[发明专利]一种低温水溶聚乙烯醇长丝及其制备方法

说明书

本发明涉及聚乙烯醇纤维领域，特别涉及一种低温水溶聚乙烯醇长丝及其制备方法。本发明通过冰水浴对原料进行预处理、通过消光剂乳、助消光剂的引入、接力式熔体输送、高压纺丝等方法协同作用，避开了有机试剂和无机盐的使用，解决了低温水溶原料遇水即凝胶化、难于输送、单一水增塑易产生水分汽化导致的聚合物与水产生相分离和产品不消光等问题，获得水溶温度为20～60℃的连续长丝。

技术领域

本发明涉及聚乙烯醇纤维领域，特别涉及一种低温水溶聚乙烯醇长丝及其制备方法。

背景技术

聚乙烯醇纤维是目前世界上唯一能够大规模工业化生产的水溶性合成纤维，其水溶性使其在医疗卫生、刺绣、服装等领域具有很多特殊的用途。由于聚乙烯醇分子结构中含有大量的羟基，导致其分子熔点与分解温度接近，因此聚乙烯醇纤维一般只能通过溶液纺丝法制备。溶液纺丝工艺复杂，污染严重，如果能实现聚乙烯醇的熔体纺丝成形，将可以大大缩短流程、降低成本和减少环境污染。水分子中含羟基与聚乙烯醇有很好的相互作用，可以在一定程度上降低聚乙烯醇的氢键作用，降低其熔点，但有文献报道水作为增塑剂不稳定，因此很多人提出以多元醇、酰胺和低聚物等与水组成复合物对聚乙烯醇进行共混改性，通过熔融纺丝，制备水溶性聚乙烯醇纤维，但这种纤维中的多元醇、酰胺和低聚物等物质分离困难，会造成纤维使用中的小分子迁移、变色、影响手感和外观等问题。

发明内容

为解决现有技术中低温水溶原料遇水即凝胶化、难于输送，有机试剂增塑以带来污染、无机盐-水增塑无机盐分离困难、单一水增塑低压纺丝易产生水分汽化导致的聚合物与水产生相分离、产品不消光等问题。本发明提供了一种低温水溶聚乙烯醇长丝及其制备方法。

本发明采用如下技术方案，一种低温水溶聚乙烯醇长丝的制备方法，通过以下步骤制备：

(1)将聚合度为300～1700，酯化度为88的聚乙烯醇用冰水洗涤；

(5)将洗涤后的聚乙烯醇与消光剂乳和助消光剂加入恒温搅拌料斗，在料斗中混合均匀后，送入螺杆挤出机，经螺杆挤出机塑化熔融后，进入二级过滤器，经计量泵精确计量送入纺丝组件，并从喷丝孔中挤出；

(6)从喷丝孔中挤出的丝条依次进入闪蒸区、油雾润滑区、加热区完成初步成型；

(7)初步成型的纤维经三级拉伸，两级定型和卷绕得到长丝纤维。

进一步的，步骤(2)中，洗涤后的聚乙烯醇含水率为40-65％。

进一步的，聚乙烯醇、消光剂乳和助消光剂的质量比为：(88～92)：(4～6):(5～8)。

优选的，消光剂乳由羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸或聚丙烯酸钠中的一种与纳米二氧化钛、乙二醇组成，其质量比为(10～5):(15～20):(80～75)。

优选的，助消光剂由纳米二氧化硅、纳米碳酸钙中一种或一种以上与γ(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷复合得到，γ(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷占助消光剂总质量的10％。

进一步的，恒温搅拌料斗温度为5～15℃，搅拌速度为30～300rpm

进一步的，步骤(2)所述计量泵为高压泵，纺丝组件起始压力为10～20Mpa。

进一步的，步骤(3)所述闪蒸区为负压区，压力-0.01～-0.015Mpa。

进一步的，步骤(4)所述的三级拉伸，分为预拉伸、第二级拉伸和补充拉伸，预拉伸温度为70～90℃，拉伸速度为45～60m/min，第二级拉伸温度为90～140℃，拉伸速度为110～140m/min，补充拉伸温度为140～200℃，拉伸速度为180～220m/min。

进一步的，两级定型参数为：一级定型150～210℃，1～2min，二级定型170～220℃。