[发明专利]超细多孔锦纶6纤维及制备方法

说明书

本发明涉及一种超细多孔锦纶6纤维，包括纤维本体，所述纤维本体为纯锦纶6，纤维本体的直径小于1μm，其孔隙率为15%～30%。还涉及超细多孔锦纶6纤维的制备方法，包含熔融共混、静电牵伸和三相分离三个部分。采用熔融、静电纺丝和三相分离的方法，同时避免了溶液静电纺丝溶剂使用的问题和熔体静电纺丝纤维直径粗的问题，可以制备出纳米级锦纶6纤维，同时利用改性二氧化硅提高了其与聚酰胺的相容性，并且能利用二氧化硅对锦纶6纤维进行制孔；制孔剂和牺牲相材料的去除采用了不溶解锦纶，但对改性二氧化硅和醋酸丁酸纤维素溶解性较好的丙酮；本发明提出的方法生产成本较低，生产工艺简单，易于实现大规模的生产，可应用于过滤和水处理等领域。

技术领域

本发明涉及功能纤维材料技术领域，尤其是一种超细多孔锦纶6纤维及制备方法。

背景技术

锦纶纤维是聚酰胺类纤维，由于其优异的力学性能而广泛应用，一般认为锦纶强力在常见化学纤维中最强，锦纶纤维的耐磨性为棉纤维的10倍，粘胶的50倍。而由于聚酰胺分子结构中具有大量的—CH2—，易于弯曲，这一结构导致锦纶纤维具有较高的弹性。但也由于其非晶体区的分子倾向于无规则的纠缠态，因而纺丝时难以通过牵伸倍数的提高降低纤维的直径，常见锦纶纤维的直径大多在1微米以上，并且聚酰胺纤维的密度约为1.15 g/cm，易于沉入水中。

多孔材料也是当今研究的热点之一，多孔材料是在纤维表面或纤维内部形成凹凸不平的状态，这将有利于提高材料的扩散性、存储能力和比表面积，这对需要大的接触面积的应用十分有利。有研究表明，在过滤领域，多孔结构将极大增大吸附量，同时纤维内孔隙的存在，还将显著降低了纤维的密度。

高分子共混体系多数是不相容的共混体系，最常见的是呈两相结构。两种高分子材料，一般是一种分散相液滴悬浮在另外一种高分子材料中，即是连续相。二者在共混加工过程中，受到加工条件的影响，可以获得多种类型的分散相形态，如长条形、长带状、椭球形和球形等。

利用三相共混体系可形成双重海岛状纤维，并通过去除两种材料降低主体纤维材料的直径，同时能形成孔隙结构。

另外，静电纺丝制备的纤维与传统纺丝法制得的纤维相比，表现出优异的性能，如：纤维直径小，这种直径小的纤维形成的纤维膜在吸附性能、过滤阻隔性能以及力学性能（如硬度、拉伸强度）等方面表现优异，因此可以应用于原子工业、净化工业等领域中的吸附材料和过滤材料。但目前常见的熔融静电纺丝得到的纤维直径大多较粗，相比于工业熔融纺丝或者熔喷纺丝来说并无优势。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种超细多孔锦纶6纤维。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超细多孔锦纶6纤维，包括纤维本体，所述纤维本体为纯锦纶6，纤维本体的直径小于1μm，其孔隙率为15%～30%。

本发明要解决的另一个技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种超细多孔锦纶6纤维的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超细多孔锦纶6纤维的制备方法，包括如下工艺步骤：

a. 熔融共混：

将锦纶6 和制孔剂混合，加入熔融炉熔融得到熔融混合物，对熔融混合物进行切片；

b. 静电牵伸：

将醋酸丁酸纤维素加入到切片后的熔融混合物中，两者一同放入螺杆挤出机中，经螺杆熔融造粒，由螺杆推进经静电纺丝机构进行牵伸，得到复配纤维束；

c. 三相分离：

将复配纤维束经过丙酮溶液，循环若干次，得到超细多孔锦纶6纤维。