CN103668532B

CN103668532B - 利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法

Info

Publication number: CN103668532B
Application number: CN201210359089.1A
Authority: CN
Inventors: 杨雪红; 俞玉芳; 黄翔宇; 路金奎; 张超峰; 王永梅; 沈喜宾; 金宏伟; 章毅
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Petrochemical Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: CN103668532A

Abstract

一种利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法，包括步骤①将丙烯腈含量在85%～95%，醋酸乙烯酯含量在5%～10%，甲基丙烯磺酸钠含量小于1%，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5万～6.5万的聚丙烯腈聚合体通过溶解机溶解在浓度为40%～60%的硫氰酸钠水溶液中；②纺丝溶液通过脱泡和过滤后，由纺丝计量泵计量后通过喷丝孔挤出；③经喷丝板挤入凝固浴后形成初生纤维；④纤维进入二次凝固浴成形，再进行冷牵伸、水洗以及热牵伸，总牵伸倍率小于等于12；⑤纤维进行热烘干致密化处理；⑥纤维进行热定型。本发明方法制备的腈纶纤维具有高抗断裂性、抗起球性。

Description

利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法

技术领域

本发明涉及一种湿法抗起球腈纶的生产方法，特别是涉及一种利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法。

背景技术

大多数合成纤维都存在着在使用过程中“起球”这一现象。由于腈纶的强力比天然纤维高，其制品表面上纤维球粒的形成速率大于脱落速率，因此在摩擦力无法消除纤维球粒的情况下，所形成的这些纤维球粒将会长期保留在织物表面，从而影响织物的外观和穿着舒适性。关于抗起球纤维的开发国内外的专利文献也比较多，如<公开号>1948567的抗起球腈纶生产方法中涉及到采用两种不同分子量和二单含量的聚丙烯腈聚合体共混，并配成聚合物含量为13.5%～14%的粗原液，经过脱泡、过滤后得到纺丝溶液进行纺丝。这种方法减少了聚合物中二单含量增加分子间的密度，降低分子链段的活动性，增加纤维刚性和对于剪切作用的脆性，使织物中的纤维末不易缠绕成结，获得较好的抗起球效果。但这种抗起球腈纶的生产方法工序复杂，首先聚合工艺进行调节，需要生产不同粘均分子量的聚合体，并且改变二单含量。其次要控制混合的两种聚合体的配比。还要解决两种聚合体相容性及混合均匀性。由于不同分子量聚合体相容性不同，并且溶解后流动性不同导致溶液混合不均匀，最终易导致生产不稳定，影响纤维质量。又如<公开号>1737246的降低腈纶纤维起球性能的方法中采用织物浸渍于整理剂中提高抗起球效果。但这种方法一方面增加了工序，增加了处理液的排污。另一方面这种方法是对织物进行浸渍处理，因此对织物有一定的选择性。并且织物的抗起球效果经过多次水洗后提高不是很明显。还有美国专利<3,975,486>描述的抗起球腈纶生产中控制凝固浴中硫氰酸钠浓度为纺丝液中的50%—70%，而这种浓度范围在纺丝成形中溶剂扩散过慢，纤维成形过慢导致无法正常纺丝。美国专利<4,205,037>描述的采用第二次牵伸的方式进行抗起球纤维的生产，但由于目前纺速较快，设计这样的再牵伸设备比较困难，并且操作不方便，费用较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抗起球腈纶纤维的生产方法，通过调节纤维中孔洞的数量生产具有抗起球特性的腈纶。

本发明的技术解决方案如下：

一种利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法，其特点在于，该方法包括步骤如下：

①将丙烯腈含量在85%～95%，醋酸乙烯酯含量在5%～10%，甲基丙烯磺酸钠含量小于1%，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5万～6.5万的聚丙烯腈聚合体通过溶解机溶解在浓度为40%～60%的硫氰酸钠水溶液中；

②纺丝溶液通过脱泡和过滤后，由纺丝计量泵计量后通过喷丝孔挤出，喷孔可以为圆形也可为其它形状；

③经喷丝板挤入凝固浴后形成初生纤维，调节凝固浴出口导向辊速度以及喷丝板挤出速度，使纺丝溶液挤出速度与导向辊牵引速度之比小于等于5；

④纤维进入二次凝固浴成形，再进行冷牵伸、水洗以及热牵伸，总牵伸倍率小于等于12，纤维热烘干总收缩小于等于20%；

⑤纤维进行热烘干致密化处理，湿球温度60℃～80℃，干球温度120℃～150℃；

⑥纤维进行热定型，热定型温度为102℃～120℃。

所述的步骤②中纺丝溶液中聚丙烯腈聚合体含量为7wt %~11wt%，纺丝溶液温度在30℃～50℃。更优的，纺丝溶液中聚丙烯腈聚合体含量为8wt %~10wt%.

