CN102964771A

CN102964771A - 一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法

Info

Publication number: CN102964771A
Application number: CN2012103968833A
Authority: CN
Inventors: 张东卿; 郭全贵; 雷世文; 宋燕; 翟更太; 刘朗
Original assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Current assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-03-13

Abstract

一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法是将提纯后的低游离酚含量的酚醛树脂和高分子聚合物加入搅拌釜内，其中高分子聚合物加入量为总质量的3-30%，在惰性气体的保护下，升温到150-180℃加热熔融，保温搅拌0.5-3小时，冷却后切片；得到可纺性好的酚醛树脂原料。本发明具有明显提高酚醛树脂的可纺性和酚醛纤维原丝的强度，原料易得，操作简单、方便、快捷的优点。

Description

一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法

技术领域

本发明属于提高酚醛树脂可纺性的改性方法，具体说涉及一种提高酚醛树脂可纺性和酚醛树脂纤维原丝强度的改性方法。

背景技术

酚醛纤维是一种三维交联的有机纤维，具有突出的阻燃、绝热、残炭率高、瞬时耐高温、耐化学腐蚀、、隔音等性能，可用作航天、国防工业中绝热、绝缘和耐腐蚀材料，和民用方面防火、防腐蚀服和耐酸、耐腐蚀材料；同时也是炭纤维、石墨纤维、活性炭纤维等纤维的前驱体，是一种具有重要实用价值的有机纤维。1968年由美国金刚砂公司研制成功，并在1969年被评为世界合成纤维十大发明之一。

酚醛纤维一般是由热塑性酚醛树脂熔融纺丝制备出原丝，然后在酸和醛的混合溶液中升温固化，交联成不溶不熔的纤维。所用的酚醛树脂是一种低分子量的链状聚合物，数均分子量在1000以下，平均每个分子链仅有七八个苯环通过亚甲基依次连接而成。由于分子量太小和分子链太短，虽然熔纺时经过喷丝孔的剪切作用而增加了取向度，但基本上还是树脂分子的堆积，与一般高分子熔纺不同，在极短的时间内固化后就不能再牵伸，得到的树脂原丝十分脆弱，强度极低，拉强仅10MPa左右，断裂身长0.2% 左右，稍触即断，在熔纺时的最大拉伸应力不能大于纤维的断裂强度，由于原丝的强度极低，所剩余的断裂应力余量就比较低，微小的扰动就能使原丝断裂而无法连续纺丝，因此，难度远高于一般的高分子聚合物树脂。同时，脆弱的原丝也为后续的各种操作带来很多困难，稍不留神就容易造成断丝、碎丝和毛丝。

刘春玲（申请号03108138）等通过对树脂进一步进行提纯，降低了游离酚等小分子含量，有限度的提高树脂的相对分子量和窄化分子量的分布范围，可一定程度上提高树脂原料的可纺性和纺丝的连续性，但是不能从本质上改变酚醛树脂原料分子量低和可纺性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可纺性好的提高酚醛树脂可纺性的改性方法。

本发明采用物理混合的方法，将一些高分子聚合物均匀的混入酚醛树脂中，使这些聚合物的链状高分子在树脂基体中起到增强的作用，提高树脂原丝的强度，从而达到提高酚醛树脂原料可纺性的目的。这种链状高分子聚合物在具有很高的强度，在树脂基体中形成连续相或者半连续相，具有显著的增强效果，同时也提高了平均分子量，明显提高原丝的强度、可纺性，同时操作简单、方便、快捷。

本发明具体的改性方法如下

将提纯后的低游离酚含量的酚醛树脂和高分子聚合物加入搅拌釜内，其中高分子聚合物加入量为总质量的3-30%，在氮气等惰性气体的保护下，升温到150-180℃加热熔融，保温搅拌0.5-3小时，冷却后切片；得到可纺性好的酚醛树脂原料。

如上所述的低游离酚含量的酚醛树脂的游离酚的质量含量要小于0.5 %。

如上所述的高分子聚合物为聚酰胺系列，如尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、尼龙611或尼龙612等。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明与其它方法相比，可以明显提高酚醛树脂的可纺性和酚醛纤维原丝的强度；

（2）原料易得，操作简单、方便、快捷。

具体实施方式

实施例1：

将提纯后低游离酚含量（0.02wt%）的热塑性酚醛树脂放入搅拌釜内，加入质量为混合物总质量的10%的尼龙6，在氮气的保护下加热至160℃，保温搅拌1小时，取出冷却后切片，即得到高可纺性的酚醛树脂。将该树脂放入纺丝釜中，用氮气保护升温到160 ℃，加压到1.0 MPa进行熔融纺丝，收丝速率为600 m/min，得到原丝强度为30MPa。

实施例2：

将提纯后低游离酚含量（0.5 wt%）的热塑性酚醛树脂放入密封的搅拌釜内，加入质量为混合物总质量的30%的尼龙11，在氮气的保护下加热至180℃，保温搅拌3小时，取出冷却后切片，即得到高可纺性的酚醛树脂。将该树脂放入纺丝釜中，用氮气保护升温到180 ℃，加压到1.2 MPa进行熔融纺丝，收丝速率为700 m/min，得到原丝强度为70MPa。

实施例3：

将提纯后低游离酚含量（0.2 wt%）的热塑性酚醛树脂放入密封的搅拌釜内，加入质量为混合物总质量的3%的尼龙610，在氮气的保护下加热至150℃，保温搅拌0.5小时，取出冷却后切片，即得到高可纺性得酚醛树脂。将该树脂放入纺丝釜中，用氮气保护升温到150 ℃，加压到0.8 MPa进行熔融纺丝，收丝速率为550 m/min，得到原丝强度为15MPa。

实施例4：

将提纯后低游离酚含量（0.3 wt%）的热塑性酚醛树脂放入密封的搅拌釜内，加入质量为混合物总质量的20%的尼龙611，在氮气的保护下加热至170℃，保温搅拌2小时，取出冷却后切片，即得到告可纺性得酚醛树脂。将该树脂放入纺丝釜中，用氮气保护升温到170 ℃，加压到1.1 MPa进行熔融纺丝，收丝速率为650 m/min，得到原丝强度为50MPa。

Claims

1.一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法，其特征在于包括如下骤：

将提纯后的低游离酚含量的酚醛树脂和高分子聚合物加入搅拌釜内，其中高分子聚合物加入量为总质量的3-30%，在惰性气体的保护下，升温到150-180℃加热熔融，保温搅拌0.5-3小时，冷却后切片；得到可纺性好的酚醛树脂原料。

2.如权利要求1所述的一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法，其特征在于所述的低游离酚含量的酚醛树脂的游离酚的质量含量小于0.5%。

3.如权利要求1所述的一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法，其特征在于所述的高分子聚合物为聚酰胺系列。

4.如权利要求3所述的一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法，其特征在于所述聚酰胺系列为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、尼龙611或尼龙612。

5.如权利要求1所述的一种提高酚醛树脂可纺性的改性方法，其特征在于所述惰性气体为氮气。