一種新型改性聚乙烯醇及其紡絲方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型改性聚乙烯醇及其紡絲方法，由以下原料按重量份比融合而成：醋酸鹽或磷酸鹽、水、親水性物質(zhì)、其他助劑，聚乙烯醇，融合方法是先將醋酸鹽或磷酸鹽在水中溶解，再同親水性物質(zhì)和其他助劑混合均勻后添加到聚乙烯醇中，干燥后得到改性聚乙烯醇切片，將改性聚乙烯醇切片在單螺桿紡絲設(shè)備上進(jìn)行熔融紡絲，改性聚乙烯醇經(jīng)熔融擠出從噴絲板噴出，熔體細(xì)流經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻制備聚乙烯醇初生纖維；將聚乙烯醇初生纖維進(jìn)行拉伸；然后將拉伸過(guò)的聚乙烯醇初生纖維進(jìn)行松弛熱定型，即可獲得高性能的聚乙烯醇纖維。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：工藝簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，所制備纖維截面呈圓形，結(jié)構(gòu)均勻，可承受高倍拉伸，取向度高，力學(xué)性能好。
【專利說(shuō)明】一種新型改性聚乙烯醇及其紡絲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，尤其涉及到一種新型改性聚乙烯醇及其紡絲方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯醇(PVA)是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的多羥基聚合物。聚乙烯醇(PVA)纖維具有親水性、強(qiáng)度高、模量高、耐磨性好、熱性能好，耐腐蝕性、耐氣候性優(yōu)異，在復(fù)合材料中與基體材料界面粘結(jié)性良好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和高【技術(shù)領(lǐng)域】用途廣泛，市場(chǎng)潛力極大。
[0003]然而，PVA的多羥基、強(qiáng)氫鍵的特性使其熔點(diǎn)(熔點(diǎn)234°C ;熔程223_238°C )與熱分解溫度(242°C)十分接近，難以進(jìn)行熱塑性加工。傳統(tǒng)的PVA纖維一般采用濕法紡絲加工方法。由于濕法紡絲的雙向傳質(zhì)過(guò)程，致使初生纖維截面往往呈現(xiàn)“腰子”形，且存在明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致纖維牽伸性能差，纖維強(qiáng)度較低。另外，由于濕法紡絲需要大量溶劑，因此，其加工成本高，工序復(fù)雜，且環(huán)境污染嚴(yán)重。上述問(wèn)題極大的限制了 PVA纖維的應(yīng)用。
[0004]多年來(lái)，人們?cè)噲D通過(guò)化學(xué)共聚或物理共混的方法，制備熱塑性PVA以實(shí)現(xiàn)該聚合物的熔融可紡性?；瘜W(xué)共聚方法一般采用乙烯單體與醋酸乙烯酯單體以一定比例共聚，制成EVOH或EVA共聚體，由于乙烯成分的加入，減少了 PVA中的氫鍵密度，降低了 PVA分子間相互作用能，導(dǎo)致PVA熔點(diǎn)降低，熔融加工性能提高；物理共混的方法一般采用在PVA中添加一定比例的低分子量蠟狀PE或水性聚氨酯、聚酰胺等，通過(guò)共混制得改性PVA，由于上述改性劑的加入，降低了 PVA的熔點(diǎn)，提高了其熱塑性，也可實(shí)現(xiàn)PVA的熔融紡絲。然而，化學(xué)共聚方法一般工藝流程復(fù)雜，設(shè)備要求高，改性成本大；而物理共混的方法，由于兩組分的共存，極大的影響PVA的分子取向，很難制備高性能的PVA纖維。因此，目前PVA熔融紡絲技術(shù)仍然面臨極大技術(shù)挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種通過(guò)添加易與聚乙烯醇形成強(qiáng)分子間作用力的小分子增塑劑打破原有的分子間氫鍵，適當(dāng)抑制結(jié)晶，增加分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力，降低聚乙烯醇的熔點(diǎn)，提高材料的熱穩(wěn)定性和可加工性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚乙烯醇的熔融紡絲制備性能纖維。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種新型改性聚乙烯醇，其特征在于:由以下原料按重量份比融合而成:醋酸鹽或磷酸鹽20-30份、水25-40份、親水性物質(zhì)3-5份、其他助劑1_3份，聚乙烯醇50-70份，融合方法是先將醋酸鹽或磷酸鹽在水中溶解，再同親水性物質(zhì)和其他助劑混合均勻后添加到聚乙烯醇中，干燥后得到改性聚乙烯醇切片。
[0008]所述親水性物質(zhì)為以下物質(zhì)中的至少一種:多元醇、醇胺、分子量低于20000的聚乙二醇、聚丙烯酸及其鹽類、纖維素醚。
[0009]所述其他助劑為堿性氧化物和抗氧劑。
[0010]所述聚乙烯醇的聚合度為200-3000，醇解度為50-99.9%。[0011]一種新型改性聚乙烯醇的紡絲方法，其特征在于:具體如下:將改性聚乙烯醇切片在單螺桿紡絲設(shè)備上進(jìn)行熔融紡絲，改性聚乙烯醇經(jīng)熔融擠出、過(guò)濾、計(jì)量、從孔徑
