[发明专利]一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法

说明书

本发明涉及一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，其制备方法具体为：聚甲醛熔体经喷丝板挤出后依次进行低温冷却、集束上油和超高速卷绕制得聚甲醛纤维；其中喷丝板的毛细孔长径比≤1.5，低温冷却的温度≤0℃，超高速卷绕的速度≥5000m/min。最终制得的聚甲醛纤维的拉伸强度≥7.3cN/dtex，拉伸模量≥120cN/dtex，断裂伸长率≤15％。本发明方法省却了聚甲醛纤维的后续拉伸过程，操作简便，制备效率高，耗能小，达到了节能减排清洁生产的目的，最终制得的聚甲醛纤维具有成本低、力学性能优良和附加值高的优势，有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于化学纤维制造领域，涉及一种聚甲醛纤维熔融纺丝方法，特别涉及一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法。

背景技术

聚甲醛纤维不仅具有高强度和高模量，同时还具有优异的尺寸稳定性、热稳定性、耐碱性、耐化学腐蚀性、耐光性、耐候性和耐磨耗性等性能，是综合性能最好的合成纤维之一，具有良好的应用前景。

聚甲醛纤维的高强高模性能主要来自于对其进行的高倍拉伸。分子结构规整的聚甲醛均聚物的结晶度高达70％及以上而且结晶速度极快，采用通常的熔融纺丝-后拉伸工艺成型时，拉伸过程中聚甲醛由折叠链片晶向伸直链串晶转化，此时容易发生晶片间滑移导致纤维表面形成裂纹，同时还会在纤维内部产生大量微孔隙，造成拉伸困难以及纤维品质劣化。

对于聚甲醛纤维的研究重点在于纤维成型过程中聚甲醛结晶的控制，主要技术手段包括共混改性和共聚改性，前者是在聚甲醛中添加能够降低其球晶尺寸和结晶速率的物质；后者是在聚甲醛分子链上引入其它结构单元从而破坏其规整性使其结晶速率变缓。但是，无论采用何种改性方法，都无法消除后续拉伸过程对纤维结构的损害。

因此，研究一种能够有效避免拉伸过程对纤维结构的损害的聚甲醛纤维的制备方法具有具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有聚甲醛纤维成型技术中存在的拉伸过程容易对纤维造成损伤的问题，提供了一种能够有效避免拉伸过程对纤维结构的损害的聚甲醛纤维的一步成型制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，聚甲醛熔体经喷丝板挤出后依次进行低温冷却、集束上油和超高速卷绕制得聚甲醛纤维；

所述喷丝板的毛细孔长径比≤1.5，所述低温冷却的温度≤0℃，所述超高速卷绕的速度≥5000m/min。

本发明采用具有较小毛细孔长径比的喷丝板配合低温吹风冷却和超高速卷绕工艺，使聚甲醛纤维的结晶结构形成与成型同步完成，从而省却了后续的纤维拉伸过程，有效避免了现有的聚甲醛纤维成型技术的拉伸过程对纤维结构的损害，进而在简化工艺提高纤维制备效率的同时提高了最终制得的纤维的品质。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，所述喷丝板的毛细孔长径比为0.5～1.5。

如上所述的一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，所述低温冷却采用低温空气冷却，低温空气的压力为50～80Pa，温度为-2.5～-1.5℃，湿度为65～75％。

如上所述的一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，所述超高速卷绕的速度为5000～8000m/min。

如上所述的一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，所述聚甲醛熔体中含有0.2～0.3wt％的山梨醇添加剂。

如上所述的一种聚甲醛纤维的一步成型制备方法，具体步骤如下：

(1)在聚甲醛切片中加入山梨醇添加剂混合均匀；质量分数为0.2～0.3％的山梨醇添加剂的添加不仅能够起到结晶成核剂的作用，降低聚甲醛的晶粒尺寸从而减少晶片滑移造成的损伤，还可以起到润滑剂的作用，提高聚甲醛熔体的流动性；