CN102534841B - 一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶ⅱ短纤维及其制备方法 - Google Patents
一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶ⅱ短纤维及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维及其制备方法，这种短纤维是由对数粘度为3.0-7.5dl/g的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）原纺长纤或回收重纺的长纤制成的，该方法工艺效率高，适于工业化生产，同时，利用回收芳纶Ⅱ废料，还降低了工业化成本，减少了废料污染，保护了环境安全；所得芳纶Ⅱ短纤基本保留了芳纶Ⅱ长纤的优良物理性能，如强度、模量、临界温度与尺寸稳定度，且对数粘度在4.0-7.5dl/g范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成纤维，特别是一种由聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤制成的芳纶Ⅱ短纤维及其制备方法。
背景技术
芳纶Ⅱ的原材料是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维[poly(p-pheny lene terephthalamide)](简称PPTA)，其化学公式是：
以上PPTA聚合物在1960年代即已合成，美国杜邦公司在1970年发明由PPTA/H2SO4溶液纺纤维长纱。1972年开始小批量的开发市场进行PPTA纤维生产，1982年开始进行工业化生产，产品名称为Kevlar。1985年荷兰Akzo公司投入PPTA芳纶生产，产品名称为Twaron。日本帝人公司2005年并购荷兰Akzo公司的Twaron业务，并持续扩充产量与杜邦公司竞争。韩国科龙公司也在1985年试产PPTA长纤和浆粕，该生产从1990至2000年基本停止，于2006年起恢复开发工作并建厂。这类纤维在中国称为芳纶Ⅱ纤维。多年来也有研究开发聚对苯二甲酰胺 [poly(p-benzamide)]。
制备聚对苯二甲酰对苯二胺的聚合反应如下式所示：
聚对苯二甲酰对苯二胺的主要物化性能包括分子链的-NH或-CO端基、分子量、分子量分布、密度、含水率、玻璃化温度、软化温度、分解温度、无机盐含量、灰份等，其中分子量和分子量分布对纤维性能的影响最大。但由于分子量和分子量分布非常难测，因此，使用对数粘度作为技术指标更有利于快速掌握聚对苯二甲酰对苯二胺及其纤维的相关技术信息，充分反映出聚合和纺丝的技术途径和工艺水平。
直接测定聚对苯二甲酰对苯二胺的分子量非常困难，但可用它的稀硫酸溶液粘度作间接指示，一般采用“对数粘度”(inherent viscosity)，定义如下：
公式中ηinh即对数粘度，ηrel为相对粘度，即聚合物溶液的粘度与溶剂粘度的比例，C是溶液的聚合物浓度。PPTA的对数浓度的测定是在96-98%浓酸中，取C为0.5g/dL，在温度为30℃下测得。现有文献公开的PPTA的对数粘度值在1-10dL/g的范围内，变化很大。
聚合物分子量影响其衍生物的性能，一般塑料和合成纤维工业均尽量采用高分子量的聚合物。制造PPTA纤维也一样，分子量影响纤维的性能，尤其是物理性能，例如纤维强度和模量。但分子量过高时制造纤维的工艺非常困难，影响工业效率。
聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ纤维具有高强度、高模量、高温稳定度等优良物性，其长纤广泛用于复合材料补强、光缆、橡胶产品补强和军用防弹等高功能应用。芳纶Ⅱ长纤还可以切断成5-50mm长度的短纤，这种产品广泛用于芳纶Ⅰ/芳纶Ⅱ混纺的高温防护纺织品，并可制成浆粕产品，供复合材料及橡胶补强、刹车板等摩擦产品及工业抄纸。但是，由于纤维非常坚韧，切割不易，属于一种特殊工艺，因此目前芳纶Ⅱ 短纤产商一般只能利用国内外市场提供的多种精密切割机，如激光切割机、Schleninger 切割机，将芳纶Ⅱ长纤切成短纤，即按短纤长度提供产品，却不能针对进一步开发的应用产品所需的短纤关键物化性能指标提供，因而对短纤的性能控制较差，无法满足应用产品的性能要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种由对数粘度为3.0-7.5 dl/g 的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）原纺长纤或回收重纺的长纤制成的芳纶Ⅱ短纤维及其制备方法。该方法工艺效率高，适于工业化生产，同时，利用回收芳纶Ⅱ废料，还降低了工业化成本，减少了废料污染，保护了环境安全；所得芳纶Ⅱ短纤基本保留了芳纶Ⅱ长纤的优良物理性能，如强度、模量、临界温度与尺寸稳定度，且对数粘度在4.0-7.5dl/g范围内。
为实现上述本发明目，本发明采用的具体技术方案是：
一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维，其特征在于：采用对数粘度为3.0-7.5dl/g的聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ原纺长纤、利用物性不合规格的及废料回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或者两种芳纶Ⅱ的任意比例混合长纤，切割成长度为1-100 mm的芳纶Ⅱ短纤，该短纤的对数粘度为3.0-7.5dl/g，强度为10-22克/旦，模量为250-550克/旦。
所述芳纶Ⅱ短纤是以市售的精密切割机将长纤以30-300m/min的速度进行的切割。
所述精密切割机选自市售的断头刀或激光切割机或Schleninger切割机。
所述的聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ原纺长纤是由高对数粘度聚对苯二甲酰对苯二胺制成的，其对数粘度为5.5-7.5dl/g，长纱强度为15-22 g/d，模量为 400-550 g/d。
所述的利用物性不合规格的及废料回收重纺的芳纶Ⅱ长纤是由低粘度聚对苯二甲酰对苯二胺制成的，其对数粘度为3.0-5.5dl/g，长纱强度为10-15 g/d，模量为 250-400 g/dm。
所述聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维的制备方法按如下工艺步骤进行：
A、配制聚合物
按照申请号为200910216761.X，发明名称为“一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维及其制备方法”配制得到聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为4.5-8.0dL/g。
