CN102618963A - 一种改性聚丙烯纤维的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种改性聚丙烯纤维的制造方法，该制造方法从甲基丙烯酸酯系聚合物的合成出发，于一台双螺杆挤出机设备中同步实施原位反应增容和纺丝成形，将接枝和成形过程融为一体，使物料在熔融挤出过程中发生预期的接枝反应，其工艺过程如下：（1）甲基丙烯酸酯系聚合物合成工艺；（2）原位反应增容-熔融纺丝工艺；（3）改性纤维后处理工艺：将改性聚丙烯纤维于70～130℃热箱中拉伸2～8倍，并于70～130℃热箱中松弛热定型0.5～20min后，即得到改性聚丙烯纤维。
Description
技术领域
本发明涉及纤维制备技术，具体为一种具有吸附有机液体功能的改性聚丙烯纤维的制造方法。该制造方法同时利用了原位反应增容和熔融纺丝方法。
背景技术
现代社会中，人类对石油的依赖度愈来愈高，但伴随着石油的开采、炼制、贮运和使用，各种含石油制品等油性有机液体的废水、废液已经严重影响了生态环境，特别是因石油化工企业有机化合物泄溢等对环境产生的危害已引起人们高度重视，2010年美国墨西哥湾和中国大连发生的严重漏油事件，给相关水域带来了灾难性的破坏，也给漏油的处理技术和材料提出了严峻的挑战，传统的吸油材料已不能满足废油回收和环境治理的要求，研究和开发新型高性能吸油材料势在必行。
聚丙烯纤维（商品名丙纶），由于其具有密度小、熔点低、强力高、耐酸碱等特点，而且与涤纶、腈纶相比，具有原料生产和纺丝过程简单、工艺路线短、原料和综合能耗低、成本低廉、无污染和应用广泛等优点，已成为世界公认的四大合成纤维之一，特别是高分子合成技术以及熔喷技术飞速发展后，聚丙烯熔喷非织造布已被大量用于吸附处理泄漏有机液体，聚丙烯熔喷非织造布具有良好的吸附有机液体性能，可吸收自重十余倍的泄漏有机液体，但由于其主要依靠纤维间的空隙来吸附有机液体，属于物理吸附过程，因此存在握持有机液体能力差，在外力作用下易再次漏油等缺点，故其应用受到了限制。此外，近年来，世界化纤纺织市场上主要发展具有特殊功能和高附加值的高新技术纤维，如化纤产品向功能化方向发展，这样在国际原油价格提升、新产品开发不够，高新技术支持不足等因素共同作用下，近几年聚丙烯国内市场出现萎缩，因此，开发功能化聚丙烯纤维具有重要意义。
甲基丙烯酸酯系聚合物对极性和非极性油性有机液体具有特殊的吸附作用，在分析化学和环境保护领域已被用于吸附分离处于水相中的油性有机液体，目前采用自由基或官能团交联等制备粒状聚甲基丙烯酸酯系本征高吸油树脂的研究已取得较大进展，其通过大分子链上亲油基与有机液体的溶剂化作用而吸收有机液体，吸收的有机液体被握持在三维网状交联结构中，因此，其具有吸附倍率高、有机液体水选择性好、握持有机液体分子能力强等特点，在环保、农业、工业等领域得到广泛应用，但是目前对聚甲基丙烯酸酯系吸油材料的研究多集中于粒状树脂方面，形状的局限性已经限制了其在某些领域的应用。与粒状树脂相比，改性聚丙烯纤维具有自身的优势：①可吸附油性有机液体如甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯等；②纤细、柔软、比表面积大、吸附速率快、回收处理方便、可根据需要通过纺织或非织造加工制成各种形态的制品等；②调整制备工艺，可纺制具有不同超分子结构（如纤维轴向大分子取向度、纤维大分子侧基的序态分布）和形态结构（如赋予纤维特殊的微孔结构）的纤维，在保障纤维具有较好力学性能基础上，可有效增大纤维的吸附面积，因此，改性聚丙烯纤维的应用领域可被大大拓宽，可在有机液体污染治理等领域发挥更为积极的作用。
尽管如此，为拓展聚甲基丙烯酸酯吸油材料的应用领域，部分研究人员也曾尝试将粒状聚甲基丙烯酸酯直接纺制成纤维材料，但由于合成粒状聚甲基丙烯酸酯时需要在聚合过程中加入化学交联剂如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯等，最终得到的是不溶不熔性树脂，该类树脂不能通过溶液或熔融纺丝成形工艺制备纤维，故除申请人公开的关于含三维网状交联结构对有机液体具有吸附功能的甲基丙烯酸酯系聚合物纤维的研发文献（Hui Xia Jin, Bin Dong, Bo Wu, Mei Hua Zhou, Oil Absorptive Polymers: Where Is the Future? Polymer-Plastics Technology and Engineering, 2012, 51(2): 154–159）以外，尚未见其他相关文献报道。最初，申请人采用半互穿聚合物网络技术及干湿法纺丝技术制备聚甲基丙烯酸酯有机液体吸附纤维，其对氯仿、甲苯、煤油等有机液体的最大吸附量分别可达34g/g、18g/g、8g/g左右（参见Feng Y, Xiao C F, Research on Butyl methacrylate-Lauryl methacrylate Copolymeric Fibers for Oil Absorbency, Journal of Applied Polymer Science, 2006, 101(3): 1248-1251，肖长发等，吸油纤维及其制造方法，ZL200410019338.8），但该工艺技术路线存在纺丝过程繁琐、所得纤维强度低、易并丝、残留有机溶剂易污染环境等缺点，使其实际应用受到限制。其后，申请人采用悬浮聚合法合成了含物理交联结构的甲基丙烯酸酯系共聚物（参见徐乃库等，甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸β羟乙酯共聚吸附功能纤维的制备及表征，高等学校化学学报，2008，29(8): 1677-1683；徐乃库等，双螺杆冻胶纺丝法制备有机液体吸附功能纤维及其性能研究，高分子学报，2009，4：317-324；Naiku Xu, Changfa Xiao, Swelling and crystallization behaviors of absorptive functional fiber based on butyl methacrylate/hydroxyethyl methacrylate copolymer, Journal of Materials Science, 2010, 45(1): 98-105；肖长发等，一种吸油纤维的制造方法，ZL200710059780.7），以物理交联结构取代化学交联结构优势在于：①这种物理交联结构同样可以赋予共聚物吸附、握持有机液体的能力；②这种物理交联结构的可逆性又可使共聚物的纺丝可纺性得以改善，可采用冻胶纺丝技术制备相应的纤维。但进一步研究发现，当这种物理交联结构相对不完善时，共聚物的纺丝可纺性较佳，但所得纤维吸收有机液体时会溶于有机液体；而交联结构相对较完善时，共聚物的纺丝可纺性极度变差，所得纤维丧失了韧性，不具备纺织加工性，实用性不佳，发展受到限制，在这种情况下，申请人将研究目标转移至改性聚丙烯纤维。
