一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種微孔中空聚苯硫醚纖維及其制備方法，由原料干燥、聚合物與水溶性高分子共混、熔融紡絲、水浴冷卻、萃取、干燥、熱處理上油以及卷繞8個(gè)工藝步驟組成。本發(fā)明提供的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保；所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，比表面積大，大大提高了過(guò)濾的效率和精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，屬于新型高分子纖維材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯硫醚纖維及單絲的主要用途是作為工業(yè)燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐、煉鋼爐、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等裝置工作環(huán)境的粉塵的捕獲及過(guò)濾織物。聚苯硫醚織物是可長(zhǎng)期地暴露在酸性環(huán)境之中、可在高溫環(huán)境中使用并且能耐磨損的少數(shù)幾種纖維之一。用于工業(yè)燃煤鍋爐的聚苯硫醚過(guò)濾織物，在接觸溫度190°C以下的濕態(tài)酸性環(huán)境中使用壽命可達(dá)3年左右。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN102418160A公開(kāi)了一種大直徑圓中空聚合物單絲及其生產(chǎn)方法，單絲主體為聚酯、聚酰胺、聚烯烴、PPS、PEI或PEEK，單絲直徑為0.08-5mm，單絲中空度為30%-50%，單絲強(qiáng)度≥3.0CN/dtex，單絲截面呈圓形。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利CN101142347B公開(kāi)了一種聚苯硫醚復(fù)絲紗的制造方法。這種單絲線(xiàn)密度為5-30dtex、總線(xiàn)密度為500-2500dtex，斷裂強(qiáng)度為50-80cN/tex，對(duì)于斷裂強(qiáng)度為60-80cN/tex的紗，斷裂伸長(zhǎng)率為8%-16%，而對(duì)于斷裂強(qiáng)度為50-60cN/tex的紗，斷裂伸長(zhǎng)率在16%-30%的范圍內(nèi)。
[0005]上述傳統(tǒng)濾布過(guò)濾效率低，過(guò)濾精度不高。單絲濾布具有剛性大、強(qiáng)度好、尺寸穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，過(guò)濾通量及過(guò)濾精度容易控制，且濾渣極易剝離，可以提高連續(xù)使用壽命，是優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性過(guò)濾材料。
[0006]但是一般的單絲作為過(guò)濾織物，比表面積較低，過(guò)濾效率和過(guò)濾精度有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種比表面積大、過(guò)濾效率和過(guò)濾精度高的過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲的制備方法。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:該方法由以下8個(gè)步驟組成:
[0009]步驟1:原料干燥
[0010]將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在110-180°C下干燥10-15小時(shí)；
[0011]步驟2:共混
[0012]將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與水溶性聚合物以100: 5-100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0013]步驟3:熔融紡絲
[0014]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為280-320°C，制得直徑為0.1-7.8mm的中空單絲，中空單絲的中空度為20%-50% ；
[0015]步驟4:水浴萃取
[0016]采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時(shí)間為5?20分鐘，得到孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米；
[0017]步驟5:干燥
[0018]采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為100?130°C ；
[0019]步驟6:牽伸
[0020]在160?190°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為4?10倍；
[0021]步驟7:熱處理
[0022]將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為200?230°C ；
[0023]步驟8:上油以及卷繞
[0024]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為0.05?2.5mm、強(qiáng)度為
2.5?5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0025]優(yōu)選地，所述步驟2中水溶性聚合物為聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、水溶性淀粉中的一種或幾種的混合物。
[0026]本發(fā)明提供的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，采用熔析法在PPS單絲中引入直徑為0.1?30微米的微孔結(jié)構(gòu)，大大增加了 PPS單絲的比表面積，且利用單絲在徑向上成孔梯度的特性，達(dá)到雙重梯度過(guò)濾，得到小尺度的梯度過(guò)濾效果的過(guò)濾織物，大大提高了粉塵捕獲和過(guò)濾的效率和精度，所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲非常適合作為高溫條件下的過(guò)濾材料。
[0027]本發(fā)明提供的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保；所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，比表面積大，大大提高了過(guò)濾的效率和精度。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以四個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個(gè)步驟組成:
[0031]步驟1:原料干燥
[0032]將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在110°C下干燥15小時(shí)；
[0033]步驟2:共混
[0034]將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與聚氧化乙烯(PEO)以100: 5的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0035]步驟3:熔融紡絲
[0036]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為280°C，制得直徑為
2.5mm的中空單絲，中空單絲的中空度為20% ；
[0037]步驟4:水浴萃取
[0038]采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60°C，萃取時(shí)間為20分鐘，得到孔隙率為10%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1微米；
[0039]步驟5:干燥
[0040]采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為100°C ；
[0041]步驟6:牽伸
[0042]在160°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為8倍;
[0043]步驟7:熱處理
[0044]將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為200°C ；
[0045]步驟8:上油以及卷繞
[0046]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為0.07mm、強(qiáng)度為3.1cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0047]實(shí)施例2
[0048]一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個(gè)步驟組成:
[0049]步驟1:原料干燥
[0050]將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在180°C下干燥10小時(shí)；
[0051]步驟2:共混
[0052]將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與聚乙烯醇(PVA)以100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0053]步驟3:熔融紡絲
