[发明专利]一种闪蒸纺制超细纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学纤维制造技术，具体为一种利用闪蒸方法纺制超细纤维的方法。

背景技术

超细纤维是指单丝纤度极细小的纤维，世界各国对超细纤维的标准目前尚无规范定义，但通常是指单丝纤度小于0.3dtex的纤维。超细纤维是一种高品质、高技术含量和高附加值的新型纺织原料，用其制成的纺织品具有质地轻薄、手感柔软舒适、悬垂性好，以及具有比表面积大、吸附性强、保暖性、防水透气性能优异等特点，在衣着、家居、皮革和装饰材料等方面均有广泛应用。新型超细纤维及其新技术的开发已成为国内外研究的一个热点，其制备方法大致有：复合纺丝剥离法、溶解法、超拉伸法、熔喷法以及闪蒸法等。

闪蒸纺超细纤维的方法是将成纤聚合物在高温高压条件下溶于适当的溶剂中，该溶剂等于或低于其正常沸点时不能溶解该聚合物，纺丝时经挤压机通过喷丝孔而降为常压，由于压力突然降低，溶剂急剧蒸发，引起聚合物高度原纤化而成为超细纤维丛丝的方法。闪蒸纺制超细纤维的一种公开方法(参见美国专利3,081,519和美国专利3,227,794)是：将纺丝溶液在高温高压下配制好以后送至供料管，然后经减压节流孔送入减压室，此时由于压力降低，聚合物和溶剂产生相分离，但为了使溶剂不气化，必须严格控制减压室的压力。相分离后的纺丝溶液再经过减压，在低温低压的梯形纺丝头喷出，此时溶剂剧烈膨胀闪蒸气化，温度降低，聚合物被蒸汽流高倍拉伸固化，经过静电场分丝，形成具有三维网状的超细纤维网状丛丝。此方法由于使用了高压电场，因此在使用一些低闪点的溶剂时可能会发生一些意想不到的危险，限制了溶剂的使用范围；另外由于高压静电分丝装置的加入，增加了成本，也使得操作过程更加复杂。在静电分丝上，国外较好的方式是美国杜邦公司采用的在喷丝口下部设置高压电场通过放电针头对从喷丝口处喷出的纤维进行放电，使其带上同种电荷再进行静电分丝(参见美国专利5,558,830)。纺丝原液在喷丝口处为了顺利进行原纤化成纤，其必须要在相对高的压力作用迅速从喷丝口中喷出，而纤维也需要在这种高速气流的作用下被拉伸取向取得优异性能。这就使得纤维丛丝通过高压电场的时间非常短，使得部分纤维丝丛来不及进行静电分丝而团聚在一起，从而影响了纤维质量。为了要尽可能地使每束丛丝都带上电，对设备的技术要求就要大幅度提高，其相应成本也将大幅度加大。该方法可因为静电分丝不完全而影响纤维质量，因此不容易控制工艺流程，增加成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种闪蒸纺制超细纤维的方法。该方法具有原料适应性好，工艺容易控制，便于工业化操作，产品质量好等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种闪蒸纺制超细纤维的方法，该方法工艺过程是：先把聚合物及离子液体按照每10g聚合物使用5-20ml离子液体的比例放入高压釜内，搅拌均匀后，常温下静止预处理0.5-3小时，使聚合物溶胀为粘稠状液体；然后按照每10g聚合物使用50-200ml的比例加入溶剂，并在150-350℃温度和5-25MPa压力条件下，搅拌20-30min，充分溶解后，打开高压釜放料控制阀，使纺丝溶液从喷丝口喷出，形成超细纤维并自行分丝，在接收装置上固化形成三维网络状超细纤维丝条；所述的聚合物为聚烯烃、聚酯或聚偏氟乙烯；所述的离子液体为1-丁基-3-甲基-咪唑氯化物或1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯化物；所述的溶剂为1，2-二氯乙烷、氯仿或环己烷。

本发明纺制超细纤维的方法特征是采用适当离子液体作为副溶剂，对成纤聚合物进行表面接枝和共聚等改性修饰，在高分子链结构中引入富含电子的基团，并且能确保离子液体中的阳离子能在聚合物分子链上定向排列，使得离子液体中的阳离子在预先改性的高分子链表面通过配位或氢键作用进行排列而使其带电，进而使得高分子链间通过同种电荷的排斥作用实现自行分丝。与现有技术相比，本发明方法简化了纺丝工艺和设备，降低了操作风险，减少了成本，具有适应性好，可纺原料多，工艺简单并容易控制，便于工业化操作，产品质量好等特点。

附图说明

图1为本发明纺制超细纤维的方法中预处理后的高分子链在离子液体及溶剂作用下的定向和带电原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步叙述本发明。