[发明专利]一种热致性液晶聚芳酯纳原纤的短流程制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热致性液晶聚芳酯纳原纤的短流程制备方法，特别是涉及到一种用碱溶性聚酯作为溶离组分获得热致性液晶聚芳酯纳原纤的制备方法。

背景技术

热致性液晶聚芳酯(TLCP)纤维是一种高性能纤维，具有高强高模、优异的耐热性、耐化学腐蚀性、极小的线膨胀系数、耐老化等优异的性能，可满足现在高科技对高强度、高模量、耐高温、耐辐射等综合性能的需求。尤其是在航空航天、装甲防护、舰艇绳缆等国防领域和高温过滤材料、电子绝缘材料等军民两用领域上的应用是非常广泛的。

由于液晶高分子原料价格昂贵，成型加工工艺难以控制，液晶聚合物工程塑料制品的各向异性和冲击强度低等，人们更多地把液晶聚合物作为其它聚合物改性剂，或与其它聚合物制成合金，以扩大液晶聚合物的应用范围。但对制备热致性液晶聚芳酯纳原纤的研究尚属空白。目前，国内通常采用双组份复合纺丝法制备海岛、超细纤维。该制备方法通常采用将两组分分别进行预结晶干燥、挤压熔融后送入复合纺丝箱体，经保温的纺丝计量泵精确计量挤出，分配到各个复合纺丝组件中，两个组分按喷丝组件设定的形状复合成形，再经牵伸、卷绕及后续处理得到超细纤维。该制备方法纺丝工艺复杂、流程长、且对设备有特殊的要求。中国专利公开号CN102071493A，公开日2011年5月25日，发明名称“一种热致性液晶聚芳酯纤维的制备方法”，该申请案提供了一种掺有低分子量热致液晶聚芳酯的高粘度热致性液晶聚芳酯纺丝方法，目的是有效改善体系的流变形为，使加工温度范围增宽，有效解决热致性液晶聚芳酯切片进行纺丝时遇到的加工窗口温度窄，对纤维纺丝加工设备精度要求高的难题。在该申请案中，主要解决的是高分子量热致液晶聚芳酯纺丝成型工艺较难的问题。中国专利公开号CN1189517A，公开日1998年8月5日，发明名称为“一种含玻璃纤维和热致性液晶聚合物微纤的混杂复合材料”，该申请案采用热致液晶聚合物(TLCP)微纤和玻璃微纤混杂增强聚碳酸酯复合材料，目的是克服玻璃纤维增强的PC体系熔融流动性差、对设备的磨损、玻璃纤维大量折断，以及TLCP增强PC体系拉伸性能差的缺点。在该申请案中，热致液晶聚合物(TLCP)微纤只是作为一种增强材料，以改善玻璃纤维增强的PC体系所存在的问题，并未涉及热致液晶聚合物(TLCP)微纤及纳纤的制备方法。中国专利公开号CN101608351A，公开日2009年12月23日，发明名称为“一种熔融共混海岛纤维及其生产方法”，该申请案采用PTT为岛成分，PE为海成分，将PTT切片和PE分别进行干燥后，经不同的输送管道，进入混合管道混合均匀，然后通过喷丝板进行喷丝，最后经牵伸、卷曲、切断后制得成品。中国专利公开号CN101429689A，公开日2009年5月13日，发明名称为“一种超细纤维及其生产方法”，该申请案是以再生聚酯切片及水溶性聚酯切片为原料，采用双组份复合纺丝法，再经后续的加弹加工得到可实用的超细纤维。在上述两个该申请案中，海岛纤维与超细纤维的制备在纺丝工艺过程中均须牵伸、卷绕，与常规的纺丝工艺流程相同。可见在现有技术中，目前还未见关于热致性液晶聚芳酯纳原纤短流程制备方法的相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种热致性液晶聚芳酯纳原纤的短流程制备方法。采用碱溶性聚酯作为溶离组分，将碱溶性聚酯与热致性液晶聚芳酯进行复合并纺丝，使热致性液晶聚芳酯在高长径比的喷丝孔内沿熔体流动方向取向并形成纳原纤，再经后续处理得到高长径比的热致性液晶聚芳酯纳原纤，其技术方案为：

一种热致性液晶聚芳酯纳原纤的短流程制备方法，所述制备方法采用碱溶性聚酯作为溶离组分，将热致性液晶聚芳酯与碱溶性聚酯先通过双螺杆挤出机进行复合，再通过纺丝机进行熔融纺丝，使热致性液晶聚芳酯在高长径比的喷丝孔内沿熔体流动方向充分取向并形成了纳原纤，再经过后续处理得到高长径比的热致性液晶聚芳酯纳原纤，其制备方法按以下步骤进行：

①原料预结晶干燥

将碱溶性聚酯和热致性液晶聚芳酯置于真空烘箱内干燥，使其含水率低于30ppm。

②复合物的制备

将干燥后的碱溶性聚酯和热致性液晶聚芳酯分别按质量百分比在双螺杆挤出机中共混挤出。

其中，

碱溶性聚酯        85～95份

热致性液晶聚芳酯  5～15份

双螺杆的加热温度分别为：进料区220～250℃，熔融区260～310℃，压缩区250～300℃，出料口温度260～310℃；

再将经双螺杆挤出机制备的复合物在100～130℃真空干燥，恒温24～48h。