[发明专利]湿法含氟纤维的纺丝方法

说明书

本发明属于人造纤维的制作，具体涉及一种湿法制作含氟纤维的方法。

含氟纤维的湿法成形一般是将含氟聚合物溶于极性溶剂中，配成纺丝原液，然后从喷丝板喷出成丝。苏联专利（SU  489821）报道了采用氟乙烯-六氟丙烯共聚物为原料，将其溶于二甲基甲酰胺（DMF）或二甲基亚砜（DMSO）中，配成15-18%的纺丝原液，所采用的凝固浴是水，凝固浴温度为40±2℃，另加甘油增塑浴温度为110℃，喷丝板孔径是0.05mm×100孔，纺丝过程的牵伸倍数是8。依上述条件制成的纤维还需在220℃下热处理5小时，最后可达到的强度为3.2g/d，伸长为13%。法国专利（Frp  1，390，552）公开一种采用聚偏二氟乙烯（PVDF）为原料生产含氟纤维的方法，该方法的喷数板为0.07mm×64孔，凝固浴组成为水：DMF＝43∶57，凝固浴温度是25℃，拉伸浴温度为90-100℃，拉伸倍数为5.3倍。成丝后需在150℃，追加1.26倍的牵伸条件下以1.75m/min的速度进行热处理。所得纤维强度为6g/d，伸长为19%。上述两种方法的共同缺点是纤维需经两步处理，即成形及热处理，才能达到强度高、伸长低的目的。但两步法的第一次成形及第二次的热处理显然难以密切匹配，因而生产中的连续性差。如果分别使用两步连续生产装置，则占地面积将会很大。此外，上述两种方法中均使用100孔以下的喷丝板，难以适应工业化纺丝的需要。

本实用新型的目的在于提供一种工艺简单的一步法纺丝方法，该方法连续性强，溶剂回收率高，便于工业化生产。

本发明湿法含氟纤维的纺丝方法，包括如下步骤：

a.将聚氟化合物溶于极性溶剂中配成浓度为15-30%（WT）的纺丝溶液，

b.上述溶液脱泡后经喷丝头喷丝，然后

c.入25-45℃的凝固浴，

其特征是

d.从凝固浴出来的初生态纤维进入浴温为60-70℃，浴液组成为极性溶剂∶水＝0-20∶100-80，总拉伸倍数为1.2-1.4倍的予热浴，然后

e.进入浴温为95-100℃，浴液组成为水，总拉伸倍数为4-4.2倍的沸水浴，充分洗涤后

f.经一个表面为130-140℃的热辊，总拉伸倍数为6-7倍，最后

g.纤维在130-150℃的蒸汽下通过，总拉伸倍数达到8-9倍，经抗静电剂处理后收丝。

含氟纤维在机械拉伸中，随着温度的升高与拉伸倍数的增加其强度发展规律有违反一般化纤的反常现象。这是因为它的取向晶型至少有两种以上的型体之故。因此，本发明提出了上述的逐步升温、多极拉伸的工艺方法，使含氟纤维达到高强、低伸长、优质化。

本发明所述的含氟聚合物是指可溶于极性溶剂的聚合物，如氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚偏二氟乙烯等。极性溶剂可以是二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）等。

本发明所述的喷纤头的规格为0.06mm-0.09mm×1000-6000孔，这样规格的喷丝头可以适用于中小规模的工业化生产。

经喷丝头喷出的丝首先进入第一阶段的低温凝固溶，该凝固溶的组成为DMSO∶水＝0-30∶100-70，凝固浴温度为25-45℃。纤维在凝固过程中将发生双扩散，温度愈高，扩散越快，极性溶剂越少，扩散越快，为了使纤维成型缓和，使用低温和在凝固浴中加入一定量的极性溶剂使扩散变得缓和，有利于纤维的拉伸发展。

上述初生态纤维经第一次凝固浴后进入温度进一步提高的予热浴，予热浴温度为60-70℃，并施以1.2-1.4倍的牵伸力，浴液可以是水或水和极性溶剂的混合物。

经予热浴之后的成丝再进入温度更高的沸水浴，沸水浴温度为95-100℃，浴液组成为水，并施加总倍数为4-4.2倍的牵伸力，沸水浴后纤维需要经过充分洗涤，洗涤可以是浸洗和淋洗。

经充分洗涤后的纤维，再经过一个表面温度为130-140℃的热辊，热辊可以是电加热的亦可以是用蒸气加热的金属辊，并辅以总倍数为6-6.5的牵伸力。最后通过蒸气拉伸，拉伸温度为130-150℃，拉伸总倍数为8-9倍。

上述4级升温，4级拉伸得到的纤维，总的拉伸倍数高达8-9倍，最后经过通用的抗静电剂处理后收丝。