由上述内容可知，交联型甲基丙烯酸酯系聚合物具有优异的吸附有机液体的能力，且研究过程中发现线形甲基丙烯酸酯系聚合物与聚丙烯具有较相近的熔融加工温度，而聚丙烯又具有优异的纺丝可纺性，故将二者共混纺丝，可望实现聚丙烯的功能化，同时可将纤维的优点迁移运用到甲基丙烯酸酯系聚合物吸油材料制备上。这种一举两得的材料改性方法，似乎很具有诱惑力，但在研究过程中发现，直接将聚丙烯与线形甲基丙烯酸酯系聚合物共混纺丝，由于热力学上的不相容，致使成品纤维中的两种聚合物会发生分相现象，其中一种聚合物为连续相，另一种聚合物则以球状或棒状形态分散于连续相中，形成分散相，这种结构使共混纤维的力学性能极度变差。此外，当聚丙烯含量较高时，即其为连续相时，由于线形甲基丙烯酸酯系聚合物被聚丙烯包裹于纤维内部，共混纤维几乎丧失了吸附功能，而当线形甲基丙烯酸酯系聚合物含量较高时，即其为连续相时，由于聚丙烯以分散状态存在，难以起到支撑纤维主体结构的功能，而甲基丙烯酸酯系聚合物又呈线形结构，故在与有机液体接触过程中，纤维主体结构易遭到有机液体的破坏，而溶于有机液体，这种纤维仍不具备吸附有机液体的功能。
原位反应增容是近年来随着反应增容和原位聚合技术的发展而发展起来的新型增容技术，其特点是增容剂的生成和共混同时进行，在熔融共混过程中生成共聚物，一般是在界面处发生反应生成接枝或嵌段共聚物，“就地”增容。双螺杆挤出机的逐步完善促进了反应挤出成型技术的发展，而反应挤出成型则可为原位反应增容的实现提供保障。因此，在双螺杆挤出机中，选择适宜的低分子组分，利用反应挤出成型技术，可原位反应增容制得功能化聚丙烯纤维。即在聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物共混物熔融挤出过程中，使低分子组分与聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物发生反应，生成可起增容作用的接枝共聚物，提高聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物之间的相容程度，改善共混纤维的力学性能，同时生成可于大分子之间形成氢键作用的接枝共聚物，以构建三维网状物理交联结构，满足纤维吸附有机液体而不溶于有机液体的要求，反应结束后，再将共混物熔体纺制成纤维。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种改性聚丙烯纤维的制造方法。该制造方法从甲基丙烯酸酯系聚合物的合成出发，于一台双螺杆挤出机设备中同步实施原位反应增容和纺丝成形，工艺简单，节约能源，没有污染，易于工业规模实施，所制得的改性聚丙烯纤维具有优异的吸收有机液体功能，且是吸附而不溶于有机液体的特性，可制成多种形态的纤维制品，可满足工业实用性要求。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种改性聚丙烯纤维的制造方法，其工艺过程如下：
（1）甲基丙烯酸酯系聚合物合成工艺：先将甲基丙烯酸酯单体及与甲基丙烯酸酯单体体积比为1：1～5：1的去离子水分别置于不同的大型容器中，然后将占去离子水总质量0.1～1wt%的分散剂和占单体总质量0.1～1wt%的引发剂分别置于1000ml烧杯中，再从盛有去离子水的大型容器中量取适量去离子水加入到含有分散剂的1000ml烧杯中，加热搅拌使分散剂充分溶解后，将分散剂水溶液及所述大型容器中剩余的去离子水加入到10L聚合釜中，搅拌5～20min，使体系分散均匀；再将所述引发剂倒入所述装有甲基丙烯酸酯单体的大型容器中，用玻璃棒搅拌，使引发剂充分溶解，随后将该溶液加入到所述10L聚合釜中，开启搅拌、恒温循环水浴锅及电加热系统，通入氮气，将聚合釜升温至70～90℃，反应3～5h后，提高反应温度至90～100℃，继续反应1～3h；终止反应后，取出产物、过滤，用70～100℃热水洗涤，除去未反应单体及分散剂，接着用去离子水洗涤三次，于真空干燥机中50～100℃条件下干燥24～72h后，通过高速粉碎机将其充分粉碎，得乳白色颗粒状聚合物；
所述甲基丙烯酸酯单体为100%的第一单体甲基丙烯酸正丁酯、或是占甲基丙烯酸酯单体总质量80～99wt%的第一单体和占甲基丙烯酸酯单体总质量20～1wt%的第二单体、或者是占甲基丙烯酸酯单体总质量80～99wt%的第一单体和占甲基丙烯酸酯单体总质量20～1wt%的第二单体及第三单体，第二单体及第三单体的质量比为1∶1；所述第二单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种；所述第三单体为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯或甲基丙烯酸十八酯中的至少一种；
所述分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、聚乙二醇、可溶性淀粉或者明胶；所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基；
