一種聚丙烯腈纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚丙烯腈纖維的制備方法，該方法包含以下步驟：紡絲原液的合成，以丙烯腈AN為單體，二甲基亞砜DMSO為溶劑，聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈PAN原液；聚丙烯腈原絲的制備，采用濕法紡絲工藝制備得到PAN原絲，聚丙烯腈漿液經(jīng)過計(jì)量和過濾后從噴絲板中擠出，在有機(jī)溶液二甲基亞砜DMSO里凝固成型形成絲束，接著在40℃?60℃的清水浴中水洗，接著在110℃?130℃蒸汽中進(jìn)行牽伸，整體牽伸比為1.5?2.0，接著再干燥、上油，然后再按照0.8?0.9的牽伸比松馳定型，最后手卷備用。該方法制備得到的聚丙烯腈纖維不僅成束性好，不易散開，而且擁有較高的強(qiáng)度和較好的柔軟性。
【專利說明】
一種聚丙烯腈纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種聚丙烯腈纖維材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯腈纖維的性能極似羊毛，彈性較好，伸長20%時回彈率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔軟，保暖性比羊毛高15%，有合成羊毛之稱。強(qiáng)度22.1?48.5cN/tex，比羊毛高I?2.5倍。耐曬性能優(yōu)良，露天曝曬一年，強(qiáng)度僅下降20%，可做成窗簾、幕布、篷布、炮衣等。能耐酸、耐氧化劑和一般有機(jī)溶劑，但耐堿性較差。纖維軟化溫度190?230°C。
[0003]腈綸纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、膨松、易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、，根據(jù)不怕蟲蛀等不同優(yōu)點(diǎn)的用途的要求可純紡或與天然纖維混紡，其紡織品被廣泛地用于服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。
【發(fā)明內(nèi)容】
。但是目前很多制備的聚丙烯腈纖維不僅纖維束比較散亂，而且纖維的強(qiáng)度也比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種新型的聚丙烯腈纖維的制備方法，該方法包含以下步驟:
[0005]紡絲原液的合成，以丙烯腈AN為單體，二甲基亞砜DMSO為溶劑，聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈PAN原液；
[0006]聚丙烯腈原絲的制備，采用濕法紡絲工藝制備得到PAN原絲，聚丙烯腈漿液經(jīng)過計(jì)量和過濾后從噴絲板中擠出，在有機(jī)溶液二甲基亞砜DMSO里凝固成型形成絲束，接著在400C -60 0C的清水浴中水洗，接著在110 °C -130 °C蒸汽中進(jìn)行牽伸，整體牽伸比為1.5-2.0，接著再干燥、上油，然后再按照0.8-0.9的牽伸比松馳定型，最后手卷備用。
[0007]優(yōu)選的，所述紡絲原液的合成中還加入丙烯酸甲酯MA和偶氮二異丁腈AIBN等助劑。
[0008]優(yōu)選的，所述聚丙烯腈原絲制備過程中，以高壓氮?dú)庾鳛榧徑z原液的推動力，所述氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.03-0.05Mpa。
[0009]優(yōu)選的，所述噴絲板的孔數(shù)在1000-5000個每平方厘米。
[0010]優(yōu)選的，紡絲的整體線速度為l-2m每分鐘。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述干燥過程中，干燥溫度保持在100°C-150°C.
