[发明专利]一种高强度、高伸长率对位芳纶纤维的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度、高伸长率对位芳纶纤维的制备方法。该方法将各向异性纺丝溶液经喷丝板的毛细管孔挤出，经空气层纺丝进入凝固浴后得到初生纤维，然后进行水洗、干燥处理。该方法综合了喷丝板孔径、凝固浴温度以及洗涤、干燥过程中的张力控制，从而得到高强度、高伸长率的纤维，得到的纤维强度在26g/d以上，伸长率在4.0％以上。

技术领域

本发明涉属于聚合物合成技术领域，具体是一种高强度、高伸长率对位芳纶纤维的制备工艺。

背景技术

对位芳纶纤维最初是由杜邦公司研发并生产，商品名为Kevlar，因其具有耐磨、耐化学腐蚀、耐高温、高强、高模、阻燃等特性而广泛应用于航空航天、国防军工及环保、建筑等领域。对于高性能品种，一直被西方作为战略物资管制对我国实施禁运，我国自70年代开始研究芳纶纤维以来，取得了许多显著的进展，但是还没有完全取得技术突破。

专利US3869429中公开了一种利用空气层纺丝工艺制备芳纶纤维的方法，但在文中并没有涉及纤维洗涤张力大小的建议，虽说明了纤维干燥过程可在小于0.3g/d的张力条件下进行，但是其“零张力”仅仅是作为其低张力的一个特例进行展示。

专利US4016236和专利US4560743公开了一种利用空气层纺丝工艺制备芳纶纤维的方法，在文中纤维被小心地置于网带上进行洗涤和干燥，以确保纤维在整个操作过程中不会受到其他张力的影响。

专利US4859393中公开了一种利用空气层纺丝工艺制备高抗疲劳性对位芳纶纤维的方法，该工艺中凝固浴的温度不低于20℃，洗涤过程中的张力控制在0.2g/d～0.35g/d，干燥过程中的张力控制在0.05g/d～0.20g/d。

发明内容

本发明的目的：提供一种高强度、高伸长率对位芳纶纤维的制备工艺。

本发明包含以下步骤：一种高强度、高伸长率对位芳纶纤维的制备工艺，该工艺包括以下步骤：步骤一、将聚合物树脂溶于一定浓度的硫酸溶液中，形成各向异性纺丝溶液；步骤二、纺丝液经喷丝板的毛细管孔挤出，通过空气层后进入低温凝固浴中；步骤三、将得到的纤维在低张力条件下进行水洗和干燥。

优选技术方案：聚合物树脂指的是聚对苯二甲酰对苯二胺，是由对苯二胺和对苯二甲酰氯聚合得到的均聚物或者是少量其他二胺及对苯二胺与少量其他二酰氯及对苯二甲酰氯聚合得到的共聚物。

优选技术方案：硫酸浓度控制范围90％～100.5％，各向异性溶液的浓度控制范围18.5％～20％。

优选技术方案：酸浓度控制范围98％～100.5％。

优选技术方案：喷丝板的毛细管孔孔径在0.0254mm～0.0635mm。

优选技术方案：喷丝板的毛细管孔孔径在0.0308mm～0.0508mm。

优选技术方案：凝固浴温度控制范围为-10℃～10℃。

优选技术方案：，水洗和干燥过程中的张力大小一致，其张力大小控制范围0.05g/d～0.25g/d。

优选技术方案：水洗和干燥过程中的张力大小一致，其张力大小为0.25g/d。

优选技术方案：聚合物树脂溶固有粘度为6.0dL/g～6.7dL/g。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：制得的纤维的强度在26g/d以上，其伸长率大于4.0％。

具体实施方式

实施例1