[发明专利]一种水溶性PVA纤维及其制备方法和用途

说明书

一种PVA纤维，由聚合度为1500～2500，醇解度A_d满足关系式86%≤A_d（mol/mol）%≤95.0%的PVA纺丝制得。本发明提供的PVA纤维具有特殊的水溶性能，将其用于油气田压裂施工时，有利于提高压裂液的携砂能力，由于本产品具有很好的水溶性，能够在压裂施工完成后及时返排回地面，从而大大促进油气田增产。本发明制备方法简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及PVA纤维，具体涉及一种PVA纤维及其制备方法和用途。

背景技术

PVA(聚乙烯醇)纤维是一类性能优异的纤维，具有高强度、高模量、低伸度等特点，以及优异的耐磨性、耐海水腐蚀性、耐气候性和与基材界面良好的粘结性能，广泛用作浅海紫菜养殖用网、高性能绳索、轮胎帘子线、产业用布、水泥增强材料，以及塑料、橡胶增强材料等，具有广阔的市场潜力。

近年来，国内外研究者围绕PVA纤维持续开展了大量研究。CN200510057435A公开了一种制备高性能聚乙烯醇纤维的方法，该方法采用含氮化合物、亲水性辅助添加剂和水组成的复合改性剂与聚乙烯醇进行分子间氢键复合，制备改性聚乙烯醇，在挤出-纺丝设备对改性聚乙烯醇进行熔融纺丝制备初生纤维，聚乙烯醇初生纤维再经多级拉伸，干燥，热定型制备高性能聚乙烯醇。CN200610021470A公开了一种耐磨性PVA缩醛纤维，采用100份聚乙烯醇、2～6份添加剂，400～900份去离子水经湿法纺丝制备皮层结构致密的耐磨性聚乙烯醇纤维。CN201110300982.2A公开了一种PVA纤维，采用喷丝头规格为≤5000孔、孔径为0.125～0.2mm、吐出量为1000～1300ml/min的设备以及干湿法工艺，制备出聚乙烯醇纤维的线密度为6.0～10.0dtex。CN201110238175.2A公开了一种高强度、高模量、高熔点PVA纤维，采用的纺丝原液中PVA含量15～17wt％，硼酸含量1.2～1.6wt％，硫酸铜含量0.05～0.1wt％，采用的纺丝凝固浴中含氢氧化钠15～50g/L、硼酸5～50g/L，制备出PVA纤维强度≥13.5cN/dtex，模量≥320cN/dtex，初熔点≥108℃。CN201310251768A公开了一种聚乙烯醇长丝纤维的制备方法，公布了聚乙烯醇纺丝原液制备，计量，纺丝，凝固，二次凝固，水洗，烘干，上油，第一次卷绕，热板拉伸，加捻，第二次卷绕等生产工艺。这些纤维由于其本身属性的原因，不是难以用于油气田领域(如油气田固井、油气田压裂暂堵施工、油气田的压裂施工等)，就是难以降解会造成地层的污染，因而使用受到很大限制。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的第一方面，本发明的目的在于提供一种PVA纤维，该纤维可以在较低的温度下水溶。

本发明所述百分比在无特殊说明的情形下均为质量百分比。

本发明的目的是通过如下技术措施实现：

一种PVA纤维，其特征在于，所述PVA纤维由聚合度为1500～2500，醇解度A_d满足关系式86％≤A_d(mol/mol)％≤95.0％的PVA纺丝制备而成，其中PVA纤维在水中的溶解温度T_S(℃)和聚乙烯醇的醇解度A_d(mol/mol)％满足如下(Ⅰ)式：

3.3A_d-265≤T_S≤3.3A_d-260 (Ⅰ)。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维的单纤线密度为0.5～50dtex。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维的断裂伸长率为5～30％。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维的干断裂强度为3～15cN/dtex。

根据本发明的第二方面，本发明提供上述PVA纤维的制备方法。