專利名稱：一種聚苯硫醚長絲的紡絲成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)纖維的紡絲成型方法，更特別的涉及一種聚苯 硫醚(PPS)長絲的紡絲成型方法。
二背景技術(shù)：
聚苯硫醚在主鍵上有極其密集的苯環(huán)和硫原子，因而有較高的強度 和模量及良好的尺寸穩(wěn)定性，還具有優(yōu)良的耐熱性、良好的力學(xué)性能， 突出的粘結(jié)能力、電絕緣性能和良好的耐溶劑和耐化學(xué)腐蝕性能。因其
熔點為280°C，可在190。C下連續(xù)使用，因此期待由聚苯^^醚制成纖維 用于各種耐高溫耐腐織物。在國內(nèi)、目前對聚^^克醚熔融紡絲進4亍研究 的不多，特別是關(guān)于聚苯硫醚長絲的紡絲方法，中國專利CN-200610012937.6記載了聚苯硫醚長纖維的制造方法及設(shè)備，包括樹脂 脫水、加熱熔融、計量噴絲、巻繞、拉伸、倍捻工序。中國專利CN-200710019567.3記載了 一種聚苯碌^醚纖維的生產(chǎn)方法，主要是通過選 用性能優(yōu)良的聚苯石克醚原料，在280 ~ 35(TC進行熔融紡絲，在紡絲過 程中通過加裝溫度在250 ~ 320。C的加熱裝置，在80 - 28(TC進行牽伸， 在150~ 30(TC進行定型，與本發(fā)明均不相同。日本專利JP- 4100916 也記載了一種聚^^克醚纖維的制造方法，其中紡絲溫度為310~34(TC， 在距噴絲板下部5~ 30cm之間設(shè)置延時冷卻裝置，加熱溫度為150 - 350 。C，然后用100。C以下的冷風進行固化成型，紡絲速度為1000m/min，但 該方法更適合生產(chǎn)PPS短纖維。
三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)晶取向度高、強度好、制成率高，在后 4立伸-熱定型生產(chǎn)過程中不易脆斷的聚苯^Tu醚長絲的紡絲成型方法。
本發(fā)明的這個以及其他目的將通過下列詳細描述和說明來進一步闡述。
本發(fā)明的聚苯^5危醚長絲的紡絲成形方法，包括樹脂純化精制、預(yù)結(jié) 晶、加熱熔融、螺桿擠出機、熔體預(yù)過濾器、計量泵、紡絲組件、噴絲 板、成形、拉伸、上油、巻繞和絡(luò)筒步驟，其中所述的加熱熔融步驟是
多區(qū)加熱熔融，加熱溫度為200 ~ 350°C,聚苯石克醚積t脂的分子量為 45000 - 55000。較好的是10 - 15個區(qū)加熱炫融，當采用加熱區(qū)為15個 區(qū)加熱時， 一區(qū)溫度200 - 260°C， 二區(qū)溫度250 - 290°C，三區(qū)溫度285 -32(TC,四區(qū)溫度315 - 350°C,五區(qū)溫度315 - 350。C區(qū)，六區(qū)溫度320 -35(TC區(qū)，七區(qū)溫度315-34(TC區(qū)，八區(qū)溫度315 - 340°C區(qū)、九區(qū)溫 度315 - 340。C區(qū)，十區(qū)溫度315 - 330。C區(qū)，十一區(qū)溫度310 - 340°C區(qū)， 十二區(qū)溫度300 - 33(TC區(qū)，十三區(qū)溫度320 - 340。C區(qū)，十四區(qū)溫度315 - 330。C區(qū)，十五區(qū)溫度310 - 330'C區(qū)。
在本發(fā)明的聚笨琉醚長絲的紡絲成形方法中，在所述的樹脂純化精 制步驟中，在100-20(TC對聚苯硫醚樹脂真空干餾純化精制；聚苯硫 醚樹脂的預(yù)結(jié)晶時間為1 ~ 8小時，預(yù)結(jié)晶溫度為285 ~ 37(TC;
聚苯^e克醚長絲通過熔融紡絲后，對聚苯^ii醚樹脂熔融紡絲制造聚苯 硫醚長絲時，在100 - 150。C的氛圍下，對從熔融紡絲組件的噴絲頭噴 出的纖維熔體熱拉伸成形，同時進行熔體牽引，聚^^克醚熔體從熔融紡 絲組件的噴絲頭噴出后形成熔體細流，在熔體黏流態(tài)通過導(dǎo)絲巻繞輥的 高速轉(zhuǎn)動速度戈引下，以500 - 3000m/min的速度將纖維熔體細流通過 40 - 160倍的高倍拉伸變形倍數(shù)的工藝條件，使聚苯硫醚熔體快速細化、拉伸取向，并在噴絲頭下方5-20cm的距離內(nèi)在空氣中固化成形。進一
步拉伸預(yù)取向，在固化成形初期聚苯辟u醚纖維處于粘彈態(tài)時在通過導(dǎo)絲
巻繞輥的高速轉(zhuǎn)動速度曳引下，以500 - 2500m/min的速度在空氣中進 一步拉伸預(yù)取向結(jié)晶定型。在4 - 6米的距離內(nèi)空氣溫度梯度在150 - 25 °C迅速下降并達到恒溫25 °C 。
