[发明专利]管道式强啮合挤压机和制备PPS纤维及无纺布的方法

说明书

本发明公开了一种管道式强啮合挤压机和制备PPS纤维及无纺布的方法。本发明采用管道式强啮合挤压机对聚苯硫醚树脂切片进行熔融挤出，通过熔喷工艺制得高强聚苯硫醚超细纤维。挤压机包括筒体和设置在筒体内相互啮合的三个螺杆，呈并列型或三角形排列，螺杆分为多个功能区，沿其轴向依次为一个进料段、一个熔融段、一个动态混合段、三组熔体加压段和排气段、一个动态混合段、一个熔体均化段，筒体外每个功能区对应一个温控组件，筒体对应进料段设有进料口，筒体对应排气段设有负压管道，负压管道上设有负压系统。本发明通过提高剪切频率和剪切力，降低高分子量聚苯硫醚熔体的粘度，降低了加工温度，提高了聚苯硫醚熔体的可纺性，能够实现高强聚苯硫醚熔喷超细纤维的制备。

技术领域

本发明涉及化学纤维材料制备技术领域，尤其涉及一种管道式强啮合挤压机和制备PPS纤维及无纺布的方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的工程塑料，具有热稳定性好(热变型温度可达260℃以上)、机械强度较高、电性能优良、耐化学腐蚀性强等优点。PPS的熔点约为280℃左右，可加工性能较好，可通过注塑、压塑、挤出、吹制和灌封等方式制备相关的产品(如片材、管材、薄膜以及纤维等)。其中，PPS纤维目前主要用于制备特种功能过滤材料，如燃煤锅炉过滤袋用布，造纸机用布、电子工业专用纸、电绝缘体、电解隔膜、气液过滤材料等。因此，制备高强的聚苯硫醚超细纤维具有极大的意义。

中国专利号CN202110549090.X，公开日2021年7月23日，发明专利名称为“海岛型聚苯硫醚超细纤维及其制备方法”，该方法将三种聚苯硫醚进行熔融共混造粒得到聚苯硫醚颗粒；将聚苯硫醚颗粒与碱溶性聚酯混合进行熔融纺丝，经过热定型后牵伸得到聚苯硫醚与聚酯的复合海岛纤维；在复合海岛纤维中加入氢氧化钠溶液，溶解碱溶性聚酯，得到海岛型聚苯硫醚超细纤维。目前聚苯硫醚超细纤维的制备大多都是先制备复合纤维，然后通过对复合现为中另一组分进行溶解后得到聚苯硫醚超细纤维。制备过程复杂，后处理需使用大量的有机溶剂，不环保，且力学强度不高。但是PPS加工窗口较窄，一般在290℃～330℃之间，在320℃以上会产生热固化反应，影响其加工性能和制品质量。目前，PPS纺丝通常使用单螺杆挤压机作为聚合物的塑化和输送装置。但是PPS在320℃以上会产生热固化反应，影响其加工性能和制品质量，PPS加工窗口较窄，一般在290℃～330℃之间。单螺杆挤压机适用于生产较低熔体粘度或对混合要求不高的物料的纺丝，对于纺制高性能聚合物等特种纤维，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种提高剪切频率和剪切力，降低高分子量聚苯硫醚熔体的粘度，降低了加工温度，提高了聚苯硫醚熔体的可纺性的管道式强啮合挤压机和制备PPS纤维及无纺布的方法。

本发明的一种管道式强啮合挤压机，所述挤压机包括筒体和设置在所述筒体内相互啮合的三个螺杆，呈并列型或三角形排列，所述螺杆分为多个功能区，沿其轴向依次为一个进料段，一个熔融段，三组动态混合段、熔体加压段和排气段，一个熔体均化段，所述筒体对应所述进料段设有进料口，所述排气段和筒体、负压管道组成排气室，所述排气室连接有负压系统。

进一步的，所述螺杆的长度和外直径的比例L/D＝38～44。

进一步的，所述进料段和熔融段长度为6～8D，进料段和熔融段由6～9个沿螺杆组件长度方向的正向螺旋元件组成，导程范围为0.75D～1.25D，沿熔体输送方向导程逐渐减小。

进一步的，所述动态混合段长度为4D，由4个正向捏合块元件组成；正向捏合块元件的长度为1D，捏合片厚度为0.2D，捏合片错列角沿熔体输送方向分别为为30°、45°、60°、90°。

进一步的，所述熔体加压段长度为0.6D，由1个反向螺旋元件组成；反向螺旋元件的导程为0.6D。