CN101492840A - 一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法 - Google Patents

一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法，涉及纤维制造技术领域。本发明采用热致相分离技术和共混纺丝方法制造聚丙烯裂纹纤维，制造过程分两部分，首先将聚丙烯、硬脂酸、羧甲基纤维素钠、二苯亚甲基山梨醇DBS、液态二叔丁基过氧化物按照比例混合制造聚丙烯裂纹纤维母粒；再将聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯以0.1～0.15∶1的重量比混合进行共混纺丝，得到聚丙烯裂纹纤维。通过变换聚丙烯、硬脂酸、羧甲基纤维素钠、DBS、液态二叔丁基过氧化物的用量比，得到不同性能的聚丙烯裂纹纤维。利用本发明，可以制造一种吸附性能优良的纤维，为有色金属冶炼、选矿、选煤、化工、化肥、建材、陶瓷、制药、食品、污水处理等众多工业和民用行业的过滤提供核心材料。

Description

一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法
技术领域
一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法，是一种采用热致相分离技术和共混纺丝方法制造聚丙烯裂纹纤维的方法，本发明涉及纤维制造技术领域。
背景技术
聚丙烯裂纹纤维是工业和民用领域用功能性纤维之一。它具有较大的比表面积，且内部有大量微孔，是一种良好的过滤介质。聚丙烯裂纹纤维具有应用价值高，成本低廉，使用寿命长，过滤效果好等优点，可广泛应用于有色金属冶炼、选矿、选煤、化工、化肥、建材、陶瓷、制药、食品、污水处理等众多行业的板框压滤机、真空吸滤机、离心过滤机等固液分离设备配套中。而且，在制造聚丙烯裂纹纤维的过程中加入了降解剂，聚丙烯裂纹纤维在完成其使用功能后可迅速降解，实现环境友好。例如，在粘胶纤维的生产过滤中以聚丙烯裂纹纤维毡代替棉花，不仅具有工艺简单，操作方便，过滤质量好，效率高等优点，而且能大大降低生产成本，提高产量2.5倍。目前，我国用于过滤材料的聚丙烯纤维大部分主要依靠进口。所以，聚丙烯裂纹纤维产品的研发与生产也就成为了我国当前材料与环保领域迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法。通过改变聚丙烯纤维的纵横截面形态来提高其过滤性能。
本发明的技术方案：采用热致相分离技术和共混纺丝方法。制造过程分两部分，制造聚丙烯裂纹纤维母粒和共混纺丝。将聚丙烯、稀释剂硬脂酸、极性高聚物羧甲基纤维素钠、成核剂二苯亚甲基山梨醇DBS、降解剂液态二叔丁基过氧化物按重量份数配比混合，重量配比如下：
聚丙烯：                           10
稀释剂：    硬脂酸                 0.1～0.5
极性高聚物：羧甲基纤维素钠         0.5～1
成核剂：    二苯亚甲基山梨醇(DBS)  0.1～0.5
降解剂：    液态二叔丁基过氧化物   0.1～0.3
将聚丙烯、硬脂酸，羧甲基纤维素钠，DBS，液态二叔丁基过氧化物按照上述比例混合，称取一定的重量，放入混合机内低速均匀混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒，造粒工艺与常规的聚丙烯母粒造粒工艺基本相同，制得聚丙烯裂纹纤维母粒；
得到的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯以0.1～0.15∶1的重量比例混合，经共混熔融纺丝、牵伸、卷曲、热定型等工艺过程进行共混纺丝，纺丝工艺与常规的聚丙烯纺丝工艺基本相同，得到聚丙烯裂纹纤维。
根据纺丝选用的喷丝板的形状，制造的聚丙烯裂纹纤维的横截面为圆形、C形、圆形中空或三角形。
通过变换聚丙烯、硬脂酸、羧甲基纤维素钠、DBS、液态二叔丁基过氧化物的用量比例，得到不同性能的聚丙烯裂纹纤维。
上述各原料的作用：硬脂酸在高温时与聚丙烯形成均相溶液，当温度降低到一定程度后，与聚丙烯发生热致相分离在纤维的内部形成微孔；羧甲基纤维素钠使裂纹纤维具有选择性吸附作用；DBS与聚丙烯混合，在纺丝过程中聚丙烯受热熔融，DBS则成为应力集中点，在高倍牵伸作用下使纤维表面形成裂纹；液态二叔丁基过氧化物使聚丙烯裂纹纤维在使用完毕后的较短时间内可降解。
本发明制造的聚丙烯裂纹纤维与普通聚丙烯纤维相比，聚丙烯裂纹纤维的表面形态发生了变化：普通聚丙烯纤维的表面比较平滑，凹凸形状不明显，也没有孔洞、微孔和裂缝(如图1)；聚丙烯裂纹纤维的表面形态有如下几种：①纤维的表面有许多大小不一的微孔，且微孔尺寸分布较宽(如图2)；②纤维的表面出现许多裂纹，且裂纹形状各异(如图3和图4)；③纤维表面出现大量的微孔，裂纹，大小不等的突起(如图5)。纤维对苯的吸附量也明显增加，按照图6的测试方法，制造的聚丙烯裂纹纤维的静态苯饱和吸附量为裂纹纤维重量的5％～10％，按照图7的测试方法，常压流动苯吸附量为裂纹纤维重量的10％～25％。
在制造聚丙烯裂纹纤维时，既可以采用圆形孔径喷丝板制造横截面为圆形的聚丙烯裂纹纤维，也可以采用非圆形孔径喷丝板制造横截面为非圆形的聚丙烯裂纹纤维，如C形、圆形中空及三角形等，即聚丙烯异型裂纹纤维。
本发明的有益效果：聚丙烯裂纹纤维产品的研发与生产为我国当前材料与环保领域解决了迫切需要解决的课题。
附图说明
图1普通聚丙烯纤维的表面形态。
图2聚丙烯裂纹纤维的表面微孔形态。
图3聚丙烯裂纹纤维的表面裂纹形态。
图4聚丙烯裂纹纤维的表面裂纹形态。
图5聚内烯裂纹纤维的表面形态。
图6静态苯饱和吸附装置示意图。1、真空泵，2、活塞，3、真空规管，4、压力计，5、活塞，6、苯，7、石英弹簧，8、样品皿。
图7常压流动苯吸附装置示意图。1、压缩空气，2、净化器，3、缓冲器，4、流量计，5、发生器，6、苯，7、活塞，8、测定管，9、聚丙烯裂纹纤维，10、尾气处理。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是为更好理解本发明的内容。因此，所举的例子并不影响本发明的保护范围。
实施例1
将聚丙烯10份，硬脂酸0.1份、羧甲基纤维素钠0.6份、DBS 0.3份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.12∶1的比例混合，喷丝板形状采用圆形，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为圆形的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量5％，常压流动苯吸附量13％。
实施例2
将聚丙烯10份，硬脂酸0.3份、羧甲基纤维素钠0.6份、DBS 0.3份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.12∶1的比例混合，喷丝板形状采用C形，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为C形的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量6％，常压流动苯吸附量19％。
实施例3
将聚丙烯10份，硬脂酸0.5份、羧甲基纤维素钠0.7份、DBS 0.4份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.12∶1的比例混合，喷丝板形状采用圆形中空，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为圆形中空的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量9％，常压流动苯吸附量20％。
实施例4
将聚丙烯10份，硬脂酸0.5份、羧甲基纤维素钠0.5份、DBS 0.5份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.12∶1的比例混合，喷丝板形状采用三角形，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为三角形的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量8％，常压流动苯吸附量16％。
实施例5
将聚丙烯10份，硬脂酸0.5份、羧甲基纤维素钠0.7份、DBS 0.3份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.1∶1的比例混合，喷丝板形状采用圆形中空，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为圆形中空的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量7％，常压流动苯吸附量22％。
实施例6
将聚丙烯10份，硬脂酸0.5份、羧甲基纤维素钠0.6份、DBS 0.4份、降解剂0.2份按此配比混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒制得聚丙烯裂纹纤维母粒。将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯按照0.15∶1的比例混合，喷丝板形状采用C形，经过纺丝、牵伸、卷绕、热定型等工艺得到横截面为C形的聚丙烯裂纹纤维。采用如图6和图7所示的装置对聚丙烯裂纹纤维的过滤性能进行测试，静态饱和苯吸附量9％，常压流动苯吸附量21％。