[0054]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為320°C，制得直徑為
2.5mm的中空單絲，中空單絲的中空度為40% ；
[0055]步驟4:水浴萃取
[0056]采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為95°C，萃取時(shí)間為15分鐘，得到孔隙率為30%的微孔中空單絲，微孔直徑為50微米；
[0057]步驟5:干燥
[0058]采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為130°C ；
[0059]步驟6:牽伸
[0060]在180°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為10倍;
[0061]步驟7:熱處理
[0062]將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為230°C ；
[0063]步驟8:上油以及卷繞
[0064]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為0.08mm、強(qiáng)度為5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0065]實(shí)施例3
[0066]一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個(gè)步驟組成:
[0067]步驟1:原料干燥
[0068]將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在150°C下干燥12小時(shí)；
[0069]步驟2:共混[0070]將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)以100: 15的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0071]步驟3:熔融紡絲
[0072]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為300°C，制得直徑為
3.6mm的中空單絲，中空單絲的中空度為50% ；
[0073]步驟4:水浴萃取
[0074]采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為80°C，萃取時(shí)間為17分鐘，得到孔隙率為30%的微孔中空單絲，微孔直徑為20微米；
[0075]步驟5:干燥
[0076]采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為120°C ；
[0077]步驟6:牽伸
[0078]在170°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為6倍;
[0079]步驟7:熱處理
[0080]將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為230°C ；
[0081]步驟8:上油以及卷繞
[0082]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為1.5mm、強(qiáng)度為2.ScN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0083]實(shí)施例4
[0084]一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個(gè)步驟組成:
[0085]步驟1:原料干燥
[0086]將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在150°C下干燥12小時(shí)；
[0087]步驟2:共混
[0088]將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)以100: 10: 8的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0089]步驟3:熔融紡絲
[0090]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為310°C，制得直徑為
2.4mm的中空單絲，中空單絲的中空度為30% ；
[0091]步驟4:水浴萃取
[0092]采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為80°C，萃取時(shí)間為17分鐘，得到孔隙率為25%的微孔中空單絲，微孔直徑為28微米；
[0093]步驟5:干燥
[0094]采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為120°C ；
[0095]步驟6:牽伸
[0096]在150°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為8倍;
[0097]步驟7:熱處理
[0098]將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為220°C ；
[0099]步驟8:上油以及卷繞[0100]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為0.8mm、強(qiáng)度為4.6cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0101]本發(fā)明生產(chǎn)效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保。本發(fā)明制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，特別適合作為高溫或強(qiáng)酸酸/強(qiáng)堿等苛刻化學(xué)環(huán)境下的粉塵過(guò)濾材料。
【權(quán)利要求】
1.一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:該方法由以下8個(gè)步驟組成: 步驟1:原料干燥 將PPS樹(shù)脂切片置于真空烘箱中，在110?180°C下干燥10?15小時(shí)； 步驟2:共混 將經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與水溶性聚合物以100: 5?100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物； 步驟3:熔融紡絲 將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為280?320°C，制得直徑為0.1?7.8mm的中空單絲，中空單絲的中空度為10%?50% ； 步驟4:水浴萃取 采用水浴對(duì)中空單絲進(jìn)行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時(shí)間為5?20分鐘，得到孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米； 步驟5:干燥 采用熱空氣對(duì)微孔中空單絲進(jìn)行干燥，熱空氣溫度為100?130°C ； 步驟6:牽伸 在160?190°C下，采用七輥牽伸機(jī)對(duì)干燥后的微孔中空單絲進(jìn)行牽伸，牽伸倍數(shù)為4?10倍； 步驟7:熱處理 將牽伸后的微孔中空單絲通過(guò)熱輥進(jìn)行熱處理，熱輥溫度為200?230°C ； 步驟8:上油以及卷繞 將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉(zhuǎn)繞好，得到直徑為0.05?2.5mm、強(qiáng)度為2.5?5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
2.如權(quán)利要求1所述的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:所述步驟2中水溶性聚合物為聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、水溶性淀粉中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的經(jīng)干燥的PPS樹(shù)脂與水溶性聚合物的混合比為100: 5?100: 25。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的紡絲溫度為280?320°C，水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時(shí)間為5?20分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，所述的熱空氣干燥溫度為 IOO0C- 130。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的聚苯硫醚單絲的牽伸溫度為160°C?190°C，牽伸倍數(shù)為6?10倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過(guò)濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的聚苯硫醚單絲的孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米，中空度為10%?50%。
【文檔編號(hào)】D01F6/76GK103572398SQ201210257773
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】郭海洋, 鄧佳, 倪建華, 郭志洪, 郭勇, 石兵, 徐速, 張?jiān)? 王依民 申請(qǐng)人:上海杜為化纖有限公司