（2）原位反应增容-熔融纺丝工艺：称取质量比例任选的聚丙烯切粒和甲基丙烯酸酯系聚合物，充分干燥后，复合造粒，粉碎后，置于大型密闭容器中，量取低分子组分，使其质量占聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物以及低分子组分总质量的5～60wt%，并置于另一个大型容器中，称取占低分子组分总质量0.1～1wt%的引发剂，并将其加入到低分子组分中，搅拌至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物的共混物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的低分子组分进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机内在共混聚合物熔融挤出过程中使引发剂、低分子组分以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，使聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物之间实现原位增容，同时在聚合物大分子链之间构建氢键作用，最终在熔体通过喷丝头组件，经喷丝头拉伸固化成形后，将三维网状物理交联结构赋予聚丙烯\甲基丙烯酸酯系聚合物共混纤维大分子，制得相容性较好具有交联结构可吸附有机液体的改性聚丙烯纤维；
所述的低分子组分为100%的甲基丙烯酸β羟乙酯、或是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯、或者是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯及其他甲基丙烯酸酯类单体，甲基丙烯酸正丁酯与其他甲基丙烯酸酯类单体的比例可任意选择；所述其他甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种；所述的引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的至少一种；所述的原位反应增容-熔融纺丝温度为70～240℃，反应时间为1～5min；所述的喷丝头拉伸倍数为5～60倍；
（3）改性纤维后处理工艺：将改性聚丙烯纤维于70～130℃热箱中拉伸2～8倍，并于70～130℃热箱中松弛热定型0.5～20min后，即得到改性聚丙烯纤维。
与现有技术相比，首先，与常规聚丙烯纤维相比，本发明所制得的改性聚丙烯纤维，由于含有亲油性组分，其本身就具有吸附有机液体的功能，而常规聚丙烯纤维不具有这一功能，常规聚丙烯纤维被加工成非织造布后，可依靠纤维间堆砌的空隙来吸附有机液体，但这种吸附仅为物理吸附，对有机液体的握持能力极弱，而本发明制备的改性聚丙烯纤维，不仅对有机液体具有优良的物理吸附功能，而且还具有化学吸附功能，对有机液体的握持能力得到极大改善；研究试验表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别可达4.38g/g-11.37g/g、7.78g/g-16.98g/g、7.95g/g-17.36g/g，对三种油性有机液体的保油率均达到了90%以上。其次，本发明设计了原位反应增容-熔融纺丝结合的制备改性聚丙烯纤维的工艺技术路线，其将接枝和成形过程融为一体，使物料在熔融挤出过程中发生预期的接枝反应，生成可起增容作用的接枝共聚物，提高聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物之间的相容程度，改善共混纤维的力学性能，同时生成可于大分子之间形成氢键作用的接枝共聚物，以构建三维网状物理交联结构，从而可制得相容性较好、具有交联结构可吸附有机液体的改性聚丙烯纤维。本发明制造方法不仅为实现聚丙烯纤维的功能化提供了新平台，符合化纤纺织市场的发展规律，而且还摒弃了聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物直接共混纺丝工艺技术路线存在的缺点，同时还具有以下优势：反应过程中无溶剂存在，反应后不需进行分离操作，节约能源，减少了环境污染，在一台设备上同时实现原位增容反应和熔融挤出成形，大为简化了工艺流程，降低了生产成本，易于工业规模实施；最后，本发明所制得的改性聚丙烯纤维后续处理过程简单，物理力学性能得到了极大改善。在申请人检索的范围内，尚未见到采用本发明所述工艺制备相容性较好具有交联结构可吸附有机液体改性聚丙烯纤维的相关文献报道。
具体实施方式
下面结合实施例进一步叙述本发明：
本发明设计的改性聚丙烯纤维（简称纤维）制造方法（以下简称制造方法）同时利用了原位反应增容和熔融纺丝方法，其工艺过程或步骤如下：
（1）甲基丙烯酸酯系聚合物合成工艺：先将适量体积的甲基丙烯酸酯单体及与甲基丙烯酸酯单体体积比为1：1～5：1的去离子水分别置于不同的大型容器中，然后将占去离子水总质量0.1～1wt%的分散剂和占单体总质量0.1～1wt%的引发剂分别置于1000ml烧杯中，再从盛有去离子水的大型容器中量取适量去离子水加入到含有分散剂的1000ml烧杯中，加热搅拌使分散剂充分溶解后，将分散剂水溶液及所述大型容器中剩余的去离子水加入到10L聚合釜中，搅拌5～20min，使体系分散均匀；再将所述引发剂倒入所述装有甲基丙烯酸酯单体的大型容器中，用玻璃棒搅拌，使引发剂充分溶解，随后将该溶液加入到所述10L聚合釜中，开启搅拌、恒温循环水浴锅及电加热系统，通入氮气，将聚合釜升温至70～90℃，反应3～5h后，提高反应温度至90～100℃，继续反应1～3h；终止反应后，取出产物、过滤，用70～100℃热水洗涤，以除去未反应单体及分散剂，接着用去离子水洗涤三次，于真空干燥机中50～100℃条件下干燥24～72h后，通过高速粉碎机将其充分粉碎，得乳白色颗粒状聚合物；
（2）原位反应增容-熔融纺丝工艺：根据所用设备的产能及容器的大小，称取质量比例任意选择的聚丙烯切粒和甲基丙烯酸酯系聚合物，充分干燥后，于双螺杆挤出机中复合造粒，并将共混物切粒置于高速粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的粒料置于大型密闭容器中，量取低分子组分，使其质量占聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物以及低分子组分总质量的5～60wt%，并置于另一个大型容器中，称取占低分子组分总质量0.1～1wt%的引发剂，并将其加入到低分子组分中，用玻璃棒搅拌直至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚丙烯\甲基丙烯酸酯系聚合物共混物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的低分子组分进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机中在共混聚合物熔融挤出过程中使引发剂、低分子组分以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，使聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物之间实现原位增容，同时在聚合物大分子链之间构建氢键作用，最终在熔体通过喷丝头组件，经喷丝头拉伸固化成形后，将三维网状物理交联结构赋予聚丙烯\甲基丙烯酸酯系聚合物共混纤维大分子，制得相容性较好具有交联结构可吸附有机液体的改性聚丙烯纤维；