Claims (3)

1、一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法，其特征在于，采用热致相分离技术和共混纺丝方法将聚丙烯、稀释剂硬脂酸、极性高聚物羧甲基纤维素钠、成核剂二苯亚甲基山梨醇DBS、降解剂液态二叔丁基过氧化物按重量份数配比混合，聚丙烯＝10；硬脂酸＝0.1～0.5；羧甲基纤维素钠＝0.5～1；二苯亚甲基山梨醇＝0.1～0.5；液态二叔丁基过氧化物＝0.1～0.3；然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，制得聚丙烯裂纹纤维母粒；将制得的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯以0.1～0.15∶1的重量比例混合，经共混熔融纺丝、牵伸、卷曲、热定型工艺过程进行共混纺丝，得到聚丙烯裂纹纤维。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据纺丝选用的喷丝板的形状，制造的聚丙烯裂纹纤维的横截面为圆形、C形、圆形中空或三角形。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过变换聚丙烯、硬脂酸、羧甲基纤维素钠、DBS、液态二叔丁基过氧化物的用量比例，得到不同性能的聚丙烯裂纹纤维。
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Assignor: Jiangnan University

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Denomination of invention: Process for manufacturing polypropylene crackle fibre

Granted publication date: 20101201

License type: Exclusive License

Open date: 20090729

Record date: 20110318

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Granted publication date: 20101201

Termination date: 20160304