上述申请号为200910216761.X，发明名称为“一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维及其制备方法”配制得到聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物的聚合方法为：
（a）聚合原料包括：
对苯二胺（p-phenylene diamine）[PPDA]，
对苯二甲酰氯（terephthaloyl chloride）[TPC]，
溶剂是（N-methyl pyrrolidone）[NMP]，
助聚盐（即助溶剂）是氯化钙（CaCl2）；
其中：PPDA/TPC的摩尔比等于1.0-1.015，CaCl2/PPDA摩尔比等于1.2-1.7，聚合混合物的PPTA的固含量为9-12%；
（b）聚合方法：
采用低温溶液缩聚方法进行PPTA的聚合反应，具体如下：将氮气通入烘干后的反应釜，同时按照反应式要求要求加入干燥NMP/CaCl2溶剂和干燥高纯度的对苯二胺（PPDA），转动搅拌器，混合均匀后，使用反应釜的冷冻水夹套，将对苯二胺PPDA和溶剂NMP的混合物逐渐溶解并在1分钟至24小时内降温至0-20℃，再加入高纯度对苯二甲酰氯（TPC），继续搅拌降温，经充分反应后在1分钟至24小时内至0-20℃，再加入对苯二甲酰氯TPC；在此过程中将夹套冷冻水换为温水，反应温度逐渐升高至10-20℃，经过充分搅拌均匀后，温度渐趋平稳至20-50℃；至反应完毕后，将反应混合物自反应釜取出，先用20%的碱水中和再用去离子水多次洗涤，然后干燥，所得的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物（PPTA）具有4.5-8.0dL/g对数粘度；
其中：对苯二甲酰氯TPC加料分两次，第一次加总量的33%，第二次加总量的67%；聚合温度：5分钟在0-10℃，之后维持在65℃以下；
（c）聚合物
得到聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物的对数粘度4.5-8.0dL/g；
本发明采用高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为5.5-8.0dL/g，或由低粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为3.5-5.5dl/g；其对数粘度范围较宽为3.0-8.0dl/g。
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤。
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度3.0-8.0dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，加入浓度为96-100%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到78-82℃，制成浓度为19.0-19.5%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有200以上个纺孔，其孔径为0.05-0.075mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过5-10mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度0-10℃，凝固液的酸含量小于15%，凝固槽用V型漏斗或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在120-140℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上。卷绕速度100-1000 m/min。
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的精密切割机切成长度为 1-100 mm的短纤。
本发明制得的芳纶Ⅱ短纤产品可用于芳纶Ⅰ与芳纶Ⅱ混纺的高温防护纺织品，浆粕产品，复合材料及橡胶补强、刹车板等摩擦产品及工业抄纸。
本发明的有益技术效果表现在：
1、产品性能的可控性强
现有技术一般只能利用国内外市场提供的多种精密切割机，如断头刀或激光切割机或Schleninger 切割机，将芳纶Ⅱ长纤切成短纤，即按短纤长度提供产品，却不能针对进一步开发的应用产品所需的关键物化性能指标提供，因而对短纤的性能控制较差，无法满足下游产品的性能要求。而本发明却能根据应用产品所需的物理性能要求，如对数粘度，针对性地提供符合应用产品要求的、具有4.0-7.5 dl/g对数粘度的芳纶Ⅱ短纤产品。
2、产品指标性能确定
由于对数粘度是一个有关应用产品的关键指标，因此本发明将芳纶Ⅱ短纤产品按高对数粘度（5.5-7.5 dl/g）和较低对数粘度（3.0-5.5 dl/g）两种产品进行生产很好地满足了应用产品的性能要求。高粘度（5.5-7.5dl/g）的短纤结晶度高；较低粘度（3.0-5.5dl/g）的短纤可供防护织物及复合材料等应用，只要含有充分的芳纶Ⅱ的这些特殊物性就可在高温燃烧的情况下维护应用产品的物理结构，从而减少了对人体或物料的损伤。
3、工业成本低，利于环保
利用回收芳纶Ⅱ废料，降低了工业化成本，减少了废料污染，保护了环境安全。
4、纺丝工艺的优点：
（1）针对聚合物的来源不同，对数粘度的差异，本发明纺丝工艺中的硫酸浓度、温度、纺浆浓度以及凝固浴的温度和酸含量的工艺参数设置，使得不同来源和对数粘度差异较大的聚合物能够顺利制成纺浆，保证最后纤维产品的质量，使得高对数粘度的产品能够保持耐高温、高压的特性，同时较低对数粘度的产品可以保持不溶性、抗燃性和高温下的超低收缩率的特点；
（2）喷丝板的纺孔数及其孔径的限定保证了纺浆制成的浆丝质量更加稳定；经过几毫米的空气层可以调节浆丝的温度，利于进入凝固浴后骤冷凝固成丝条；
（3）凝固浴的温度和酸含量的设置还可以使工艺流程短，成本降低。
具体实施方式
实施例1
以高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为5.5dL/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度5.5dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为96%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到78℃，制成浓度为19.0%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有20个纺孔，其孔径为0.05mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过5mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度0℃，凝固液的酸含量为10%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在120℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为100m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的断头刀以30m/min的速度切成长度为 1mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为5.5dl/g，长纱强度为15g/d，模量为400g/d。
