[发明专利]一种聚醚砜纤维的制备方法有效
申请号: | 201110340493.X | 申请日: | 2011-11-01 |
公开(公告)号: | CN103088446A | 公开(公告)日: | 2013-05-08 |
发明(设计)人: | 许志强;张天骄;王灏;王勇;杨春喜;高扬;袁平;王春梅;刘建兵;李睿;王玥;焦红娟 | 申请(专利权)人: | 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司;北京服装学院;凯泰特种纤维科技有限公司 |
主分类号: | D01D5/08 | 分类号: | D01D5/08;D01D5/12;D01D1/04 |
代理公司: | 北京思创毕升专利事务所 11218 | 代理人: | 赵宇 |
地址: | 100176 北京市大兴区北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 聚醚砜 纤维 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种纤维材料的制备方法,进一步地说,是涉及一种聚醚砜纤维的制备方法。
背景技术
聚醚砜树脂是一种综合性能优异的热塑性高分子,是目前得到应用的为数不多的特种工程塑料之一,特点是高温下优秀的性能。分子中的重复基团见下图:
聚醚砜最早是在1965年由联合碳化物公司发现,聚醚砜树脂由英国ICI公司在1972年开发,但由于其原材料价格和加工费用昂贵,一般用作特种工程塑料,常温下的性能类似于聚碳酸酯,目前已在许多领域得到了广泛的应用。
聚醚砜树脂的优秀性能包括:
耐热性:在所有可熔融加工的热塑性树脂中,聚醚砜的使用温度最高。玻璃化温度225℃,热变形温度203℃,长期使用温度180-200℃;可耐150-160℃热水或蒸气;模量可在-100℃-150℃下保持不变。
耐燃性好:具有自熄性,即使燃烧也不发烟,极限氧指数(LOI)可达到30%以上,空气中的起始热分解温度达454℃。不用加入任何阻燃剂即拥有阻燃特性,避免了强度等机械性能的损失。耐燃等级UL94-VO。
耐蠕变性好:在150℃和20MPa压力下的应变只有2.55%。
尺寸稳定性好:在沸水和150℃的蒸气中尺寸变形小于0.1%。
耐化学药品性良好:在pH为2-13的范围内对无机酸、碱和电解质有很强的耐受性,耐汽油、机油、润滑油等油类和氟里昂等清洗剂,也可耐表面活性剂和烃油。可在大部分的非极性溶剂中保持稳定,但可溶于二氯甲烷和甲基吡咯烷酮等极性溶剂。
目前聚醚砜树脂主要可用挤出成型法制成片材、棒材、管材、薄膜等型材,及用溶液法制成超滤膜或反渗透膜,还可与聚四氟乙烯配成涂料,或加工成超细粉进行粉末喷涂。在卫生标准方面,被美国FDA认可,也符合日本厚生省第434号和178号公告的要求。纤维类产品目前所见较多的是聚醚砜中空纤维滤膜,主要方法是将聚醚砜和溶剂添加剂等加入容器中,在一定温度下溶解得到稳定的溶液,再经湿纺,过凝固浴等步骤最后得到超滤膜。美国专利申请US2009/0047515A1中还提到了用静电纺丝得到聚醚砜纤维的方法,即将聚合物溶液带上几千至上万伏高压静电,带电的聚合物液滴在电场力的作用下被加速。当电场力足够大时,聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化,最终落在接收装置上形成纤维的方法。现有技术中利用熔融纺丝进行聚醚砜纤维制备的研究较少,只有北京服装学院的张天骄等人的中国专利CN1763278A中使用双螺杆挤出机将聚醚砜加热熔融,经耐高温纺丝组件以熔体细流的形式流出,冷却固化后由卷绕机卷绕成形,平衡一段时间后,再经平行牵伸机牵伸得到最终的聚醚砜纤维。还有天津纺织工学院的于建明等人在实验室自制的柱塞熔融纺丝机上做过熔融纺丝的实验(于建明,周晓峰等.聚醚砜纤维研制.天津纺织工学院学报.1996(15)2:14-17)。另外日本有一篇专利JP3185025A提到了聚醚砜纤维的熔融纺丝方法,但未提到纺丝和牵伸等的具体方法。其熔融纺丝部分是将聚醚砜树脂在300℃以上熔融,从有多个孔径在0.1~2.0mm的喷丝孔的喷丝板中以50m/分钟以上的速度拉出,制成纤维状。
以上利用熔融纺丝对聚醚砜纤维进行制备的研究的局限性在于:采用双螺杆挤出机或自制的柱塞式设备,而不是纺丝中最常见的单螺杆挤出机,设备复杂,成本增加;熔融挤出并卷绕得到纤维后,平衡一段时间之后再进行牵伸,而未采用效率更高的一步法,即聚醚砜丝经冷却固化后直接经过热辊牵伸,最后卷绕得到成品丝的FDY一步法。
目前利用熔融纺丝进行聚醚砜纤维的制备的完整方法是将含水率达到纺丝要求的聚醚砜树脂用双螺杆挤出机加热熔融,经耐高温的纺丝组件以细流的形式流出,经冷却固化后,将形成的纤维卷取,平衡一段时间后,再经平行牵伸机牵伸得到最终的聚醚砜纤维。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题,本发明旨在用纺丝常见的单螺杆挤出机并用FDY一步法经熔融纺丝牵伸制得聚醚砜纤维。
因此,本发明的目的是提供一种聚醚砜纤维的制备方法,该方法具有设备简单,操作简便,更经济,易于推广等优点。
本发明提供的方法是将含水率达到纺丝要求的聚醚砜树脂用单螺杆挤出机加热熔融,经纺丝组件以细流的形式流出,经冷却固化后,直接进入牵伸定型卷绕机,通过热辊进行加热牵伸,再卷取得到最终的聚醚砜纤维。
本发明的聚醚砜纤维的制备方法,具体包括以下步骤:
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京中纺优丝特种纤维科技有限公司;北京服装学院;凯泰特种纤维科技有限公司,未经北京中纺优丝特种纤维科技有限公司;北京服装学院;凯泰特种纤维科技有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
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