[发明专利]一种聚苯硫醚短纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯硫醚短纤维的制备方法，利用有机溶剂诱导取向原理，在聚苯硫醚短纤维纤维拉伸过程中引入诱导取向的溶剂，从而使聚苯硫醚大分子链段更容易取向和结晶，进而提高纤维的断裂强度、模量，获得高性能的聚苯硫醚纤维短纤维。该方法工艺路线简单易行，对现有设备的改动小，具有较好的市场价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚苯硫醚短纤维的生产方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)纤维是高技术、高性能纤维的一个重要品种，由高分子量聚苯硫醚纺制而成，具有优异的耐化学腐蚀性(200℃下无溶剂可溶)、150～200℃长期使用的热稳定性、良好的机械性能和优良的电绝缘性能。PPS纤维耐化学腐蚀性仅次于聚四氟乙烯，极限氧指数为33以上，属于性能优异的不燃材料；该纤维具有出色的耐疲劳性和抗蠕变性能，尺寸稳定性好，在高温下和吸湿后尺寸几乎不变。

聚苯硫醚短纤维产品已经成为燃煤电厂烟道气袋式除尘的首选滤材。PPS纤维的诸多优异性能使其用途不断被开发，用该纤维制成针刺毡用于造纸工业的烘干机上，是较为理想的耐热和耐腐蚀材料；其针刺非织造布或机织物可用于制作电子工业的特种用纸，作为耐热的腐蚀性试剂的过滤材料；其单丝或复丝织物还可用作除雾材料。另外，电子产业中的包覆材料、介电材料，宇航工业中的耐热阻燃材料也在逐渐采用PPS纤维产品，全世界PPS纤维的需求量因此逐年增加。

然而，目前的PPS纤维在强度和模量上于涤纶、锦纶工业丝等相比仍较低，无法满足特殊领域如：军事、航空等对于强度、模量性能要求高的领域，这也限制了其应用的推广。因此需要开发高性能的PPS短纤维纤维。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度、高模量的高性能聚苯硫醚纤维短纤维的制备方法。

为了实现上述目的，特采取如下技术方案：一种聚苯硫醚短纤维的制备方法，其在聚苯硫醚初生纤维集束完成后进行牵伸时引入溶剂体系，促进聚苯硫醚纤维的取向和结晶；

所述聚苯硫醚短纤维制备方法为两步法，包括以下步骤：聚苯硫醚树脂熔融挤出—纺丝成型—落筒，落筒丝束集束—油浴加溶剂体系—牵伸—紧张热定型—卷曲—干燥—切断。

在本发明的一些实施方式中，聚苯硫醚纺丝温度为315-325℃。

在本发明的一些实施方式中，在油浴加溶剂体系步骤，引入溶剂，引入的溶剂体系为四氯化碳溶液；四氯化碳溶液的浓度为10％-30％，优选为11％～29％，更优选为12～28％。在本发明的一些具体实施方式中，四氯化碳溶液的浓度例如可以为10％、15％、18％、20％、25％、28％、30％等。

在本发明的一些实施方式中，牵伸采用热板牵伸，牵伸温度为80-100℃，优选为82-95℃，进一步优选牵伸温度为85-90℃。

在本发明的一些实施方式中，丝束进入油浴加溶剂体系、热板牵伸工序，处于半密闭状态，含有溶剂体系的油浴槽及牵伸热板上设置抽吸装置，将受热挥发的四氯化碳溶剂抽吸进入回收装置，冷凝后进入油浴槽回收循环利用。

在本发明的一些实施方式中，丝束的在热板牵伸时的牵伸倍数为3-6倍，优选为3.3-4.5倍，更优选为3.5-4.5倍。

在本发明的一些实施方式中，紧张热定型采用热辊定型，温度为180-220℃，优选为195-210℃。

在本发明的一些实施方式中，经过溶剂体系诱导取向结晶加工的聚苯硫醚短纤维的取向度可达到70-85％，结晶度可达55-65％。

在本发明的一些实施方式中，制备的聚苯硫醚短纤维断裂强度为4.8-5.7cN/dtex，初始模量为145-290cN/dtex。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1