实施例2
以高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为8.0dL/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度8.0dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为100%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到82℃，制成浓度为19.5%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有2000个纺孔，其孔径为0.075mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过10mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度10℃，凝固液的酸含量为14%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在140℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为1000m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的激光切割机以300m/min的速度切成长度为 100mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为7.5dl/g，长纱强度为22 g/d，模量为550g/d。
实施例3
以高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为7.0dL/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度7.0dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为98%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到80℃，制成浓度为19.2%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有1000个纺孔，其孔径为0.065mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过8mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度5℃，凝固液的酸含量为12%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在130℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为550m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的Schleninger切割机以165m/min的速度切成长度为50mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为6.5dl/g，长纱强度为18g/d，模量为475g/d。
实施例4
以粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制低粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为3.5dl/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度3.5dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为96%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到78℃，制成浓度为19.0%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有20个纺孔，其孔径为0.05mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过5mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度0℃，凝固液的酸含量为11%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在120℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为100m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的Schleninger切割机以30m/min的速度切成长度为1mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为3.0dl/g，长纱强度为10g/d，模量为 250g/d。
实施例5
以粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制低粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为5.5dl/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度5.5dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为100%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到82℃，制成浓度为19.5%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有2000个纺孔，其孔径为0.075mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过10mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度10℃，凝固液的酸含量为14%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在140℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为1000m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的激光切割机以300m/min的速度切成长度为100mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为5.5dl/g，长纱强度为15g/d，模量为400g/d。
