CN103572407A - 过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法 - Google Patents

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郭海洋
邓佳
倪建华
郭志洪
郭勇
石兵
徐速
张月
王依民
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Abstract

本发明提供了一种微孔中空聚苯硫醚纤维制备方法，其特征在于由原料共混、熔融挤出、水浴冷却、牵伸、热处理、上油以及卷绕8个工艺步骤组成。本发明提供的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法克服了现有技术的不足，生产工艺简单，生产效率高，无污染，且制备的微孔中空聚苯硫醚单丝具有较高的孔隙率、微孔孔径分布均匀，提高了过滤效率和过滤精度。

Description

过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法
技术领域
本发明涉及过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法，属于新型高分子纤维材料技术领域。
背景技术
聚苯硫醚纤维及单丝的主要用途是作为工业燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、炼钢炉、机动车尾气等装置工作环境的粉尘的捕获及过滤织物。聚苯硫醚织物是可长期地暴露在酸性环境之中、可在高温环境中使用并且能耐磨损的少数几种纤维之一。用于工业燃煤锅炉织物的聚苯硫醚过滤织物，在湿态酸性环境中，在接触温度190℃以下的湿态酸性环境中使用寿命可达3年左右。
中国专利CN102162153A公开了一种中空三维卷曲聚苯硫醚短纤维的制备方法，单丝通过在300～350℃的温度下熔融挤出，采用喷丝板的喷丝、环吹风筒冷却，经2～5倍的拉伸、切断和180～220℃的高温热定型制得中空聚苯硫醚短纤维。
中国专利CN102418160A公开了一种大直径圆中空聚合物单丝及其生产方法，单丝主体为聚酯、聚酰胺、聚烯烃、PPS、PEI或PEEK，单丝直径为0.08～5mm，单丝中空度为30％～50％，单丝强度≥3.0cN/dtex，单丝截面呈圆形。
中国专利CN101142347B公开了一种聚苯硫醚复丝纱的制造方法，所制备的单丝线密度为5～30dtex、总线密度为500～2500dtex，断裂强度为50～80cN/tex。
上述传统滤布过滤效率低，过滤精度不高。单丝滤布具有刚性大、强度好、尺寸稳定性高的优点，过滤通量及过滤精度容易控制，且滤渣极易剥离，可以提高连续及再生使用寿命，是优良的结构性过滤材料。
但是一般的单丝作为过滤织物，比表面积较低，过滤效率和过滤精度有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种比表面积大、过滤效率和过滤精度高的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝的制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法，其特征在于：该方法由以下8个步骤组成：
步骤1：原料干燥
将PPS树脂切片置于真空烘箱中，在110～180℃下干燥10～15小时；
步骤2：共混
将经干燥的PPS树脂与经干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙6(PA6)、乙烯与四氟乙烯的共聚物(ETFE)、全氟乙丙烯(FEP)、热塑性弹性体(TPEE)、聚甲醛(POM)中的一种或多种的混合物以100∶5～100∶30的比例均匀混合，制得PPS混合物；
步骤3：熔融挤出
将PPS混合物加入双螺杆纺丝机进行熔融挤出，纺丝温度为280～320℃，得到初生单丝；
步骤4：水浴冷却
采用热水浴对初生单丝进行冷却，水浴温度为80～90℃；
步骤5：牵伸
在95～160℃下，采用六辊牵伸机对冷却后初生单丝进行牵伸，牵伸倍数为4～8倍，得到孔隙率为10％～50％、微孔直径为0.1～50微米的微孔中空单丝；
步骤7：热处理
将微孔中空单丝通过热辊进行热处理，热处理温度为190～230℃；
步骤8：上油以及卷绕
将热处理后的微孔中空单丝上油及转绕好，得到直径为0.05～2.5mm、强度为2.0～5.5cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚单丝。
本发明提供的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法通过在PPS单丝中引入直径为0.1～50微米的微孔结构，大大增加PPS单丝的比表面积，提高了过滤效率和过滤精度，使其非常适合作为高温条件下的过滤材料。
本发明提供的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法克服了现有技术的不足，生产工艺简单，生产效率高，无污染，且制备的微孔中空聚苯硫醚单丝具有较高的孔隙率、微孔孔径分布均匀，提高了过滤效率和过滤精度。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以三个优选实施例，作详细说明如下。
实施例1
过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法由以下8个步骤组成：
步骤1：原料干燥
将PPS树脂切片置于真空烘箱中，在150℃下干燥15小时；
步骤2：共混
将经干燥的PPS树脂与经干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以100∶5的比例均匀混合，制得PPS混合物；
步骤3：熔融挤出
将PPS混合物加入双螺杆纺丝机进行熔融挤出，纺丝温度为280℃，得到直径为0.16mm的初生单丝；
步骤4：水浴冷却
采用热水浴对初生单丝进行冷却，水浴温度为80℃；
步骤5：牵伸
在95℃下，采用七辊牵伸机对冷却后初生单丝进行牵伸，牵伸倍数为4倍，得到孔隙率为10％、微孔直径为50微米的微孔中空单丝；
步骤7：热处理
将微孔中空单丝通过热辊进行热处理，热处理温度为190℃；
步骤8：上油以及卷绕
将热处理后的微孔中空单丝上油及转绕好，得到直径为0.08mm、强度为5.3cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚单丝。
实施例2
过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法由以下8个步骤组成：
步骤1：原料干燥
将PPS树脂切片置于真空烘箱中，在180℃下干燥10小时；
步骤2：共混
将经干燥的PPS树脂与经干燥的尼龙6(PA6)以100∶30的比例均匀混合，制得PPS混合物；
步骤3：熔融挤出
将PPS混合物加入双螺杆纺丝机进行熔融挤出，纺丝温度为320℃，得到初生单丝；初生单丝直径为3mm，中空度为50％；
步骤4：水浴冷却
采用热水浴对初生单丝进行冷却，水浴温度为90℃；
步骤5：牵伸
在160℃下，采用七辊牵伸机对冷却后初生单丝进行牵伸，牵伸倍数为4倍，得到孔隙率为50％、微孔直径为0.1微米的微孔中空单丝；
步骤7：热处理
将微孔中空单丝通过热辊进行热处理，热处理温度为230℃；
步骤8：上油以及卷绕
将热处理后的微孔中空单丝上油及转绕好，得到直径为1.5mm、强度为2.5cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚单丝。
实施例3
过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法由以下8个步骤组成：
步骤1：原料干燥
将PPS树脂切片置于真空烘箱中，在150℃下干燥13小时；
步骤2：共混
将经干燥的PPS树脂与经干燥的乙烯与四氟乙烯的共聚物(ETFE)、全氟乙丙烯(FEP)的混合物以100∶20的比例均匀混合，制得PPS混合物；
步骤3：熔融挤出
将PPS混合物加入双螺杆纺丝机进行熔融挤出，纺丝温度为300℃，得到初生单丝；初生单丝直径为1.5mm，中空度为35％。
步骤4：水浴冷却
采用热水浴对初生单丝进行冷却，水浴温度为90℃；
步骤5：牵伸
在150℃下，采用七辊牵伸机对冷却后初生单丝进行牵伸，牵伸倍数为6倍，，得到孔隙率为30％、微孔直径为20微米的微孔中空单丝；
步骤7：热处理
将微孔中空单丝通过热辊进行热处理，热处理温度为200℃；
步骤8：上油以及卷绕
将热处理后的微孔中空单丝上油及转绕好，得到直径为0.6mm、强度为3.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚单丝。