（3）改性纤维后处理工艺：将改性聚丙烯纤维于70～130℃热箱中拉伸2～8倍，并于70～130℃热箱中松弛热定型0.5～20min后，即得到所述有机液体吸附功能改性聚丙烯纤维。
本发明所述的单体为100%的第一单体甲基丙烯酸正丁酯、或80～99wt%的第一单体和20～1wt%的第二单体，第一单体与第二单体之和为100wt%，或者80～99wt%的第一单体和20～1wt%的第二单体及第三单体，第二单体及第三单体的质量比为1：1，第一单体与第二单体和第三单体之和为100wt%。
本发明制造方法所述的单体优选甲基丙烯酸正丁酯为单体或第一单体。由于目前处理的大多数有害有机液体如甲苯、三氯乙烯或/和三氯甲烷等，其分子所含碳原子数均不超过7，而优选的第一单体甲基丙烯酸正丁酯聚合后生成的聚合物，其大分子侧链含7个碳原子，根据聚合物对与其侧链碳原子数相近的有机液体具有较强吸附能力的原理，选择甲基丙烯酸正丁酯为单体来制备改性聚丙烯纤维，可使所得纤维对上述有害有机液体具有优异的选择吸附功能；又由于优选的第一单体甲基丙烯酸正丁酯聚合后生成的聚合物具有优良的热塑性，可满足熔融挤出纺丝成形要求，且与聚丙烯具有非常相近的熔融加工温度；因此，本发明实施例优选的聚合单体是甲基丙烯酸正丁酯。
本发明制造方法所述的单体还可在第一单体基础上，加入第二单体。即所述的单体以甲基丙烯酸正丁酯为第一单体，以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种为第二单体；所述第一单体占甲基丙烯酸酯单体总质量的80～99wt%，第二单体占甲基丙烯酸酯单体总质量的1～20wt%，第一单体与第二单体之和为100wt%。
本发明制造方法所述的甲基丙烯酸酯单体在所述第一单体的基础上，还可同时加入第二单体和第三单体。所述第三单体为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯或甲基丙烯酸十八酯中的至少一种；第三单体的加入量与所述第二单体的加入量相同，两者的质量比为1：1，且两者加入量之和占甲基丙烯酸酯单体总质量的1～20wt%，第一单体、第二单体与第三单体之和为100wt%。
本发明制造方法所用聚合单体为甲基丙烯酸酯类物质。此类单体聚合后所生成的聚合物分子链上具有亲油性基团（酯基），对有机液体具有亲和力，可将大量有机液体吸附到分子内部。但由于甲基丙烯酸酯系聚合物仅对分子里所含碳原子数与其侧链碳原子数相近的有机液体具有强吸附能力，当第一单体固定不变时，由其引入聚合物大分子侧链的碳原子数也是固定不变的，因而需要根据被处理有机液体分子所含碳原子数，将适宜的第二单体、或者第二单体和第三单体引入聚合体系，使大分子侧链具有不同的碳原子数，从而改善聚合物对被处理有机液体的选择吸附性能。本发明所述的第二单体或第二单体和第三单体的合理选择依据是：①第二单体或第三单体易于与第一单体聚合；②第二单体或第三单体其本身也具有亲油基团，且具有与第一单体不同的侧链碳原子数；③所得共聚物能够满足熔融纺丝成形的要求。
本发明所述的低分子组分为100%的甲基丙烯酸β羟乙酯、或是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯、或者是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯及其他甲基丙烯酸酯类单体，甲基丙烯酸正丁酯与其他甲基丙烯酸酯类单体的比例可任意选择，所述其他甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种。一般地，低分子组分为甲基丙烯酸β羟乙酯，而甲基丙烯酸正丁酯及其他甲基丙烯酸酯类单体可作为辅助低分子组分使用。所述低分子组分的种类和用量是影响聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物相容性、共混聚合物纺丝可纺性以及改性聚丙烯纤维吸附性能的主要因素，因而低分子组分的选择非常重要，甲基丙烯酸β羟乙酯与所合成的甲基丙烯酸酯系聚合物结构单元具有类似的结构，接枝到聚丙烯大分子上可使聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物的相容性得到改善，此外，甲基丙烯酸β羟乙酯还具有极性基团羟基，接枝到聚丙烯或甲基丙烯酸酯系聚合物大分子上则可在大分子之间形成氢键作用，可依靠氢键作用形成的超分子结构将三维网状物理交联结构赋予成形后的改性聚丙烯纤维，进而满足改性聚丙烯纤维吸附有机液体而不溶于有机液体的要求，但当甲基丙烯酸β羟乙酯占甲基丙烯酸酯系聚合物、聚丙烯以及低分子组分总质量百分数较高时，这种三维网状物理交联结构会增大熔体粘度，使纺丝过程遇到困难。而甲基丙烯酸β羟乙酯和甲基丙烯酸正丁酯及其他甲基丙烯酸酯类单体组成的混合体系，在原位反应增容-熔融纺丝过程中，三者接枝到聚丙烯大分子上均可使聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物的相容性得到改善，但由于甲基丙烯酸β羟乙酯占甲基丙烯酸酯系聚合物、聚丙烯以及低分子组分总质量百分数减小，故形成的氢键作用点密度有所下降，即构建的三维网状物理交联结构有所减弱，这样使熔体的粘度保持适中，有利于纺丝成形，同时还可极好地满足改性聚丙烯纤维吸附有机液体而不溶于有机液体的要求。尽管如此，如果混合体系中相关物质的浓度稍微控制不好，就会使聚合物熔体粘度增大，影响纺丝过程的进行，因此，本发明制造方法优选甲基丙烯酸β羟乙酯作为低分子组分，在改善聚丙烯/甲基丙烯酸酯系聚合物相容性的同时，赋予改性聚丙烯纤维三维网状物理交联结构，使改性聚丙烯纤维具备吸附有机液体而不溶于有机液体的特性。
