[发明专利]聚酰亚胺纺丝液的脱泡装置、脱泡方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高性能纤维的制备技术领域，具体是涉及一种聚酰亚胺纺丝液的脱泡装置、脱泡方法及其应用。

背景技术

聚酰亚胺纤维是一种高强度、高模量且具有聚酰亚胺材料特有性能的高性能纤维。据理论计算,由均苯二酐和对苯二胺合成的纤维的模量可达410GPa,仅次于碳纤维，并具有很高的热稳定性。其中，全芳香聚酰亚胺纤维的分解温度可达500℃，可用于超音速航空和航天领域，其还具有很高的耐辐照性及耐低温性能等，而成为航空航天首选的材料之一,也用做高温介质及射性物质的过滤材料。

目前聚酰亚胺纤维的制备方法有湿纺或干湿纺，这两种方法都可进一步采用一步法纺丝或二步法纺丝，为了保持聚酰亚胺纤维的耐高温、耐溶剂等特点，二步法纺应用更广泛。该方法是第一步将聚合反应得到的聚酰亚胺酸溶液进行纺丝，得到聚酰胺酸纤维，第二步聚酰胺酸纤维经化学环化或热环化得到的聚酰亚胺纤维,纤维的拉抻可以在第一步或/和第二步中进行。

而在生产聚酰亚胺纤维的过程中，原丝质量的最根本因素之一取决于纺丝液的脱泡效果。脱泡效果的好坏直接决定后期纺丝、干燥、牵伸等工艺过程是否能够顺利进行。纺丝液在聚合或输送过程中会存在气泡，较大的气泡通过喷丝孔会造成纺丝细流的中断、形变、断头等，较小的气泡会通过喷丝孔而残留在纤维中，造成纤维有孔，在牵伸时易断裂形成毛丝、断丝。当脱泡不充分时，原丝的牵伸倍数提不上去，达不到应有的纤度、强度及断裂伸长率，最终影响成品原丝和聚酰亚胺纤维的强度。所以，纺丝前必须把纺丝液中的气泡彻底脱出。但是由于纺丝液的粘度大，气泡脱出有一定难度。

上述二步法中的第一步聚合反应得到的聚酰亚胺酸溶液多采用间歇式静置真空脱泡方法或间歇式静置常压脱泡方法来使溶液脱泡而达到理想的湿法纺丝条件。间歇式静置真空脱泡方法或常压脱泡方法是将聚酰亚胺酸溶液装入专用的若干个脱泡釜后抽真空静置或常压静置，根据聚酰亚胺酸溶液转入量来确定静置的时间，使溶液自然脱泡，该方法中由于聚合反应得到的聚酰亚胺酸溶液动力粘度波动范围较大，静置脱泡的时间难以掌握且静置时间太长，加大了聚合的聚酰亚胺酸溶液自身降解的风险，设备上需投入多个脱泡釜，成本较高，在聚合反应和纺丝阶段无法连续式生产，纤维性能的稳定性也无法得到保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种提高脱泡效率、结构简单、易于操作的聚酰亚胺纺丝液的脱泡装置。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单、成本低、效率高且纤维质量稳定的聚酰亚胺纺丝液的脱泡方法。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述脱泡方法处理后的聚酰亚胺纺丝液的应用方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚酰亚胺纺丝液的脱泡装置，包括：脱泡装置本体、注入口、真空模块、排出口，该脱泡装置还包含分流模块，该分流模块用于将注入脱泡装置本体内的聚酰亚胺纺丝原液分散脱泡。

以及，上述聚酰亚胺纺丝液的脱泡方法，包括如下步骤：

获得聚酰亚胺纺丝原液；

将上述聚酰亚胺纺丝原液通过上述注入口注入上述脱泡装置本体内；启动脱泡装置中的真空模块，设置真空度为50kPa～100kPa；

上述聚酰亚胺纺丝原液经上述分流模块分散流动，形成薄膜状的纺丝液层，完成真空脱泡；

获得可纺的聚酰亚胺纺丝液。

以及，聚酰亚胺纺丝液的应用方法，采用上述脱泡装置和方法得到的聚酰亚胺纺丝液，纺丝，凝固，水洗，干燥，上油，然后进行热酰亚胺化处理，得到聚酰亚胺酸纤维。

本发明所提供的聚酰亚胺纤维纺丝原液的脱泡装置和方法，通过在脱泡装置内设置分流模块，该分流模块将注入脱泡装置本体内的聚酰亚胺纺丝原液分散，形成薄膜状的纺丝液层，使聚酰亚胺纤维纺丝原液中的气泡易于上升至溶液的表面，在真空环境下加强脱泡的效果，缩短脱泡时间，提高脱泡效率，从而使脱泡前的聚合反应和脱泡后的纺丝阶段可以实现连续式生产，保证了纤维性能的稳定性；并且该脱泡装置操作简单、成本低。上述连续式脱泡方法可以同样适用于芳纶纤维等高性能纤维的脱泡，适应性广。

附图说明

图1为本发明实施例中聚酰亚胺纺丝液脱泡装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中聚酰亚胺纺丝液脱泡方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。