[發明專利]脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法

有效

• 申請號: 201910560430.1
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN112144131B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 孔凡敏;蘇豪;吳小蓮;于品華;趙運生
• 申請（專利權）人: 中石化南京化工研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: D01D10/06
• 分類號: D01D10/06;D02J1/22
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明提供了一種進一步脫除纖維中殘留低濃度溶劑的方法，對成品纖維進行二次處理，采用新型恒溫干燥牽伸熱箱，增加一級牽伸處理，將成品纖維的含有的低濃度溶劑進行進一步脫除，使纖維中的溶劑殘留量達到國家醫療器械應用標準。

技術領域

本發明屬高分子材料領域。特別涉及到高性能聚乙烯干法紡絲纖維產品殘存溶劑的脫除方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯纖維干法紡絲技術以十氫萘、石蠟油、白油為溶劑體系的聚乙烯纖維生產技術，生產的高強、高模聚乙烯纖維主要應用在國防、軍工等方面。

近年來應用領域逐步拓寬，向設備內襯、器材、織物等方面延伸。但在醫療器材、手術縫合線、固定支架、體育健身器材等方面，由于其纖維中含有的低濃度的溶劑殘留，還無法達到規定的應用標準（≤20ppm），限制了其應用領域。

由于高性能聚乙烯纖維的耐溫性較差，如在牽伸熱箱停留時間過長，則會造成纖維性能品質的降低以及毛絲、斷頭的出現。

發明內容

本發明的目的主要是解決目前高性能聚乙烯纖維干法紡絲纖維產品中低濃度溶劑殘留問題，拓寬其在醫療器械、體育器材等方面的應用。

本發明通過在恒溫干燥牽伸熱箱兩端設置帶有壓輥的牽伸機，進行干燥以及牽伸工藝調整，在不降低纖維性能的情況下，最大化的脫除纖維中的有機溶劑殘留量。解決了聚乙烯纖維中由于溶劑殘留量的問題，拓寬應用領域。

本發明的主要技術方案：脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法，其特征是通過在恒溫干燥牽伸熱箱兩端設置帶有壓輥的牽伸機，將高性能聚乙烯干法紡絲纖維成品送入恒溫干燥牽伸熱箱內進行恒溫干燥，脫除殘留溶劑。

一般地，本發明是將成品纖維放置在絲架（1）上，絲束經過導絲架，將成品纖維平鋪在七輥牽伸機（2）上，經過七輥牽伸機（2）送入恒溫干燥牽伸熱箱（3）內，進行恒溫干燥，揮發纖維中的殘留溶劑，絲束在恒溫干燥牽伸熱箱內低速遷移，干燥后的纖維產品經過七輥牽伸機（2）和導絲架送入低倍率收卷機（4）進行收卷成型。

所述的一種脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法，采用的是經過干法紡絲工藝成型的纖維產品，其使用的溶劑是高揮發性的有機溶劑，便于恒溫脫除。

所述的一種脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法，采用的恒溫高燥牽伸熱箱，其內部溫度控制精度為-0.1℃—0.1℃。電加熱材料采用鎢絲加熱，內部風速0.1-1m/s。

所述的一種脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法，是在原有牽伸工藝基礎上再增加了一級恒溫干燥牽伸線，區別在于其操作參數是低倍速的牽伸卷繞，牽伸倍率小于2倍，牽伸速度為1-6m/min。

所述的一種脫除高性能聚乙烯纖維殘留溶劑的方法，針對的是低濃度殘留溶劑的進一步脫除，區別于現有的高濃度溶劑脫除方法。

本發明的具體方案為：將高性能聚乙烯干法紡絲纖維成品放置在絲架（1）上，絲束通過導絲架、七輥牽伸機1（2）送入恒溫干燥牽伸熱箱（3）內進行恒溫干燥，初始牽伸速度1-3m/min，揮發纖維中的殘留溶劑，絲束在恒溫干燥牽伸熱箱（3）內低速遷移，溫度為140-150℃；干燥后的纖維產品經過七輥牽伸機2（4）和導絲架送入低倍率收卷機（5）以1-6m/min收卷速度進行收卷成型；牽伸倍率為1-2倍。

優選地，恒溫干燥牽伸熱箱采用的加熱材料為電鎢絲，溫控精度為-0.1℃—0.1℃。恒溫干燥牽伸熱箱內部循環風速0.1-1m/s。

所述殘留溶劑為十氫萘、四氫萘、甲苯、二甲苯中的一種。

所述纖維產品中的溶劑殘留質量百分比為1-10%，優選為1-3%。

所述干法紡絲纖維產品，經過該技術處理后的纖維溶劑殘留量為1-20ppm。