本发明所述的引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基等有机过氧化物中的至少一种。一般地所述引发剂为过氧化苯甲酰，而异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基等有机过氧化物中的至少一种可作为辅助引发剂使用。所述引发剂的种类和用量是影响甲基丙烯酸酯系单体聚合速率、甲基丙烯酸酯系聚合物聚合度、接枝反应速率以及物理交联结构完善程度的主要因素，因而引发剂的选择极其重要。选择引发剂时，应根据反应温度和反应时间（或原位反应增容时物料在双螺杆中的停留时间）来选择活性适宜的引发剂。本发明中单体的聚合温度在70～100℃之间，反应时间在4～8h之间，而原位反应增容-熔融纺丝过程中，接枝反应发生的温度范围为70～240℃，物料停留或反应时间为1～5min，过氧化苯甲酰在上述反应温度和反应时间范围内均具有较好的活性，因此本发明优选过氧化苯甲酰作为引发剂，来引发甲基丙烯酸酯系单体的聚合反应以及低分子组分的接枝反应，如果在反应过程中，为了某种目的，需要调节甲基丙烯酸酯系单体聚合速率、甲基丙烯酸酯系聚合物聚合度、接枝反应速率以及物理交联结构完善程度，在以过氧化苯甲酰为主引发剂的基础上，可适当选择异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基等有机过氧化物中的至少一种作为辅助引发剂使用。
本发明所述的分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、聚乙二醇、可溶性淀粉或者明胶中的一种。一般情况下，所述的分散剂为聚乙烯醇，而甲基纤维素、聚乙二醇、可溶性淀粉或者明胶中的一种可作为辅助分散剂使用。通常可根据分散能力和保胶能力来选择分散剂。在悬浮聚合体系中，分散剂是影响成粒机理和颗粒特性的主要因素，其作用一是降低液滴表面张力，促使单体分散成液滴，二是防止聚合中后期形成的粒子发生粘并。研究表明，聚乙二醇和可溶性淀粉的分散能力及保胶能力均相对较差，不宜优先选用；虽然甲基纤维素的分散能力及保胶能力均很强，但在水中的溶解性能相对较差，也不宜优先用；聚乙烯醇和明胶的综合性能较好，但由于聚乙烯醇价廉易得，所以本发明优选聚乙烯醇为单体悬浮聚合的分散剂，有利于工业化实施。如果在单体悬浮聚合过程中，需要调节聚合物的粒径，可在以聚乙烯醇为主分散剂的基础上，适当选择甲基纤维素、聚乙二醇、可溶性淀粉或者明胶中的一种作为辅助分散剂使用。
本发明制造方法所述的原位反应增容-熔融纺丝方法制备改性聚丙烯纤维，设计原理是：首先以第一单体为主单体、第二单体以及第三单体为辅单体，合成侧链碳原子数与被处理有机液体分子所含碳原子数相近，且满足熔融纺丝成形要求的线形热塑性甲基丙烯酸酯系聚合物，在双螺杆挤出机中将聚丙烯、合成的甲基丙烯酸酯系聚合物进行复合造粒，将上述共混聚合物粒料充分粉碎后，通过渗透吸附方式使溶有引发剂的低分子组分进入到上述共混聚合物大分子链之间，在双螺杆反应挤出纺丝工艺中使引发剂、低分子组分以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，原位生成聚丙烯-聚甲基丙烯酸酯接枝共聚物，以解决聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的增容问题，同时依靠接枝共聚物之间形成的氢键作用在共混聚合物大分子链之间构建三维网状物理交联结构，最终将共混聚合物熔体经喷丝孔挤出，冷却固化后，经拉伸、热定型以及卷绕等后处理工序制得所述的改性聚丙烯纤维。
本发明制造方法的进一步特征是，对共混聚合物熔体细流进行喷丝头拉伸，一方面是使纤维变细，另一面是使纤维大分子规整排列，以形成适宜于后拉伸处理的晶体结构，本发明可采用的喷丝头拉伸倍数为5～60倍，比较理想的喷丝头拉伸倍数为5～15倍。此外，对纤维进行适当的后拉伸，使纤维提高结晶度的同时，获得一定程度的取向，以改善纤维的力学性能，使纤维满足纺织或非织造加工的需要，后拉伸的倍数和拉伸温度均应适当，拉伸倍数或温度过低，大分子链段运动困难，导致纤维结晶度提高以及取向效果不明显；拉伸倍数或温度过高，则会使纤维产生细颈，甚至断裂，适得其反，本发明可采用的后拉伸倍数为2～8倍，而比较理想的后拉伸倍数为3～6倍，后拉伸温度以70～130℃为宜。
本发明制造方法的进一步特征还在于，对拉伸后的纤维进行适当的松弛热定型处理。热定型可以消除纤维中积存的应力、应变，使其在状态、尺寸或结构上获得某种需要的形式，并达到一定的稳定性，对于本发明所得改性聚丙烯纤维，热定型处理不仅可使纤维尺寸稳定性提高，而且可使纤维的结晶度提高，沸水收缩率下降，但热定型温度和时间应适当可行，温度过低，或时间太短，纤维中积存的应力、应变来不及松弛，在随后使用过程中纤维的尺寸稳定性降低，结晶度提高不明显，沸水收缩率下降程度不够，而温度过高，或时间太长，又会引起热降解反应的进行，影响改性聚丙烯纤维的大分子结构、聚集态结构以及形态结构，进而降低纤维的力学性能，综合考虑聚丙烯的玻璃化转变温度、熔融温度、热分解温度以及甲基丙烯酸酯系聚合物的玻璃化转变温度、流动温度以及热分解温度，本发明采用热箱松弛热定型处理，热定型温度为70～130℃，热定型时间为0.5～20min；较好的松弛热定型在90～130℃热箱中进行，松弛热定型时间为1～10min。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出具体实施例，以进一步详细描述本发明，但本申请权利要求保护范围不受具体实施例的限制：
实施例1
甲基丙烯酸酯系聚合物合成：将1600ml甲基丙烯酸正丁酯单体及与甲基丙烯酸正丁酯单体体积比为3：1的去离子水分别置于不同的大型容器中，然后分别称取占去离子水总质量0.5wt%的分散剂聚乙烯醇和占单体总质量0.5wt%的引发剂过氧化苯甲酰，并将称好的分散剂和引发剂分别置于1000ml烧杯中，从盛有去离子水的大型容器中量取适量去离子水，并将其加入到上述含有分散剂的1000ml烧杯中，加热搅拌使分散剂充分溶解后，将分散剂水溶液及大型容器中剩余去离子水加入到10L聚合釜中，搅拌5min，使体系分散均匀，再将引发剂倒入已量取的1600ml聚合单体中，用玻璃棒搅拌，使引发剂充分溶解，随后将该溶液加入到10L聚合釜中，开启搅拌、恒温循环水浴锅及电加热系统，通入氮气，将聚合釜升温至85℃，反应5h后，提高反应温度至95℃，继续反应1h，终止反应后，取出产物、过滤，用95℃热水洗涤，以除去未反应单体及分散剂，接着用去离子水洗涤三次，于真空干燥机中75℃条件下干燥72h后，通过高速粉碎机将其充分粉碎，得乳白色颗粒状聚合物；