在本發(fā)明的聚苯^5克醚長絲的紡絲成形方法中，在成形步驟中以距離 噴絲頭表面0~20cm的范圍內(nèi)選取的點作為加熱起始點，以距離噴絲頭 表面超過10cm的范圍選取的點作為加熱終止點，其中加熱區(qū)的距離> 10cm,提高初生纖維結(jié)晶取向度、抑制拉伸時原纖維內(nèi)孔隙的產(chǎn)生。聚 笨琉醚長絲通過以600 - 2500m/min的紡絲速度通過熔融紡絲而制得， 可以選擇的是，聚苯發(fā)u醚長絲通過以1000 ~ 2500m/min的紡絲速度通過 熔融紡絲而制得。
用本發(fā)明方法制造的聚苯發(fā)u醚長絲的結(jié)晶取向度高，強度好，制成 率高，在后拉伸-熱定型生產(chǎn)過程中不易脆斷、出現(xiàn)毛絲，從而可以制 備高強度的聚笨硫醚長絲，利于后續(xù)拉伸工藝。
在發(fā)明中使用的所有原材料和普通常規(guī)工藝及所使用的設(shè)備等均 是本專業(yè)技術(shù)人員熟悉的，可以從市場購得或從教課書中得到。在本發(fā) 明中，如非特指，所有的量、百分比均為重量單位，均指的是以組合物 總重量為&出。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體的描述。由技術(shù)常識可知，本發(fā) 明可以通過其他的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因 此，下列實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。 所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。 四具體實施方式
實施例1
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯硫醚樹脂的分子量Mw為45000,真空 干餾純化精制溫度120。C，預(yù)結(jié)晶時間為2小時、預(yù)結(jié)晶溫度為285'C， 熔融溫度為300 ~ 350°C，成形溫度100。C,成形區(qū)域噴絲板下l腿后的 10cm區(qū)域，紡絲速度為800m/min。所制得PPS長絲的規(guī)格為線密度 18. 9tex、 斷裂強度3. 98cN/dtex、斷裂伸長率39. 6%。 實施例2
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯硫醚樹脂的分子量Mw為45000,真空 干餾純化精制溫度140°C，預(yù)結(jié)晶時間為2小時、預(yù)結(jié)晶溫度為300°C, 熔融溫度為300 ~ 350°C,成形溫度120。C,成形區(qū)域噴絲板下方lmm后 的15cm, 800m/min的紡絲速度。所制得PPS長絲的規(guī)格為線密度 18. 5tex、 斷裂強度3. 86cN/dtex、斷裂伸長率41.9%。 實施例3
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯硫醚樹脂的分子量為50000,真空干餾 純化精制溫度150。C,預(yù)結(jié)晶時間為4小時、預(yù)結(jié)晶溫度為31(TC,熔 融溫度為310~ 350°C,成形溫度125。C，成形區(qū)域噴絲板下方5mm后的 10cm, 1200ra/min的紡絲速度。所制得PPS長絲的規(guī)j各為線密度 16. 9tex)、 斷裂強度4. 56cN/dtex、斷裂伸長率42. 3%。 實施例4
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯硫醚樹脂的分子量為50000,真空干餾純化精制溫度180°C,預(yù)結(jié)晶時間為6小時、預(yù)結(jié)晶溫度為32(TC,熔 融溫度為3150~ 350°C,成形溫度135°C，成形區(qū)域為噴絲板下方5腿 后的15cm, 1500m/min的紡絲速度。所制得PPS長絲的規(guī)格為線密度 16. 8tex、 斷裂強度4. 63cN/dtex、斷裂伸長率41.2%。 實施例5
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯硫醚樹脂的分子量Mw為55000，真空 干餾純化精制溫度180°C,預(yù)結(jié)晶時間為6小時、預(yù)結(jié)晶溫度為335°C, 熔融溫度為320 ~ 350°C，成形溫度140。C，成形區(qū)域為噴絲板下方8腿 后的15cm， 1800m/min的紡絲速度。所制得PPS長絲的規(guī)才各為線密度 12. 3tex、 斷裂強度4. 62cN/dtex、斷裂伸長率36. 9%。 實施例6