[0012]上述方法制備的聚丙烯腈纖維不僅非常柔軟，而且集束性良好，同時纖維的強(qiáng)度也比較高。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，接下來結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進(jìn)一步介紹，但需要說明的是，以下的具體實(shí)施方僅作為理解技術(shù)之用，而不構(gòu)成權(quán)利限制。
[0014]—種聚丙烯腈纖維的制備方法，該方法主要包含以下步驟:紡絲原液的合成，第一步首先是聚丙烯腈紡絲原液的合成。本方案以丙烯腈AN為單體，同時以萬能的有機(jī)溶劑二甲基亞砜DMSO作為為溶劑，利用溶液聚合，反應(yīng)生成聚丙烯腈PAN原液。第二步是聚丙烯腈原絲的制備，即所謂的紡絲過程。本方案采用一步法采用濕法紡絲工藝制備得到PAN原絲，主要步驟包括將聚丙烯腈漿液經(jīng)過計(jì)量和過濾后從噴絲板中擠出，在有機(jī)溶液二甲基亞砜DMS0里凝固成型形成絲束，這一過程需借助計(jì)量栗，通過計(jì)量栗的計(jì)量，可使聚丙烯腈漿液均勻擠出，從而使生成的初生纖維更加均勻，性能更加穩(wěn)定。接著在40°C-60°C的清水浴中水洗，因?yàn)槌跎w維中夾雜了大量的DMSO或者其他雜質(zhì)，通過在清水浴中長時間的清洗，可使纖維中夾雜的大部分雜質(zhì)全部脫除，使最后獲得的纖維更純、質(zhì)地更為均勻。接著讓初生纖維在110°C-13(TC蒸汽中進(jìn)行牽伸，整體牽伸比為1.5-2.0，再沒有牽伸前，纖維內(nèi)部分子鏈的排列比較混亂，纖維整體的強(qiáng)度也較低，當(dāng)纖維處于高溫蒸汽中時，分子鏈比較活躍，連段運(yùn)動更為頻繁和容易，在此基礎(chǔ)之上，再對纖維施加一定的牽伸，可使纖維內(nèi)部的分子鏈按照牽伸的方向重新排布，并高度取向，進(jìn)而提高纖維自身的強(qiáng)度。接著再干燥、上油，該步驟中，干燥是為了除去前面步驟中帶入到纖維中的水分，同時，通過干燥還可以提高纖維致密化程度，使得皮芯結(jié)構(gòu)一致。為了增加纖維的集束性，使其不致于太過散亂，可給纖維表面上一層油劑，同時也可消除纖維表面的靜電。然后再按照0.8-0.9的牽伸比松馳定型，通過松馳定型，消除內(nèi)部應(yīng)力，形成穩(wěn)定的原絲最后手卷備用。
[0015]此外，紡絲原液的合成中還加入丙烯酸甲酯MA和偶氮二異丁腈AIBN等助劑。高分子的聚合反應(yīng)過程中，一般都需要加入一些引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑和阻聚劑等物質(zhì)，控制最終最終合成產(chǎn)物的成分。此處的偶氮二異丁腈作為一種高分子聚合反應(yīng)中常用的油溶性引發(fā)劑，可引發(fā)聚合單體丙烯腈的均聚反應(yīng)，同時丙烯酸甲酯則作為一種聚合反應(yīng)的調(diào)節(jié)劑，控制最終聚合產(chǎn)物的組成。
[0016]此外，聚丙烯腈原絲制備過程中，以高壓氮?dú)庾鳛榧徑z原液的推動力，所述氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.03-0.05Mpa。在紡絲的過程中，除了一端需要羅拉進(jìn)行牽引，同時還需要高壓惰性氣體作為一種推動力，推動紡絲原液從噴絲板中擠出。
[0017]此外，噴絲板的孔數(shù)在1000-5000個每平方厘米。噴絲板孔徑數(shù)影響著纖維的直徑，進(jìn)而影響纖維的纖度。
[0018]此外，紡絲的整體線速度為l-2m每分鐘。紡絲過程中，纖維束需保持勻速穩(wěn)定前進(jìn)，但是速度過快，極易造成纖維斷裂或者內(nèi)部形成缺陷，速度過慢又影響紡絲的效率，所以該速度也需精確考量。
[0019]此外，干燥過程中，干燥溫度保持在100°C-150°C。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚丙烯腈纖維的制備方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 紡絲原液的合成，以丙烯腈AN為單體，二甲基亞砜DMSO為溶劑，聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈PAN原液； 聚丙烯腈原絲的制備，采用濕法紡絲工藝制備得到PAN原絲，聚丙烯腈漿液經(jīng)過計(jì)量和過濾后從噴絲板中擠出，在有機(jī)溶液二甲基亞砜DMSO里凝固成型形成絲束，接著在40°C-60°C的清水浴中水洗，接著在110°C-130°C蒸汽中進(jìn)行牽伸，整體牽伸比為1.5-2.0，接著再干燥、上油，然后再按照0.8-0.9的牽伸比松馳定型，最后手卷備用。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述紡絲原液的合成中還加入丙烯酸甲酯MA和偶?xì)庖弧霎惗∫蹵IBN等助劑。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯腈原絲制備過程中，以高壓氮?dú)庾鳛榧徑z原液的推動力，所述氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.03-0.05Mpa。4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述噴絲板的孔數(shù)在1000-5000個每平方厘米。5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，紡絲的整體線速度為l_2m每分鐘。6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述干燥過程中，干燥溫度保持在100cC-150 cC ο
【文檔編號】D01F6/38GK105951201SQ201610513432
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】高海燕
【申請人】高海燕