CN103173906A - 一种耐热性聚苯硫醚纤维及制品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐热性聚苯硫醚纤维及制品，聚苯硫醚纤维的强度为4.0~6.0cN/dtex，且在220度温度下热处理72小时后，其强度保持率为80%以上，聚苯硫醚纤维由聚苯硫醚长丝经过130℃~260℃温度、5分钟~72小时的定长热处理后得到，且其结晶度为30~45%。本发明制得的耐热性聚苯硫醚纤维及制品，具有良好的强度保持率，高温下使用时间更长久，性能更加优越，制品可为PPS毛毡、PPS过滤袋、PPS抄纸等。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热性聚苯硫醚纤维及耐热性聚苯硫醚纤维制品。
背景技术
聚苯硫醚纤维（PPS纤维）是一种功能性特种纤维。一般由聚苯硫醚树脂（PPS树脂）采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。PPS纤维具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指数值34～35，200℃时强度保持率为60%，断裂伸长无变化；耐化学性仅次于聚四氟乙烯纤维；有较好的纺织加工性能。PPS纤维主要用于制备高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶层和防火织物等。但是在用于高温烟道气的过滤时，长时间处理后其强度会下降。通过控制长期处理后的强度下降率，来提高产品的使用寿命，将提高产品的竞争力。
在以往PPS纤维相关专利中，也有涉及到PPS纤维的耐热性能的。例如专利CN201110169746.1中公开了一种耐热聚苯硫醚纤维的制备方法，其方法是向PPS中添加一定量的二氧化硅，使其耐热性能得到提高，文献介绍其耐热性达到230度。但是二氧化硅作为无机粒子，添加后可能存在纤维性能下降的可能，需要注意。
另外专利CN201010183242.0中，介绍了一种聚苯硫醚玻纤复合滤料以及生产方法，通过聚苯硫醚和玻璃纤维复合的方式提高耐热性，具介绍，可以在190度高温下长期作业。但是由于加入了玻纤，所以成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异耐热性能的聚苯硫醚纤维和聚苯硫醚纤维制品。
本发明通过对PPS长丝进行定长处理增加其结晶度，进一步提高其耐热性能，使其高温下使用时间更长久，性能更加优越。
本发明的技术解决方案：一种耐热性聚苯硫醚纤维，其强度为4.0~6.0cN/dtex，且在220度温度下热处理72小时后，其强度保持率为80%以上。
所述聚苯硫醚纤维由聚苯硫醚长丝经过130℃~260℃温度、5分钟~72小时的定长热处理后得到，且其结晶度为30~45%。
根据处理温度的不同，处理时间要进行适当的调整，也就是说在130℃下定长处理的时间相对要长一点，大约为5小时~72小时，而在260℃下定长处理的时间相对要短一点，大约为5分钟~24小时，经过这样的定长处理，可以得到结晶度为30~45%的耐热性聚苯硫醚纤维。
本发明的耐热性聚苯硫醚纤维是纤维长方向高结晶度的聚苯硫醚纤维。具体是通过热定型处理，即对处于定长状态的PPS纤维热处理，热处理时纤维不会产生收缩，处理温度高于PPS的结晶温度。随着时间的延长PPS的结晶度上升，并且能够达到所需结晶度。如果是非定长无张力的热处理，会导致任意方向的结晶发生，并且取向度下降，使纤维初始强度下降。并且以上结晶指的是纤维方向的结晶，如果结晶方向为任意其他方向，则会影响纤维的初始强度，使初始强度降低。
上述定长热处理详细叙述为，在微张力的状态下将纤维或纤维制品固定，使得在热处理过程中纤维虽发生收缩但长度不发生变化。
所述聚苯硫醚纤维的结晶度优选35%~45%。通过调整定长处理的温度和时间，可以得到结晶度为35%~45%的聚苯硫醚纤维，此聚苯硫醚纤维的强度为4.0~6.0cN/dtex，且在220度温度下热处理72小时后，其强度保持率为85%以上。
所述聚苯硫醚纤维的结晶度更加优选40%~45%。通过调整定长处理的温度和时间，可以得到结晶度为35%~45%的聚苯硫醚纤维，此聚苯硫醚纤维的强度为4.0~6.0cN/dtex，且在220度温度下热处理72小时后，其强度保持率为90%以上。
本发明还提供一种耐热性聚苯硫醚纤维制品。所述耐热性聚苯硫醚纤维制品中聚苯硫醚纤维强度为4.0~6.0cN/dtex，所述耐热性聚苯硫醚纤维制品在220度温度下热处理72小时，其中聚苯硫醚纤维强度保持率在80%以上。
所述耐热性聚苯硫醚纤维制品由聚苯硫醚长丝制成的半成品经过130℃~260℃温度、5分~72小时的定长热处理后得到，且耐热性聚苯硫醚纤维制品中聚苯硫醚纤维的结晶度为30~45%。
根据处理温度的不同，处理时间要进行适当的调整，也就是说在130℃下定长处理的时间相对要长一点，大约为5小时~72小时，而在260℃下定长处理的时间相对要短一点，大约为5分钟~24小时，经过这样的定长处理，可以得到结晶度为30~45%的耐热性聚苯硫醚纤维制品。
本发明的耐热性聚苯硫醚纤维制品具体可以表述为：PPS毛毡，PPS过滤袋，PPS抄纸等。
本发明制得的耐热性聚苯硫醚纤维及制品，具有良好的强度保持率，高温下使用时间更长久，性能更加优越。
评价方法如下：
1、强度以及伸度
使用ORIENTEC公司制造的坦锡伦UCT-100型，在测试PPS纤维时是在试样长度25CM，拉伸速度30cm/min条件下进行拉伸测试所得到的强度（cN/dtex），伸度（%）。
2、结晶度评价：
设备：日本インテック株式会社，182-A型密度勾配管，测试出试样的密度为ρ、其中PPS非晶部的密度为ρα、PPS结晶部的密度为ρｃ