在本發(fā)明的聚苯硫醚(PPS)長絲的紡絲成形方法中(采用常規(guī)設(shè) 備和其他現(xiàn)有工藝)，其中聚苯碌b醚樹脂的分子量Mw為55000,真空 干餾純化精制溫度185°C,預(yù)結(jié)晶時間為7.5小時、預(yù)結(jié)晶溫度為350 °C,熔融溫度為325 ~ 350°C，成形溫度150。C,成形區(qū)域為噴絲板下方 10mm后的18mm, 2300m/min的紡絲速度。所制得PPS長絲的規(guī)j各為 線密度ll. 5tex、斷裂強度4. 94cN/dtex、斷裂伸長率35. 4%。
權(quán)利要求
1、一種聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于包括樹脂純化精制、預(yù)結(jié)晶、加熱熔融、螺桿擠出機、熔體預(yù)過濾器、計量泵、紡絲組件、噴絲板、成形、拉伸、上油、卷繞和絡(luò)筒步驟，其中所述的加熱熔融步驟是多區(qū)加熱熔融，加熱溫度為200～350℃，聚苯硫醚樹脂的分子量為45000～55000。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 所述的多區(qū)加熱熔融的加熱區(qū)分10~ 15個區(qū)加熱。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 在所述的樹脂純化精制步驟中，在100 20(TC對聚苯石危醚樹脂真空 干餾純化精制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 聚恭琉醚樹脂的預(yù)結(jié)晶時間為1~8小時，預(yù)結(jié)晶溫度為285-370 。C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 聚苯硫醚樹脂熔融紡絲制造聚苯硫醚長絲時，在100~ 15(TC的氛圍 下，對從熔融紡絲組件的噴絲頭噴出的纖維熔體熱拉伸成形，同時 進行熔體牽引，聚苯硫醚熔體從熔融紡絲組件的噴絲頭噴出后形成 熔體細流，在熔體私流態(tài)通過導(dǎo)絲巻繞輥的高速轉(zhuǎn)動速度戈引下， 以500 - 3000m/min的速度將纖維熔體細流通過40 - 160倍的高倍拉 伸變形倍數(shù)，使聚苯硫醚熔體快速細化、拉伸取向，并在噴絲頭下 方5 - 20cm的距離內(nèi)在空氣中固化成形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在苯硫醚長絲通過熔融紡絲后，在空氣中冷卻固化成形，進一步拉伸 預(yù)取向，在固化成形初期，聚苯^^醚纖維處于粘彈態(tài)時，在通過導(dǎo)絲巻繞輥的高速轉(zhuǎn)動速度曳引下，以500 - 2500m/min的速度在空氣 中進一步拉伸預(yù)取向結(jié)晶定型，在4-6米的距離內(nèi)空氣溫度梯度在 15 0 - 25 。C迅速下降并達到恒溫25 。C 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 在成形步驟中以距離噴絲頭表面0~20cm的范圍內(nèi)選取的點作為加 熱起始點，以距離噴絲頭表面超過10cm的范圍選取的點作為加熱終 止點，其中加熱區(qū)的距離>10cm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 聚苯碌Jt長絲通過以600 ~ 2500m/min的紡絲速度通過熔融紡絲而制<曰付。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，其特征在于 聚苯石克醚長絲通過以1000 ~ 2500m/min的紡絲速度通過熔融紡絲而 制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚苯硫醚長絲的紡絲成形方法，包括樹脂純化精制、預(yù)結(jié)晶、加熱熔融、螺桿擠出機、熔體預(yù)過濾器、計量泵、紡絲組件、噴絲板、成形、拉伸、上油、卷繞和絡(luò)筒步驟，其中所述的加熱熔融步驟是多區(qū)加熱熔融，加熱溫度為200～350℃，聚苯硫醚樹脂的分子量為45000～55000。用本發(fā)明方法制造的聚苯硫醚長絲的結(jié)晶取向度高，強度好，制成率高，在后拉伸-熱定型生產(chǎn)過程中不易脆斷、出現(xiàn)毛絲，從而可以制備高強度的聚苯硫醚長絲，利于后續(xù)拉伸工藝。
文檔編號D01F6/58GK101275302SQ200810094249
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者徐宇斌, 樺 王, 蒲宗耀, 俊 覃, 許久峰, 松 陳, 馬志強 申請人:江蘇瑞泰科技有限公司;四川省紡織科學(xué)研究院