原位反应增容-熔融纺丝：称取1000g上述聚合物，并称取1000g聚丙烯粒料，于双螺杆挤出机中复合造粒，其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区160℃、二区165℃、三区170℃、四区180℃、五区180℃、六区180℃，熔体泵温度为180℃，熔体温度为180℃，主机频率为6.0Hz、喂料频率5.5Hz、熔体泵频率13.1Hz，造粒后在高速粉碎机中将共混聚合物充分粉碎，将其置于大型密闭容器中，量取适量的甲基丙烯酸β羟乙酯（占共混聚合物与甲基丙烯酸β羟乙酯总质量的35wt%），并将其置于另一个大型容器中，称取占甲基丙烯酸β羟乙酯总质量0.5wt%的引发剂过氧化苯甲酰，并将其加入到上述甲基丙烯酸β羟乙酯中，用玻璃棒搅拌直至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚合物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的甲基丙烯酸β羟乙酯进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机中在熔融挤出过程中使引发剂、甲基丙烯酸β羟乙酯以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，原位生成聚丙烯-聚甲基丙烯酸酯接枝共聚物，以解决聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的增容问题，同时依靠接枝共聚物之间形成的氢键作用在共混聚合物大分子链之间构建三维网状物理交联结构，最终将共混聚合物熔体经喷丝孔挤出，冷却固化后，经拉伸、热定型以及卷绕等后处理工序制得所述的改性聚丙烯纤维。其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区140℃、二区150℃、三区150℃、四区160℃、五区160℃、六区160℃，熔体泵温度为160℃，熔体温度为160℃，喷丝组件温度为160℃，主机频率为7.9Hz、喂料频率3.5Hz、熔体泵频率16.1Hz。喷丝头拉伸倍数为6倍；
改性纤维后处理：将改性聚丙烯纤维于100℃热箱中拉伸3倍，100℃热箱中松弛热定型3.5min，制得最终产品。
由于聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的相容性得到了改善，故纤维断裂强度达到了3.6cN/dtex，表明与直接共混纺丝相比，原位反应增容-熔融纺丝工艺有益于改善改性聚丙烯纤维的力学性能。将上述所得改性聚丙烯纤维于室温条件下充分干燥后，分别浸于甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯中，由于存在完善物理交联结构，纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的握持能力增强，故纤维具备了吸附甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯等有机液体的功能，测试结果表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别为8.68g/g、14.89g/g和15.28g/g。
实施例2
甲基丙烯酸酯系聚合物合成：同于实施例1。
原位反应增容-熔融纺丝：称取600g上述聚合物，并称取1400g聚丙烯粒料，于双螺杆挤出机中复合造粒，其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区160℃、二区165℃、三区170℃、四区180℃、五区180℃、六区180℃，熔体泵温度为180℃，熔体温度为180℃，主机频率为6.0Hz、喂料频率5.5Hz、熔体泵频率13.1Hz，造粒后在高速粉碎机中将共混聚合物充分粉碎，将其置于大型密闭容器中，量取适量的甲基丙烯酸β羟乙酯（占共混聚合物与甲基丙烯酸β羟乙酯总质量的25wt%），并将其置于另一个大型容器中，称取占甲基丙烯酸β羟乙酯总质量0.5wt%的引发剂过氧化苯甲酰，并将其加入到上述甲基丙烯酸β羟乙酯中，用玻璃棒搅拌直至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚合物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的甲基丙烯酸β羟乙酯进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机中在熔融挤出过程中使引发剂、甲基丙烯酸β羟乙酯以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，原位生成聚丙烯-聚甲基丙烯酸酯接枝共聚物，以解决聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的增容问题，同时依靠接枝共聚物之间形成的氢键作用在共混聚合物大分子链之间构建三维网状物理交联结构，最终将共混聚合物熔体经喷丝孔挤出，冷却固化后，经拉伸、热定型以及卷绕等后处理工序制得所述的改性聚丙烯纤维。其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区150℃、二区160℃、三区160℃、四区170℃、五区170℃、六区170℃，熔体泵温度为170℃，熔体温度为170℃，喷丝组件温度为170℃，主机频率为8.9Hz、喂料频率5.5Hz、熔体泵频率19.1Hz。喷丝头拉伸倍数为7倍；
改性纤维后处理：将改性聚丙烯纤维于120℃热箱中拉伸4倍，120℃热箱中松弛热定型2.5min，制得最终产品。