0.12-0.8mm的噴絲板噴出，熔體細(xì)流經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻制備結(jié)構(gòu)均勻、纖度可用的聚乙烯醇初生纖維，其紡絲溫度為100-200°C，噴絲頭拉伸比為3-4倍，側(cè)吹風(fēng)溫度為10-100°C，濕度為65%-85% ;將聚乙烯醇初生纖維在100-200°C進(jìn)行1_3級(jí)拉伸，總拉伸倍數(shù)15-40倍；然后將拉伸過(guò)的聚乙烯醇初生纖維在200-220°C進(jìn)行松弛熱定型，熱定型時(shí)間為1-5分鐘，即可獲得高性能的聚乙烯醇纖維。
[0012]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:1、不需要共聚改性，也不需要凝固浴，可大大降低成本，工藝簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。2、所制備纖維截面呈圓形，結(jié)構(gòu)均勻，可承受高倍拉伸，取向度高，力學(xué)性能好。3、所選用的各種原料均綠色環(huán)保，無(wú)毒無(wú)害，易于回收和易于生物降解。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)詳述本發(fā)明【具體實(shí)施方式】:
[0014]一種新型改性聚乙烯醇，由以下原料按重量份比融合而成:醋酸鹽或磷酸鹽20-30份、水25-40份、親水性物質(zhì)3-5份、其他助劑1_3份，聚乙烯醇50-70份，融合方法是先將醋酸鹽或磷酸鹽在水中溶解，再同親水性物質(zhì)和其他助劑混合均勻后添加到聚乙烯醇中，干燥后得到改性聚乙烯醇切片。
[0015]本發(fā)明親水性物質(zhì)為以下物質(zhì)中的至少一種:多元醇、醇胺、分子量低于20000的聚乙二醇、聚丙烯酸及其鹽類、纖維素醚。
[0016]本發(fā)明其他助劑為堿性氧化物和抗氧劑。
[0017]本發(fā)明聚乙烯醇的聚合度為200-3000，醇解度為50-99.9%。
[0018]一種新型改性聚乙烯醇的紡絲方法，具體如下:將改性聚乙烯醇切片在單螺桿紡絲設(shè)備上進(jìn)行熔融紡絲，改性聚乙烯醇經(jīng)熔融擠出、過(guò)濾、計(jì)量、從孔徑0.12-0.8mm的噴絲板噴出，熔體細(xì)流經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻制備結(jié)構(gòu)均勻、纖度可用的聚乙烯醇初生纖維，其紡絲溫度為100-200°C，噴絲頭拉伸比為3-4倍，側(cè)吹風(fēng)溫度為10-100°C，濕度為65%_85% ;將聚乙烯醇初生纖維在100-200°C進(jìn)行1-3級(jí)拉伸，總拉伸倍數(shù)15-40倍；然后將拉伸過(guò)的聚乙烯醇初生纖維在200-220°C進(jìn)行松弛熱定型，熱定型時(shí)間為1-5分鐘，即可獲得高性能的聚乙烯醇纖維。
[0019]本發(fā)明采用醋酸鹽或磷酸鹽與水制備復(fù)配絡(luò)合劑，水及親水性物質(zhì)、其他助劑制備復(fù)配增塑劑，通過(guò)醋酸鹽或磷酸鹽中的金屬陽(yáng)離子與聚乙烯醇絡(luò)和，及醋酸鹽中羰基、水、親水性物質(zhì)和聚乙烯醇中氫鍵的復(fù)合，協(xié)同增大分子間距，降低分子間作用力，提高分子運(yùn)動(dòng)能力，降低聚乙烯醇的熔點(diǎn)，并與熱穩(wěn)定劑共同作用，提高聚乙烯醇熱分解溫度，抑制聚乙烯醇的降解，制備改性聚乙烯醇，實(shí)現(xiàn)熔融加工。
【權(quán)利要求】
1.一種新型改性聚乙烯醇，其特征在于:由以下原料按重量份比融合而成:醋酸鹽或磷酸鹽20-30份、水25-40份、親水性物質(zhì)3-5份、其他助劑1_3份，聚乙烯醇50-70份，融合方法是先將醋酸鹽或磷酸鹽在水中溶解，再同親水性物質(zhì)和其他助劑混合均勻后添加到聚乙烯醇中，干燥后得到改性聚乙烯醇切片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型改性聚乙烯醇，其特征在于:所述親水性物質(zhì)為以下物質(zhì)中的至少一種:多元醇、醇胺、分子量低于20000的聚乙二醇、聚丙烯酸及其鹽類、纖維素醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型改性聚乙烯醇，其特征在于:所述其他助劑為堿性氧化物和抗氧劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型改性聚乙烯醇，其特征在于:所述聚乙烯醇的聚合度為200-3000，醇解度為50-99.9%。
5.一種如權(quán)利要求1所述的新型改性聚乙烯醇的紡絲方法，其特征在于:具體如下:將改性聚乙烯醇切片在單螺桿紡絲設(shè)備上進(jìn)行熔融紡絲，改性聚乙烯醇經(jīng)熔融擠出、過(guò)濾、計(jì)量、從孔徑0.12-0.8mm的噴絲板噴出，熔體細(xì)流經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻制備結(jié)構(gòu)均勻、纖度可用的聚乙烯醇初生纖維，其紡絲溫度為100-200°C，噴絲頭拉伸比為3-4倍，側(cè)吹風(fēng)溫度為10-100°C，濕度為65%-85% ;將聚乙烯醇初生纖維在100-200°C進(jìn)行1_3級(jí)拉伸，總拉伸倍數(shù)15-40倍；然后將拉伸過(guò)的聚乙烯醇初生纖維在200-220°C進(jìn)行松弛熱定型，熱定型時(shí)間為1-5分鐘，即可獲得高性能的聚乙烯醇纖維。
【文檔編號(hào)】D01D5/098GK103820877SQ201410052202
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】鄧忠華, 趙國(guó)梁, 鄧忠林, 劉美蓮, 丁曉峰 申請(qǐng)人:永安市寶華林實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司, 北京服裝學(xué)院