(chǔ)上，將POM與堿分解性樹(shù)脂、水溶性樹(shù)脂及有機(jī)溶劑可溶性樹(shù)脂復(fù)合紡絲，然后通過(guò)堿處理、水處理或有機(jī)溶劑處理除去熱塑性樹(shù)脂，或者溶解除去POM纖維，獲得含POM的微細(xì)纖維。

CN200680002247提及熔體指數(shù)為0.3-30ml/10分鐘(0.42-42g/10min)的聚甲醛共聚物引入溫度小于150℃的液體浴中該拉伸的細(xì)絲具有小于或等于6:1的總拉伸比，其中通過(guò)在150-190℃的拉伸溫度下使細(xì)絲在熱的導(dǎo)絲盤(pán)上實(shí)現(xiàn)拉伸，在150-200℃的溫度范圍內(nèi)的熱定形操作。

CN02818234同樣是控制氧化烯的量，且固定降溫速率，保持其較長(zhǎng)的半結(jié)晶時(shí)間。CN02156329.2限定了制備纖維的聚甲醛分子結(jié)構(gòu)與熔融指數(shù)，同時(shí)也提出了包含了混凝土用增強(qiáng)纖維等很多應(yīng)用領(lǐng)域。

CN200310119502.8限定了牽伸倍數(shù)與牽伸體的截面積，同時(shí)還限定了氧化烯單元含量摩爾百分含量為0.5～10％、熔融指數(shù)為0.3～20g/10min。

CN200510081358提出制備了皮芯復(fù)合纖維，芯與鞘分別為不同特征的共聚甲醛。

CN201410809256.7選用含有結(jié)晶抑制劑(醋酸纖維素類(lèi)聚合物)的聚甲醛原料，且對(duì)其抗拉強(qiáng)度及沖擊性能提出了要求，通過(guò)控制紡絲溫度，保持較低的前紡速度，制備出高強(qiáng)高模的聚氧亞甲基(POM)纖維。

CN201510955587.6通過(guò)添加內(nèi)潤(rùn)滑劑，改善了樹(shù)脂基體的流動(dòng)性，可制備可紡性?xún)?yōu)異、高強(qiáng)度的聚甲醛纖維。

CN201510703758.6通過(guò)在POM基礎(chǔ)樹(shù)脂中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2～0.3wt.％的山梨醇類(lèi)物質(zhì)，來(lái)減小球晶尺寸與降低結(jié)晶速率。

文獻(xiàn)(文珍稀.聚甲醛纖維的制備與表征[D].東華大學(xué)，2011.)指出牽伸有利于纖維的結(jié)晶并且能使晶粒得到細(xì)化，隨著水浴溫度的提高，POM纖維的結(jié)晶度提高，水浴牽伸溫度在80℃～95℃為佳；同時(shí)采用緊張熱定型對(duì)提高纖維的力學(xué)性能有利。文獻(xiàn)(王新雷，等.聚甲醛纖維制備工藝及其性能的研究[J].合成纖維，2010，39(8):7-11.)的研究結(jié)論是最佳拉伸溫度在110℃左右，拉伸倍率在6～8之間。最佳熱定形條件為在140℃下熱定形4min。經(jīng)過(guò)拉伸熱定形后的POM纖維的最大斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為7.41cN/dtex和19.2％。

從上述文獻(xiàn)整理總結(jié)可以看出，由于缺乏適合紡絲的專(zhuān)用POM原料，結(jié)晶速率快結(jié)晶度高的頑疾始終未解決，目前為了調(diào)節(jié)POM的可紡性，基本上是通過(guò)控制共聚單體的含量，但這給聚合工藝與設(shè)備裝置帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，采用特殊的驟冷、緩冷、牽伸及熱定型等工藝，從而增加了纖維制備的難度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有未改性的聚甲醛樹(shù)脂的可紡性差，而現(xiàn)有的改性的聚甲醛仍然結(jié)晶速率快結(jié)晶度高，導(dǎo)致紡絲工藝受到諸多限制，不能實(shí)現(xiàn)高倍牽伸的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種結(jié)晶性能可調(diào)節(jié)的紡絲用聚氧亞甲基樹(shù)脂及其紡絲方法，使用紡絲用改性聚氧亞甲基樹(shù)脂，輔以常規(guī)的助劑，即可在較高紡速條件下通過(guò)一、二步紡絲法實(shí)現(xiàn)高倍牽伸，制備出高強(qiáng)高模的聚氧亞甲基(POM)纖維。