[发明专利]一种多道高温分段牵伸制备高强度合成纤维的方法

说明书

一种多道高温分段牵伸制备高强度合成纤维的方法，包括以下步骤：合成树脂熔融纺丝或熔融挤出、冷却、分段高温牵伸、热定型、纤维表面处理，其中所述分段高温牵伸为烘箱的前段和后段独立调控温度,且后段的温度高于前段；所述分段高温牵伸包括多道分段高温牵伸，即分段高温牵伸过程包括依次进入多个烘箱的多道牵伸，且后一道前段加热温度不低于前一道后段，后一道牵伸倍率不低于前一道。本发明根据纤维分子链的取向结晶情况在烘箱的不同位置进行相应的温度调整，纤维强度得到了大幅度的提升。本发明可广泛的应用于多种纤维的制备，大大提高了纤维的使用性能。

技术领域

本发明涉及一种合成纤维的制备方法，属于高分子材料制备领域。

背景技术

合成纤维具有强度高、成本低、化学稳定性能好、耐酸碱、耐微生物、耐磨等优点，被广泛应用于建材、安全防护、航天航空、医疗、体育、电子、军事等诸多领域。其基本的制备流程为合成树脂的熔融纺丝或熔融挤出、冷却、高温牵伸、热定型、纤维表面处理和收卷。

CN1401021A公开了一种高强度聚酯酰胺纤维的制造方法。其生产工艺是将聚酯酰胺共聚物熔体纺丝后，在20℃以下的温度下冷却，得到非结晶状态的未拉伸长丝，之后通过一个或多个烘箱的70～110℃下的高温拉伸，总拉伸比为4.5倍以上，得到高强度的纤维。

CN 1448546A公开了一种超高强度超高模量聚乙烯纤维的制备方法。其方法是将聚乙烯经过熔融挤出、在纺丝箱进行喷丝后，在多个烘箱中分别进行多道高倍牵伸处理，牵伸总倍数为70倍以上。

CN 1515711A公开了一种高强度聚丙烯纤维的制备方法。其方法是将聚丙烯在熔融纺丝机上熔融挤出，进行卷绕，之后将卷绕丝在两个烘箱中进行两道牵伸和一道热松弛。第一道常温预牵伸，第二道牵伸温度为90～140℃。

CN 101899722A公开了一种高强度高模量的聚乙烯醇粗旦纤维的制备方法。其方法是将聚乙烯醇经过单螺杆挤出机熔融挤出后，在多个120～150℃的热烘箱中进行多级拉伸至10～16倍后，进行高温热定型，从而得到纤维。

在整个纤维制备过程中，高温牵伸提高纤维强度的关键步骤。高温牵伸的热烘箱长度通常较长，为4～7米，纤维在这段距离中，会发生大量的取向结晶，从而可以展示出优异的力学性能。然而，当前的技术和所公开的专利中，所能增强的倍数有限，并不能达到非常理想的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高强度合成纤维的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种多道高温分段牵伸制备高强度合成纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：合成树脂熔融纺丝或熔融挤出、冷却、分段高温牵伸、热定型，其中

所述分段高温牵伸为烘箱的前段和后段独立调控温度,且后段的温度高于前段；

所述分段高温牵伸包括多道分段高温牵伸，即分段高温牵伸过程包括依次进入多个烘箱的多道牵伸，且后一道前段加热温度不低于前一道后段。

优选的至少包括三道分段高温牵伸，前三段分段高温牵伸为：第一道牵伸前段温度为30～200℃，后段加热温度为50～200℃；第二道牵伸前段加热温度为100～250℃，后段加热温度为120～250℃；第三道牵伸前段加热温度为100～300℃，后段加热温度为120～300℃。

所述多道分段高温牵伸优选为三道分段高温牵伸。

优选的第一道牵伸倍率为1～50倍，第二道牵伸倍率为1～80倍，第三道牵伸倍率为1～100倍。

所述多道分段高温牵伸也可以为多于三道分段高温牵伸，三道之后的温度和拉伸倍率与第三道相同。

优选的前段加热与后段加热的长度比例为1:5～5:1。