[发明专利]一种聚丙烯纤维改性方法及其改性后的纤维

说明书

本发明涉及聚丙烯改性，特别是涉及到聚丙烯的共混纺丝方法。

普通的聚丙烯纤维直径沿纤维轴是均匀的，表面光滑，经卷曲加工后的卷曲数沿纤维轴也是均匀分布的。这种纤维的手感和光泽明显有别于天然麻纤维。这种纤维用作卷烟滤嘴材料时，对烟气中的有害成分特别是3，4苯并芘的截滤性能差，作为服用纤维，其吸湿保水性、排湿透气性等均较差。

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种改性的聚丙烯纤维及其改性方法。

本发明的目的是这样实现的：

将由改性成分和聚丙烯制成的改性母粒加到聚丙烯中，进行共混纺丝，其中一种改性成分（A）的化学式为

式中R₁为氢、羟基、羧甲酯基或羧乙酯基，n为任意正整数;另一种改性分（B）的化学式为

式中R₂、R₃为氢或碳原子数为1-6的烃基，可以是烷烃或芳烃;第三种改性成分（C）是流变调节剂，具体地说为一种共聚物，特别是烯烃共聚物如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物等;上述三种改性成分和聚丙烯混合后造粒即制得改性母粒。

所述改性母粒中改性成分A、B、C和聚丙烯（PP）的优选重量配比为：

A∶B∶C∶PP＝10～25∶30～50∶10～25∶20～40。

所述造粒可用共混式螺杆挤压机进行造粒，造粒温度优选为180-240℃。

所述改性母粒与聚丙烯（PP）共混纺丝所用的优选重量配比为改性母粒∶PP＝2-15∶98-85;共混纺丝温度随改性母粒添加量的增加而提高，一般可为255-285℃，后拉伸温度优选为95-125℃，后拉伸倍数优选为2.0-3.5倍;热定型温度优选为110-130℃。

所述改性母粒中A成分具有较大的表面张力和弹性，在纺丝成形过程中容易出现不稳定流动，从而产生流体断裂和弹性回缩;有较高的玻璃化转变温度（Tg），可以减少拉伸过程中的形变，提高热定型性能;A成分形成纤维粗节，与聚丙烯不相容，在竹节纤维中为分散相。

改性母粒中B成分有较好的流变性和较大的收缩系数，在纺丝冷却成形过程中，由于相分离而产生大量裂缝、微孔，产生麻纤维特有的光泽和手感;B成分与聚丙烯不相容。

改性母粒中C成分在纺丝成形中是重要的流变调节剂，可以提高聚丙烯共混纺丝的可纺性。

按本发明方法制得的改性聚丙烯纤维直径沿纤维轴随机出现许多隆起粗节（或称竹节），粗节部分有很好的刚性和高卷曲性，表面有许多网络状裂缝、沟槽和微孔，对卷烟烟气中3，4苯并芘有良好的截滤性能，并有好的填充性，是一种很好的卷烟滤嘴材料。本发明的改性聚丙烯竹节纤维，有很好的吸湿保水性、排湿透气性、分散染料可染性，有天然麻纤维特有的手感和光泽，是一种很好的仿麻纤维。

下面用实施例进一步说明本发明。

实施例1

所用等规聚丙烯熔融指数MI＝18.9。改性母粒中各成分重量配比为：

A∶B∶C∶PP＝22∶42∶16∶20，其中A、B、C、PP如上所述。按所述配方配料混匀后，用螺杆挤出机进行造粒，造粒温度为210℃。共混纺丝重量配比为改性母粒∶PP＝4.6-95.4，纺丝喷丝板为10194孔的环形板，喷丝孔为三叶型，喷丝孔长径比L/D＝3.57，纺丝温度为270℃，后拉伸温度为102℃，后拉伸倍数为2.9倍。按上述制得的纤维制成卷烟滤棒（棒长120mm），棒硬度为88.6，吸阻为2913Pa，吨纤维产棒量达到135万支/吨。将该棒经过接嘴后进行烟气分析结果，烟气中3，4苯并芘含量比纯聚丙烯滤嘴降低43.3%，比醋纤滤嘴降低29.4%，本例纤维吸湿率比纯聚丙烯纤维增加4.8倍，保水率增加1.6倍，纤维的卷曲弹性恢复率达到77%（纯聚丙烯纤维为70%），纤维手感和光泽酷似天然麻纤维。

实施例2

按实施例1制备改性的聚丙烯纤维，不同的是改性母粒∶PP＝10∶90。