[发明专利]一种伸直链晶型无纺布及其制造方法和应用

说明书

本发明涉及非织造布技术领域，具体涉及一种伸直链晶型无纺布及其制造方法和应用，制造方法为：在加热、加压的条件下，将聚合物和小分子溶解在溶剂中，得到均匀的纺丝液；将纺丝液经过闪蒸纺丝设备的减压装置减压后从喷丝头喷出，纺丝液中的溶剂迅速蒸发，聚合物和小分子组装得到聚合物/小分子纤维；将聚合物/小分子纤维分丝、铺网、一级热压得到复合物无纺布；将复合物无纺布中的小分子除去，经过二级热压得到伸直链晶型的高性能无纺布。本发明得到的无纺布的晶体结构为伸直链晶型，整个制备过程方法简单，结晶度高，力学性能好，可操作性好，纺丝速度快，生产效率高。

技术领域

本发明涉及一种伸直链晶型无纺布及其制造方法和应用，属于非织造布技术领域。

背景技术

无纺布具有防潮、透气、柔韧、轻便、无毒无味、价格低廉、可回收利用等特点。可用于不同行业，如隔音、隔热、电热器、口罩、服装、医疗、填充材料等。

传统的水刺、纺粘、熔喷、闪蒸等方法制备的无纺布的晶体结构由折叠链片晶构成，片晶之间存在大量的无定形区，使得无纺布模量、强度和热稳定性远低于其他材料。伸直链晶体中分子链展开并平行堆积，其片晶厚度基本上等于伸直了的分子链长度，这种高度规整的内部结构使聚合物具有结晶度高，强度高、力学性能好，热性能优异的特点。

中国专利CN102224282A通过溶胶-凝胶纺丝和高倍牵伸可以制备伸直链晶型的超高分子量聚乙烯纤维，但是中低分子量的聚合物无法形成凝胶体系，不能通过该方法制备伸直链晶体，目前没有方法制备伸直链晶型的无纺布。

中国专利CN106519261A通过尿素包合物调控聚合物的晶体结构，在低压下制备了聚合物伸直链晶体，但是该方法只能在低压下制备聚合物伸直链晶体。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种伸直链晶型无纺布及其制造方法和应用，在传统闪蒸纺丝的纺丝液中加入晶体内具有孔道结构的小分子，制得包含小分子与聚合物的聚合物/小分子纤维，利用小分子晶体孔道调控聚合物晶体构象制得伸直链晶体的无纺布，提高了无纺布的耐温性能和力学性能，解决了折叠链晶型聚合物无纺布热稳定性差，力学性能低的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种伸直链晶型无纺布的制造方法，所述的制造方法包括如下步骤：

S1、纺丝液的制备：在高温、高压的条件下，将聚合物和小分子溶解在溶剂中，得到均匀的纺丝液；所述小分子结晶后晶体内部可形成中空的孔道结构，这种中空的小分子晶体孔道尺寸小于10埃，可容纳单根聚合物分子链；

S2、聚合物/小分子纤维的制备：将步骤S1所得纺丝液经过闪蒸纺丝设备的减压装置减压后从喷丝头喷出，纺丝液中的溶剂迅速蒸发，聚合物和小分子组装得到聚合物/小分子纤维；

S3、复合物无纺布的制备：步骤S2所得的聚合物/小分子纤维由聚合物客体和小分子主体构成，其中聚合物的单根分子链被限制在小分子晶体孔道内，将聚合物/小分子纤维分丝、铺网、一级热压得到复合物无纺布；

S4、伸直链晶型无纺布的制备：将步骤S3所得复合物无纺布中的小分子除去，经过二级热压得到伸直链晶型的高性能无纺布。

进一步的，步骤S1中，所述的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、卤代聚乙烯、卤代聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚甲醛、聚酮、聚醚中的一种或几种组合。

进一步的，步骤S1中，所述的小分子结晶后其晶体内部具有狭窄的孔道结构，所述的小分子选自尿素、环糊精、硫脲、甲基脲、二甲基脲、三甲基脲、四甲基脲、对硝基苯酚中的一种或几种组合，小分子结晶后晶体内部可形成孔径小于10埃的狭窄孔道，以用于容纳单根聚合物分子链。

进一步的，步骤S1中，所述的溶剂为水、醇、酸、胺、酯、醚、酮、腈、酰胺、卤代烃、脂肪烃、脂环烃、芳烃、不饱和烃中的一种或几种。