[发明专利]一种大直径聚醚酰亚胺单丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大直径聚醚酰亚胺单丝及其制备方法，单丝横截面为椭圆形，椭圆的离心率为0~0.34；纤度390~14000D；强度为3.0~4.0cN/dtex；断裂伸长率为15~40%；干热收缩为5%~10%。本发明通过控制聚合物水分，以及调整拉伸工艺，有效实现通过熔融纺丝将聚醚酰亚胺纤维化，且在纺丝过程中不产生挥发性成分。

技术领域

本发明涉及一种大直径聚醚酰亚胺单丝及其制备方法。

背景技术

非晶性聚醚酰亚胺由于力学物性、阻燃性、耐热性、机械特性、电绝缘性优异，所以作为超级工程塑料在各种领域被广泛运用。一般而言，聚醚酰亚胺聚合物中无规则的存在非晶态分子，所以，难以形成对纤维要求的取向结构，很难纤维化。

目前聚醚酰亚胺的熔融纺丝温度接近400℃，和聚合物的分解温度接近，在纺丝过程中容易产生挥发性成分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现通过熔融纺丝将聚醚酰亚胺纤维化，在纺丝过程中不产生挥发性成分的大直径聚醚酰亚胺单丝及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种大直径聚醚酰亚胺单丝，所述聚醚酰亚胺单丝的横截面为椭圆形，断裂强度为3.0~4.0cN/dtex，断裂伸长率为15~40%，干热收缩率为5%~10%。

本发明所述的大直径聚醚酰亚胺单丝，其椭圆横截面的离心率为0~0.34，优选0~0.27，相对于离心率为0.40的椭圆单丝截面，其圆整度提高1~3%。

本发明所述的大直径聚醚酰亚胺单丝，其单丝纤度为390~14000D。

本发明所述的一种大直径聚醚酰亚胺单丝的制备方法，其特征是：将聚醚酰亚胺树脂进行干燥，然后采用单螺杆挤出机进行纺丝，经液体冷却后，采用卧式牵伸机组进行拉丝，收卷制得大直径聚醚酰亚胺单丝。

本发明所述的干燥方法为转鼓抽真空干燥，真空度为﹣0.09~﹣0.06MPa，优选﹣0.09~﹣0.08MPa，因为真空度的好坏直接影响到干燥后树脂的水分率高低。

本发明所述的干燥温度为150~180℃，干燥时间4~8小时。

本发明所述的干燥后聚醚酰亚胺树脂的水分率≤80ppm，优选50ppm以下的树脂，水分率越低纺丝过程中越不容易出现气泡丝，断头丝。

本发明所述单螺杆挤出机螺杆规格为φ30~φ65mm，长径比25:1~29:1，螺杆各区温度及纺丝温度为330~380℃。

本发明所述的冷却液体由去离子水、抗静电剂、和乳化剂组成。其中水的质量比为95~98%，抗静电剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐的质量比为0.5~1.5%，乳化剂聚乙二醇脂肪酸酯1.5~3.5%，冷却液温度为70~95℃。

本发明所述的拉丝工艺为两级拉伸一级定型，一级拉伸为热风拉伸、温度220~270℃、拉伸倍率2.8~3.6倍，二级拉伸采用热风拉伸、拉伸温度280~320℃、拉伸倍率1.10~1.50倍，定型温度250~350℃、松弛率2~5%。

本发明所述的一级拉伸温度优选240~250℃，一级拉伸倍率优选3.0~3.4倍。

本发明所述的二级拉伸温度优选290~310℃，二级拉伸倍率优选1.18~1.28倍。

本发明通过控制聚合物水分，以及调整拉伸工艺，有效实现通过熔融纺丝将聚醚酰亚胺纤维化，且在纺丝过程中不产生挥发性成分。

本发明中实施例中的指标采用下述方法来测定。

纤度（D）的测试

工具：缕纱测长仪、分析天平、工作记录簿

方法：

①取一根单丝，绕于缕纱测长仪上，设定圈数45，卷绕；