[发明专利]一种高dpf聚苯硫醚长纤维及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高dpf聚苯硫醚长纤维及其生产方法，产品dpf为10‑30，dpf是指每根纤维的线密度大小，横截面为圆形。本发明采用特殊的骤冷方式、热风多级拉伸、较低的拉伸形变速率制得高dpf聚苯硫醚长纤维，其比表面积小、拉伸强度和打结强度高。

技术领域

本发明涉及一种高dpf聚苯硫醚长纤维及其生产方法。

背景技术

聚苯硫醚（英文名称为Polyphenylene sulfide，简称PPS）是一种具有优异的耐热性、耐化学性、阻燃性、绝缘性等高性能热塑性树脂，相对密度为1.36g/cm3，熔点为280-290℃，玻璃化转变温度约为90℃。分子量分布窄的线型高分子量PPS树脂流动加工性好，可经螺杆熔融挤出成形为PPS纤维，常规PPS纤维的制备方法主要是熔融纺丝法，超细PPS纤维的制备方法有静电纺丝法、复合纺丝法等。PPS纤维具有良好的耐温性、热稳定性及较高的极限氧指数等性能优势，使其成为优异的环保过滤材料，广泛应用于高温烟气除尘过滤、耐高温绳缆及特种工装上。

目前常规聚苯硫醚FDY长纤维（dpf为3-10）存在以下缺点：

①常规聚苯硫醚FDY长纤维采用侧吹风徐冷的冷却方式，徐冷冷却距离较长，且初生丝的结晶和取向结构不稳定、不完善，后拉伸时易产生飞丝，产品的毛丝较多；

②常规聚苯硫醚FDY长纤维采用热辊后拉伸，热辊拉伸得到的PPS纤维的强度低于热风拉伸方式，拉伸形变速率过大不易于提高纤维的强度和韧性，产品的拉伸强度和打结强度低；

③较小dpf的PPS纤维的比表面积大，在后加工的制作过程中以及作为产品在实际使用时都易被磨毛磨断。

大直径PPS单丝（直径Ф0.08mm-5.0mm）通常采用液体骤冷方式冷却和热风多级拉伸，从喷丝板流出的聚合物流体温度高达280℃以上，冷却时单丝表面易积聚气泡，引起单丝抖动，进而造成直径不均匀，易形成皮芯结构，造成单丝强度较低且不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比表面积小、拉伸强度和打结强度高的高dpf聚苯硫醚长纤维及其生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种高dpf聚苯硫醚长纤维，其特征是：dpf（denier per filament）为10-30，dpf是指每根纤维的线密度大小，横截面为圆形。

一种高dpf聚苯硫醚长纤维的生产方法，其特征是：包括：第一步：切片干燥→熔融挤出→计量喷丝→液体冷却→收卷；第二步：多级拉伸→热定型→收卷；

①纺丝用切片干燥和熔融的具体方法：

利用真空转鼓干燥机将PPS切片进行干燥，真空度低于-0.1MPa，干燥温度为110-130℃，干燥时间为20-25h；单螺杆熔融挤出的纺丝温度为300-330℃；

②液体冷却的具体方法：

采用两道冷却，一道冷却为水浴冷却，水浴温度为90-98℃，水浴液面高度离喷丝板距离为300-500mm；二道冷却为油浴冷却，油浴成分为聚合物纺丝油剂HQ-7004、乳化剂OP-20和＜20us/cm的去离子水组成，油浴温度为70-80℃；

③多级拉伸和热定型的具体方法：

采用热风烘箱对PPS纤维进行多级拉伸，拉伸级数为2-3级，总拉伸倍数为4-6倍，拉伸烘箱温度为90-240℃。热定型烘箱温度为180-220℃，超喂率为10-20%；纺丝速度为80-120m/min。

所述PPS切片为日本宝理集团的Fortron型线性PPS切片。

油浴成分中聚合物纺丝油剂HQ-7004、乳化剂OP-20和＜20us/cm的去离子水三者的质量百分比分别为19%、1%和80%。