纤维断裂强度为4.2cN/dtex。将上述所得改性聚丙烯纤维于室温条件下充分干燥后，分别浸于甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯中，由于低分子组分含量降低，形成的物理交联结构与实施例1相比有所变差，纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的握持能力稍有下降，但纤维仍具备吸附甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯等有机液体的功能，又由于甲基丙烯酸酯系聚合物含量降低，纤维对有机液体的吸附量会有所降低，测试结果表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别为4.38g/g、7.78g/g和7.95g/g。
实施例3
甲基丙烯酸酯系聚合物合成：同于实施例1。
原位反应增容-熔融纺丝：称取1400g上述聚合物，并称取600g聚丙烯粒料，于双螺杆挤出机中复合造粒，其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区160℃、二区165℃、三区170℃、四区180℃、五区180℃、六区180℃，熔体泵温度为180℃，熔体温度为180℃，主机频率为6.0Hz、喂料频率5.5Hz、熔体泵频率13.1Hz，造粒后在高速粉碎机中将共混聚合物充分粉碎，将其置于大型密闭容器中，量取适量的甲基丙烯酸β羟乙酯（占共混聚合物与甲基丙烯酸β羟乙酯总质量的40wt%），并将其置于另一个大型容器中，称取占甲基丙烯酸β羟乙酯总质量0.5wt%的引发剂过氧化苯甲酰，并将其加入到上述甲基丙烯酸β羟乙酯中，用玻璃棒搅拌直至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚合物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的甲基丙烯酸β羟乙酯进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机中在熔融挤出过程中使引发剂、甲基丙烯酸β羟乙酯以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，原位生成聚丙烯-聚甲基丙烯酸酯接枝共聚物，以解决聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的增容问题，同时依靠接枝共聚物之间形成的氢键作用在共混聚合物大分子链之间构建三维网状物理交联结构，最终将共混聚合物熔体经喷丝孔挤出，冷却固化后，经拉伸、热定型以及卷绕等后处理工序制得所述的改性聚丙烯纤维。其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区140℃、二区150℃、三区150℃、四区160℃、五区160℃、六区160℃，熔体泵温度为160℃，熔体温度为160℃，喷丝组件温度为160℃，主机频率为10.9Hz、喂料频率7.5Hz、熔体泵频率23.5Hz。喷丝头拉伸倍数为5倍；
改性纤维后处理：将改性聚丙烯纤维于110℃热箱中拉伸5倍，110℃热箱中松弛热定型4.5min，制得最终产品。
纤维断裂强度为3.1cN/dtex。将上述所得改性聚丙烯纤维于室温条件下充分干燥后，分别浸于甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯中，由于低分子组分含量增加，形成的物理交联结构与实施例1相比有所改善，纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的握持能力不但得到增强，而且由于甲基丙烯酸酯系聚合物含量增加，纤维具备大量吸附甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯等有机液体的能力，测试结果表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别为11.37g/g、16.98g/g和17.36g/g。
对比实施例1
甲基丙烯酸酯系聚合物合成：同于实施例1。
熔融纺丝：称取0g上述聚合物，并称取2000g聚丙烯粒料，充分干燥后，采用熔融纺丝方法，经15倍喷丝头拉伸后，将聚丙烯粒料纺制成纤维。其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区160℃、二区165℃、三区170℃、四区180℃、五区180℃、六区180℃，熔体泵温度为180℃，熔体温度为180℃，喷丝组件温度为180℃，主机频率为7.9Hz、喂料频率3.5Hz、熔体泵频率16.1Hz；
纤维后处理：将所得聚丙烯纤维于130℃热箱中拉伸6倍，并于130℃热箱中松弛热定型6min，制得成品纤维。
纤维断裂强度为5.1cN/dtex。将上述所得成品纤维于室温条件下充分干燥后，分别浸于甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯中，由于聚丙烯对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的亲和性极差，故纤维不具备吸附甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯等有机液体的功能，测试结果表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别仅为0.83g/g、0.56g/g和0.55g/g。
对比实施例2
甲基丙烯酸酯系聚合物合成：同于实施例1；
熔融纺丝：称取1000g上述聚合物，并称取1000g聚丙烯粒料，采用熔融纺丝方法，经10倍喷丝头拉伸后，将共混聚合物纺制成纤维。其中，双螺杆挤出机各区段加热温度为：一区160℃、二区165℃、三区170℃、四区180℃、五区180℃、六区180℃，熔体泵温度为180℃，熔体温度为180℃，喷丝组件温度为180℃，主机频率为7.9Hz、喂料频率3.5Hz、熔体泵频率16.1Hz；
纤维后处理：将所得纤维于110℃热箱中拉伸5倍，并于110℃热箱中松弛热定型5min，制得成品纤维。
