[发明专利]一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法

说明书

本发明涉及一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法，将聚合物纺丝溶液经由低阻尼喷丝微孔挤出后通过湿空气层进入凝固浴中凝固成形经过进一步处理后形成纤维。低阻尼喷丝微孔表面能En≤35mJ/cm²，表面粗糙度Ra≤0.2μm，表面静态接触角WCA≥85°，低阻尼喷丝微孔是通过以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70～85℃条件下，使流动液从喷丝板的喷丝微孔流出，然后在95～120℃条件下进行初步固化，再在200～230℃进行再次固化，最后在260～280℃进行终固化，冷却后得到的。本发明的低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法显著提高了纤维的纺丝速度，生产效率高，提高纤维的品质，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于干湿法纺丝领域，涉及一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法。

背景技术

干湿法纺丝是将干法纺丝与湿法纺丝的特点结合起来的化学纤维纺丝方法，又称干喷-湿纺，简称干湿纺。这是20世纪60年代发展起来的新纺丝方法。干湿法纺丝可以纺高粘度的纺丝原液，从而减少溶剂的回收以及单耗，同时其纺丝成形速度相对于湿法纺丝速度较高所得的纤维结构均匀，横截面近似圆形。目前干湿法纺丝成形技术已经应用于聚丙烯腈纤维、聚乳酸纤维、壳聚糖等纤维的制备。干湿法纺丝最大的缺点在于纺丝原液细流断流后，原液极易沿着喷丝头漫流，这就意味着多孔纺丝过程中如果有一根单丝断裂，就很可能因为漫流，而造成其它丝的断裂，从而破坏纺丝过程的连续性。干湿法纺丝的漫流现象与聚合物溶液的粘弹性、表面张力、喷丝板几何形状以及形变速度有关。在空气层中纺丝细流的长度超过其直径许多倍，这种细流为热力学不稳定状态，它力图成为球状或沿喷丝头表面漫流。

目前为了克服干湿法纺丝过程中漫流的问题，主要通过提高纺丝原液的粘度与增加喷丝板的孔径来减轻漫流现象。通过对纺丝原液的粘度减轻漫流问题的同时，因原液与喷丝微孔间剪切作用力增加，流动变得更加困难，并且在喷丝板出口处膨胀现象严重，一般原液粘度控制在50-100Pa.s；通过增加喷丝微孔直径的方法虽然可以在一定程度上减轻漫流问题，但是较大直径微孔形成的粗旦纤维无法满足后道的应用要求，一般喷丝微孔直径不超过0.3mm。因此现有通过提高纺丝原液的粘度与增加喷丝板的孔径在一定程度上虽可以减轻漫流现象，但是大大降低了成形速度与纤维的品质。

发明内容

本发明的目的在于针对现有干湿法纺丝技术的不足，通过对喷丝板表面喷丝微孔进行低表面能处理，降低喷丝微孔的表面张力，大大提升干湿法纺丝原液挤出速度从而大大减弱漫流现象，提高可纺性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法，将聚合物纺丝溶液经由低阻尼喷丝微孔挤出形成纺丝细流，纺丝细流通过湿空气层进入凝固浴中凝固成形得到原丝，原丝经过进一步处理后形成纤维；

所述低阻尼喷丝微孔是经过聚硅氧烷处理液表面处理的低表面能的喷丝微孔，喷丝微孔本身的表面凹坑被低表面能材料填充，喷丝微孔表面光滑，纺丝熔体与喷丝微孔摩擦系数降低，喷丝微孔表面能En≤35mJ/cm²，表面粗糙度Ra≤0.2μm，表面静态接触角WCA≥85°。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法，所述低阻尼喷丝微孔的制备方法为：以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70～85℃条件下，使流动液从喷丝板的喷丝微孔流出，然后在95～120℃条件下进行初步固化，再在200～230℃进行再次固化，最后在260～280℃进行终固化，冷却后得到低阻尼喷丝微孔。

如上所述的一种低阻尼聚合物高效干湿法纺丝方法，所述聚硅氧烷处理液按重量份计，各组分为：