所述的步骤③中凝固浴中硫氰酸钠浓度为10%～15%，有利于纤维中NaSCN的扩散，以及纤维孔洞的产生，凝固浴的温度为-2℃~5℃。。

所述的步骤③中纺丝溶液挤出速度与导向辊牵引速度之比小于等于4.5。

与现有技术相比，本发明的有益效果是通过调节纤维中孔洞的数量生产具有抗起球特性的腈纶。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

一种利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法，包括步骤如下：

①用40%～60%的NaSCN溶液，更确切的说是浓度在50%～60%的NaSCN溶液通过高速溶解机溶解丙烯腈含量在85%～95%，醋酸乙烯酯含量在5%～10%，甲基丙烯磺酸钠含量小于1%，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5万～6.5万的聚丙烯腈聚合体。为保证更好的溶解效果，硫氰酸钠溶剂需加热至75℃以上。醋酸乙烯酯的主要作用为降低高分子链规整度，减少分子刚性，增加纤维手感。甲基丙烯磺酸钠的作用主要是增加染色位，使纤维更容易染色。

②通过溶解后配制成聚合体含量在7wt%～12wt%的纺丝液，为提高纤维中孔洞体积，纺丝液中聚合体范围最好为8wt%～11wt%，由于聚合体含量较高，导致纤维中结构比较紧密，因此纤维强度高，易起球。纺丝液通过脱泡、过滤及调温调压后送至纺丝计量泵进口，由计量泵经过计量后从喷丝孔挤出。

由于聚合体浓度的不同，因此溶液的粘度及流动性均不同，因此需要对溶液温度进行适当的调整，使纺丝溶液温度控制在30℃～50℃。我们对不同浓度的溶液在不同温度下进行流变性的测试。结果如下表所示：

注：流变仪型号MCR301

③经喷丝板挤入凝固浴，初生纤维在凝固浴槽中进行双扩散成形。为保证成形效果及保持纤维孔洞，凝固浴浓度范围设置在10%～15%之间，温度范围为-2℃～5℃。为减少纤维下垂及保证纤维中孔洞，调节凝固浴出口导向辊速度以及喷丝板挤出速度，使纺丝溶液挤出速度与导向辊牵引速度之比小于等于5，最好小于4.5倍。

④纤维经过凝固浴成形后，进入二次凝固浴成形，再进入冷牵伸、水洗以及热牵伸。为保证纤维孔洞，总牵伸倍数要求小于等于12。

⑤纤维经过热牵伸后进入松弛致密化烘干，其中湿球温度设定60℃～80℃，干球温度设定120℃～150℃。

⑥纤维进行热定型，热定型温度为102℃～120℃。为保证纤维有柔软的手感，减少后纺纱线毛羽的产生，对油剂的选择有一定的要求。由于结强结伸是抗起球纤维的一定重要指标，为保证纤维中的孔洞数以及纤维的抗起球效果，要求纤维的总收缩小于20%。

对得到的纤维进行特性指标的测试，并且纤维纺纱织成布后进行抗起球级数的测试。测试结果如下表：

由表可知，经本发明方法制备的腈纶纤维具有高抗断裂性、抗起球性。

Claims

1.一种利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

①将丙烯腈含量在85％～95％，醋酸乙烯酯含量在5％～10％，甲基丙烯磺酸钠含量小于1％，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5万～6.5万的聚丙烯腈聚合体通过溶解机溶解在浓度为40％～60％的硫氰酸钠水溶液中；

②纺丝溶液通过脱泡和过滤后，由纺丝计量泵计量后通过喷丝孔挤出；

③经喷丝板挤入凝固浴后形成初生纤维，调节凝固浴出口导向辊速度以及喷丝板挤出速度，使纺丝溶液挤出速度与导向辊牵引速度之比小于等于4.5；

④纤维进入二次凝固浴成形，再进行冷牵伸、水洗以及热牵伸，总牵伸倍率小于等于12；

⑥纤维进行热定型，热定型温度为102℃～120℃；其中：

所述的步骤②中纺丝溶液中聚丙烯腈聚合体含量为8wt％～10wt％，纺丝溶液温度在30℃～50℃。

2.根据权利要求1所述的利用丙烯腈和醋酸乙烯酯制备抗起球腈纶纤维的方法，其特征在于，所述的步骤③中凝固浴中硫氰酸钠浓度为10％～15％，凝固浴的温度为-2℃～5℃。