那么其结晶度则为Xc＝（ρ-ρα）/（ρｃ-ρα）。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理1小时得到一种PPS纤维，其强度为4.5cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为32%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为3.65cN/dtex,其强度保持率为81%。其中强度保持率＝（松弛热处理72小时后的强度/定长热处理后PPS的强度）×100%。
实施例2
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理12小时得到一种PPS纤维，其强度为4.4cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为35.2%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为3.75cN/dtex,其强度保持率为85%。
实施例3
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理40小时得到一种PPS纤维，其强度为4.2cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为40.0%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为3.82cN/dtex,其强度保持率为91%。
实施例4
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理1小时得到一种PPS纤维，其强度为4.5cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为32%，将此种PPS纤维紧张（定长）热处理72小时，后测得强度为4.00cN/dtex,其强度保持率为89%。
实施例5
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理12小时得到一种PPS纤维，其强度为4.4cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为35.2%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为4.00cN/dtex,其强度保持率为91%。
实施例6
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理40小时得到一种PPS纤维，其强度为4.2cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为40.0%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为3.92cN/dtex,其强度保持率为93%。
实施例7
将PPS纤维制品（其中PPS长丝强度为4.5cN/dtex结晶度为25%）在220℃下定长热处理40小时，得到一种PPS纤维制品，测得其中PPS纤维强度为4.2cN/dtex，通过密度法测出其中PPS纤维的结晶度为40.0%，将此种PPS纤维制品松驰热处理72小时后测得其中PPS纤维强度为3.92cN/dtex, PPS纤维强度保持率为93%。
实施例8
将PPS纤维制品（其中PPS长丝强度为4.5cN/dtex结晶度为25%）在220℃下定长热处理12小时，得到一种PPS纤维制品，测得其中PPS纤维强度为4.4cN/dtex，通过密度法测出其中PPS纤维的结晶度为35.2%，将此种PPS纤维制品松驰热处理72小时后测得其中PPS纤维强度为3.75cN/dtex, PPS纤维强度保持率为85%。
比较例1
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝，松驰热处理72小时，后测得强度为3.24cN/dtex,其强度保持率为72%。
比较例2
将强度为4.5cN/dtex结晶度为25%的PPS纤维长丝在220℃下定长热处理40分钟得到一种PPS纤维，其强度为4.5cN/dtex，通过密度法测出此种PPS纤维的结晶度为29%，将此种PPS纤维松驰热处理72小时，后测得强度为3.42cN/dtex,其强度保持率达为76%。
具体参数见表1和表2。
表1
表2
Claims (6)
1.一种耐热性聚苯硫醚纤维，其特征是：所述聚苯硫醚纤维的强度为4.0~6.0cN/dtex，且在220度温度下热处理72小时后，其强度保持率为80%以上。
2.根据权利要求1所述的耐热性聚苯硫醚纤维，其特征是：所述聚苯硫醚纤维由聚苯硫醚长丝经过130℃~260℃温度、5分钟~72小时的定长热处理后得到，且其结晶度为30~45%。
3.根据权利要求2所述的耐热性聚苯硫醚纤维，其特征是：所述聚苯硫醚纤维的结晶度为35%~45%。
4.根据权利要求2所述的耐热性聚苯硫醚纤维，其特征是：所述聚苯硫醚纤维的结晶度为40%~45%。
5.一种耐热性聚苯硫醚纤维制品，其特征是：所述耐热性聚苯硫醚纤维制品中聚苯硫醚纤维强度为4.0~6.0cN/dtex，所述耐热性聚苯硫醚纤维制品在220度温度下热处理72小时，其中聚苯硫醚纤维强度保持率在80%以上。
6.根据权利要求5所述的耐热性聚苯硫醚纤维制品，其特征是：所述耐热性聚苯硫醚纤维制品由聚苯硫醚长丝制成的半成品经过130℃~260℃温度、5分~72小时的定长热处理后得到，且耐热性聚苯硫醚纤维制品中聚苯硫醚纤维的结晶度为30~45%。
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