实施例6
以粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物制备聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维：
A、配制聚合物
配制低粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为4.5dl/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度4.5dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为97%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到81℃，制成浓度为19.3%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有1500个纺孔，其孔径为0.055mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过7mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度7℃，凝固液的酸含量为12%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在125℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为650m/min；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的断头刀以100m/min的速度切成长度为45mm的短纤。
上述短纤的对数粘度为4.5dl/g，长纱强度为12g/d，模量为300g/d。
实施例7
下游产品应用：
本发明的聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤有多种下游产品应用。列表如下：
| 本发明短纤对数粘度dl/g | 共混物 | 本发明短纤含量，重量% | 下游产品 | 产品优点 |
| 3.0-5.5 | 棉纱 | 1-25 | 纺织物 | 强度高、模量高、耐磨性强 |
| 3.0-5.5 | 尼龙 | 1-30 | 纺织物 | 强度高、模量高、耐磨性强、抗燃、防水 |
| 3.0-5.5 | 涤纶 | 1-30 | 纺织物 | 强度高、模量高、耐磨性强、抗燃、防水 |
| 3.0-5.5 | 芳纶Ⅰ | 1-40 | 纺织物 | 抗燃、耐高温、耐化学品、水 |
| 5.5-7.5 | 橡胶 | 1-10 | 复合材料 | 强度高、模量高、耐磨性强、耐高温 |
| 5.5-7.5 | 塑胶料 | 1-25 | 复合材料 | 强度高、模量高、耐磨性强、耐高温、防弹、尺寸稳定性 |
| 3.0-7.5 | 浆泊、粘着剂 | 没有定规 | 不同厚度、密度、强度、模量、抗电性的工业纸 | 高强度、高模量、耐高温、高耐电性、尺寸稳定 |
Claims (4)
1.一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维，其特征在于：采用聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ原纺长纤和利用物性不合规格的及废料回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，这两种芳纶Ⅱ的任意比例混合长纤以市售的精密切割机将长纤以30-300m/min的速度进行的切割，切割成长度为1-100 mm的芳纶Ⅱ短纤，该短纤的对数粘度为3.0-7.5dl/g，强度为10-22克/旦，模量为250-550克/旦；
所述的聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ原纺长纤是由高对数粘度聚对苯二甲酰对苯二胺制成的，其对数粘度为5.5-7.5dl/g，长纱强度为15-22 g/d，模量为 400-550 g/d；
所述的利用物性不合规格的及废料回收重纺的芳纶Ⅱ长纤是由低粘度聚对苯二甲酰对苯二胺制成的，其对数粘度为3.0-5.5dl/g，长纱强度为10-15 g/d，模量为 250-400 g/d。
2.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维，其特征在于所述精密切割机选自市售的断头刀或激光切割机或Schleninger切割机。
3.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维的制备方法，其特征在于按如下工艺步骤进行：
A、配制聚合物
配制高粘度聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为5.5-8.0dL/g，或由低粘度的物性不合规格的及废料回收的聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）聚合物，其对数粘度为3.5-5.5dl/g；
B、纺丝
采用干喷湿纺方法，经制浆、喷丝、凝固、萃取、洗涤、中和、干燥、上油、卷绕工序将步骤A的聚合物制成长纤；
C、切割长纤
将步骤B制得的芳纶Ⅱ原纺长纤或回收重纺的芳纶Ⅱ长纤，或二者的芳纶Ⅱ混合长纤，用市售的精密切割机切成长度为 1-100 mm的短纤。
4.根据权利要求3所述的一种聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶Ⅱ短纤维的制备方法，其特征在于：所述的纺丝具体步骤如下：
将上述步骤A制得的对数粘度3.5-8.0dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物，加入浓度为96-100%的硫酸内，经强烈搅拌及升温到78-82℃，制成浓度为19.0-19.5%的纺浆，浆液经过滤后由齿轮泵计量后从喷丝板喷出；喷丝板有20-2000个纺孔，其孔径为0.05-0.075mm，纺浆喷出纺孔后即成浆丝，经过5-10mm空气层，进入凝固浴液面，然后经过凝固槽中心的凝固管，从管下面流出，凝固浴温度0-10℃，凝固液的酸含量小于15%，凝固槽用漏斗型或管型凝固管；此时浆丝中所含的硫酸已被部分萃取，成为含硫酸的湿纱；湿纱持续下流，在短距离内转向，脱除大部分酸液；所得的湿纱在多级转筒辊上进行顺序为水洗/碱洗/水洗/碱洗/水洗的洗涤、中和工艺，然后用鼓式干燥器在120-140℃干燥，干纱上油后用卷绕机收卷在纸筒上，卷绕速度为100-1000m/min。
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