Claims (8)

1.过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝制备方法，其特征在于：该方法由以下8个步骤组成：
步骤1：原料干燥
将PPS树脂切片置于真空烘箱中，在110～180℃下干燥10～15小时；
步骤2：共混
将经干燥的PPS树脂与经干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙6(PA6)、乙烯与四氟乙烯的共聚物(ETFE)、全氟乙丙烯(FEP)、热塑性弹性体(TPEE)、聚甲醛(POM)中的一种或多种的混合物以100∶5～100∶30的比例均匀混合，制得PPS混合物；
步骤3：熔融挤出
将PPS混合物加入双螺杆纺丝机进行熔融挤出，纺丝温度为280～320℃，得到初生单丝；
步骤4：水浴冷却
采用热水浴对初生单丝进行冷却，水浴温度为80～90℃；
步骤5：牵伸
在95～160℃下，采用六辊牵伸机对冷却后初生单丝进行牵伸，牵伸倍数为4～8倍，，得到孔隙率为10％～50％、微孔直径为0.1～50微米的微孔中空单丝；
步骤7：热处理
将微孔中空单丝通过热辊进行热处理，热处理温度为190～230℃；
步骤8：上油以及卷绕
将热处理后的微孔中空单丝上油及转绕好，得到直径为0.05～2.5mm、强度为2.5～5.3cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚单丝。
2.一种过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝及其制备方法，其特征是：所述的聚苯硫醚单丝主体材料为聚苯硫醚，其直径为0.05～2.5mm，强度为2.8～5.7cN/dtex。
3.根据权利要求1所述的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，其特征在于，所述的经干燥的PPS树脂与水溶性聚合物的混合比为100∶5～100∶25。
4.根据权利要求1所述的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，其特征在于，所述的水溶性聚合物为聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、水溶性淀粉中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，其特征在于，所述的纺丝温度为280～320℃，水浴萃取温度为60～95℃，萃取时间为15～20分钟。
6.根据权利要求1或2所述的，一种过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，所述的热空气干燥温度为100℃～130℃。
7.根据权利要求1或2所述的一种过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，其特征在于，所述的聚苯硫醚单丝的牵伸温度为160℃～190℃，牵伸倍数为6～10倍。
8.根据权利要求1或2所述的一种过滤用微孔中空聚苯硫醚单丝，其特征在于，所述的聚苯硫醚单丝的孔隙率为10％～50％的微孔中空单丝，微孔直径为0.1～50微米，中空度为20％～50％。
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