由于直接共混纺丝时，聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物之间的相容性较差，甲基丙烯酸酯系聚合物对聚丙烯大分子结构的规整排列具有较大的影响，故纤维断裂强度仅为1.5cN/dtex，表明与聚丙烯纤维相比，直接共混纤维的力学性能变差。将上述所得改性聚丙烯纤维于室温条件下充分干燥后，分别浸于甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯中，由于不存在物理交联结构，纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的握持性较差，故纤维仍不具备大量吸附甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯等有机液体的功能，测试结果表明，所得纤维对甲苯、三氯甲烷和三氯乙烯的饱和吸附量分别仅为1.83g/g、1.26g/g和1.36g/g。
Claims (5)
1.一种改性聚丙烯纤维的制造方法，其工艺过程如下：
（1）甲基丙烯酸酯系聚合物合成工艺：先将甲基丙烯酸酯单体及与甲基丙烯酸酯单体体积比为1：1～5：1的去离子水分别置于不同的大型容器中，然后将占去离子水总质量0.1～1wt%的分散剂和占单体总质量0.1～1wt%的引发剂分别置于1000ml烧杯中，再从盛有去离子水的大型容器中量取适量去离子水加入到含有分散剂的1000ml烧杯中，加热搅拌使分散剂充分溶解后，将分散剂水溶液及所述大型容器中剩余的去离子水加入到10L聚合釜中，搅拌5～20min，使体系分散均匀；再将所述引发剂倒入所述装有甲基丙烯酸酯单体的大型容器中，用玻璃棒搅拌，使引发剂充分溶解，随后将该溶液加入到所述10L聚合釜中，开启搅拌、恒温循环水浴锅及电加热系统，通入氮气，将聚合釜升温至70～90℃，反应3～5h后，提高反应温度至90～100℃，继续反应1～3h；终止反应后，取出产物、过滤，用70～100℃热水洗涤，除去未反应单体及分散剂，接着用去离子水洗涤三次，于真空干燥机中50～100℃条件下干燥24～72h后，通过高速粉碎机将其充分粉碎，得乳白色颗粒状聚合物；
所述甲基丙烯酸酯单体为100%的第一单体甲基丙烯酸正丁酯、或是占甲基丙烯酸酯单体总质量80～99wt%的第一单体和占甲基丙烯酸酯单体总质量20～1wt%的第二单体、或者是占甲基丙烯酸酯单体总质量80～99wt%的第一单体和占甲基丙烯酸酯单体总质量20～1wt%的第二单体及第三单体，第二单体及第三单体的质量比为1∶1；所述第二单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种；所述第三单体为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯或甲基丙烯酸十八酯中的至少一种；
所述分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、聚乙二醇、可溶性淀粉或者明胶；所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基；
（2）原位反应增容-熔融纺丝工艺：称取质量比例任选的聚丙烯切粒和甲基丙烯酸酯系聚合物，充分干燥后，复合造粒，粉碎后，置于大型密闭容器中，量取低分子组分，使其质量占聚丙烯、甲基丙烯酸酯系聚合物以及低分子组分总质量的5～60wt%，并置于另一个大型容器中，称取占低分子组分总质量0.1～1wt%的引发剂，并将其加入到低分子组分中，搅拌至引发剂充分溶解，然后打开大型密闭容器，将该溶液喷淋到聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物的共混物上，并将大型密闭容器再次关闭，保证混合体系处于密闭状态，通过渗透吸附的方式使溶有引发剂的低分子组分进入到共混聚合物中，于双螺杆挤出机内在共混聚合物熔融挤出过程中使引发剂、低分子组分以及共混聚合物组成的混合体系发生接枝反应，使聚丙烯与甲基丙烯酸酯系聚合物之间实现原位增容，同时在聚合物大分子链之间构建氢键作用，最终在熔体通过喷丝头组件，经喷丝头拉伸固化成形后，将三维网状物理交联结构赋予聚丙烯\甲基丙烯酸酯系聚合物共混纤维大分子，制得相容性较好具有交联结构可吸附有机液体的改性聚丙烯纤维；
所述的低分子组分为100%的甲基丙烯酸β羟乙酯、或是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯、或者是占低分子组分总质量50～99wt%的甲基丙烯酸β羟乙酯和占低分子组分总质量50～1wt%的甲基丙烯酸正丁酯及其他甲基丙烯酸酯类单体，甲基丙烯酸正丁酯与其他甲基丙烯酸酯类单体的比例可任意选择；所述其他甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种；所述的引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的至少一种；所述的原位反应增容-熔融纺丝温度为70～240℃，反应时间为1～5min；所述的喷丝头拉伸倍数为5～60倍；
（3）改性纤维后处理工艺：将改性聚丙烯纤维于70～130℃热箱中拉伸2～8倍，并于70～130℃热箱中松弛热定型0.5～20min后，即得到改性聚丙烯纤维。
2. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯纤维的制造方法，其特征在于所述的甲基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸正丁酯；所述的分散剂为聚乙烯醇；所述的引发剂为过氧化苯甲酰；所述的低分子组分为甲基丙烯酸β羟乙酯。
3.根据权利要求1所述的改性聚丙烯纤维的制造方法，其特征在于所述的喷丝头拉伸倍数为5-15倍。
4. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯纤维的制造方法，其特征在于所述的后处理拉伸在90～130℃热箱中进行，后拉伸倍数为3～6倍。
5. 根据权利要求1所述的改性聚丙烯纤维的制造方法，其特征在于所述的松弛热定型在90～130℃热箱中进行，松弛热定型时间为1～10min。
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