CN103774277B - 一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 - Google Patents
一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103774277B CN103774277B CN201410018220.7A CN201410018220A CN103774277B CN 103774277 B CN103774277 B CN 103774277B CN 201410018220 A CN201410018220 A CN 201410018220A CN 103774277 B CN103774277 B CN 103774277B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyphenylene sulfide
- fiber
- polyolefin
- superfine fiber
- island
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 title claims abstract description 276
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 title claims abstract description 276
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 198
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 111
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 51
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims description 45
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 35
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 30
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 30
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 28
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 21
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 25
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 6
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011825 aerospace material Substances 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
本发明提供一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法，通过将聚苯硫醚与聚烯烃共混，通过熔融共混法制成共混海岛纤维，再以有机溶剂剥离基体相，最终获得聚苯硫醚超细纤维，该方法操作简单，所用溶剂可回收循环使用，用该方法制得的共混海岛纤维中聚苯硫醚所占比例高，提高生产效率，制得的聚苯硫醚超细纤维的结晶度高。
Description
技术领域
本发明涉及纺丝领域，特别涉及一种聚苯硫醚超细纤维的制备方法。
背景技术
超细纤维一般是指纤度0.3旦（直径5微米）以下的纤维，其具有优异的吸附性、柔软性、舒适性，在现代生活中已经广泛应用于家居服用、工业生产、航天材料等领域。
目前主要通过制备共混海岛纤维来制备超细纤维，但通常存在纤维的结晶度低、分散相在共混海岛纤维中的比例低，导致超细纤维的产率低，同时，在制备超细纤维的过程中存在其它缺陷，如中国专利CN103409847A，公开了一种聚苯硫醚超细纤维的制备方法，该方法用聚酰胺作为分散相与聚苯硫醚通过熔融纺丝方法制成共混海岛纤维后使用甲酸作为溶剂溶解分散相聚酰胺，最终获得聚苯硫醚超细纤维，但该方法存在以下弊端：（1）甲酸本身具有腐蚀性，在剥离基体相聚酰胺过程中，甲酸会对生产设备造成腐蚀，不利于设备保养，加速设备老化，从而增加生产成本；（2）甲酸挥发性强，在剥离基体相聚酰胺过程中，容易造成大量溶剂挥发，不易控制；（3）甲酸难以回收再利用，造成资源浪费、环境污染，同时增加生产成本。又如中国专利CN102345188A，公开了一种聚合物合金纤维和聚苯硫醚超细纤维，聚苯硫醚与可溶性改性聚酯类聚合物共混制备聚苯硫醚超细纤维的方法，但是改性聚酯造价较高，回收利用率低，增加了工业化成本。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人经锐意研究，结果发现，通过熔融共混法制备以聚苯硫醚为分散相、以可溶性聚烯烃为基体相的共混海岛纤维，再用甲苯或二甲苯等无腐蚀性的有机溶剂剥离基体相，即可得到直径为130～1500nm，平均直径为200～800nm的聚苯硫醚超细纤维，该纤维的结晶度大幅提高，并且其在共混海岛纤维中所占的比例提高，从而提高了聚苯硫醚超细纤维的生产效率，因此本发明采用以上方法制备聚苯硫醚超细纤维。
本发明的目的在于提供如下几方面：
第一方面，本发明提供一种聚苯硫醚超细纤维，其通过以下步骤制备：
（1）将聚苯硫醚切片与聚烯烃切片共100质量份混合，通过熔融共混法制得聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维；
其中，
聚苯硫醚的熔融指数为90～150g/10min；
聚烯烃的熔融指数为10～50g/10min；
聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为（30～60）:（70～40），
熔融共混纺丝温度为275～290℃；
（2）将步骤（1）得到的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维置于有机溶剂中，使所述的聚烯烃溶解，制得到聚苯硫醚超细纤维，
所述有机溶剂选自甲苯和二甲苯；
所得聚苯硫醚超细纤维的单丝纤维直径为130～1500nm，平均直径为200～800nm，结晶度为40～70%，其中聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50～65%。
第二方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（1）中所述聚苯硫醚的熔融指数为100～140g/10min。
第三方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（1）中所述聚烯烃熔融指数为15～36g/10min。
第四方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（1）中所述熔融共混法所用的纺丝温度为280℃。
第五方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（1）中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
第六方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（1）中所述聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为（40～55）:（60～45）。
第七方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（2）中所述有机溶剂为二甲苯。
第八方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤（2）中溶解聚烯烃所用的温度为90～130℃。
第九方面，本发明提供上述聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，所得聚苯硫醚超细纤维的单丝纤维直径为160～1300nm，平均直径为280～640nm，结晶度为约60%，其中聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为约60%。
第十方面，本发明还提供一种制备聚苯硫醚超细纤维的方法，其如上述第一至九方面中任意一项所述。
根据本发明提供的聚苯硫醚超细纤维制备方法，具有如下有益效果：
（1）本发明提供的方法，操作简单，聚苯硫醚超细纤维的生产效率高，不需要添加第三组分相容剂，因此可以降低生产成本；
（2）采用本发明提供的方法制备出的共混海岛纤维，岛相分布均匀，直径小，海相能够被完全剥离；
（3）本发明提供的方法，所用的有机溶剂可回收利用，不对环境造成污染，同时降低生产成本；
（4）按照本发明提供的方法制备出的聚苯硫醚超细纤维的直径为130～1500nm，该超细纤维具有高吸附性、柔软性、耐高温性和阻燃性等特性，可应用于化学品防护服装、高温烟尘过滤、电子塑封等方面；
（5）本发明提供的聚苯硫醚超细纤维的结晶度高；
（6）本发明中制备的共混海岛纤维中，聚苯硫醚的所占的比例高，从而提高了聚苯硫醚超细纤维的生产效率，从另一方面降低了生产成本，具有工业实用性。
附图说明
图1示出本发明实施例1制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图2示出本发明实施例2制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图3示出本发明实施例3制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图4示出本发明实施例4制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图5示出本发明实施例5制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图6示出本发明实施例6制备得到的超细纤维扫描电镜照片；
图7示出本发明对比例4制备得到的样品的扫描电镜照片；
图8示出本发明实验例1制备得到的5种纤维样品的DSC曲线。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
根据本发明提供的第一方面，一种聚苯硫醚超细纤维，其通过以下步骤制备得到：
（1）将聚苯硫醚切片与聚烯烃切片共100质量份混合均匀，通过熔融共混法制得聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维；
其中，
聚苯硫醚的熔融指数为90～150g/10min，优选为100～140g/10min；
聚烯烃的熔融指数为10～50g/10min；优选为20～40g/10min；
聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯，优选为聚丙烯；
聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为（30～60）:（70～40）；优选为（40～55）:（60～45）；
熔融共混法所用的纺丝温度为275～290℃，优选为280℃；
制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50～65%，优选为60%。
聚苯硫醚，简称PPS，具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能、极好的尺寸稳定性及优良的电性能，此外，聚苯硫醚超细纤维又具有高吸附性、柔软等特性，其在制作化学品防护服装、高温烟尘过滤装置和电子塑封方面具有良好的应用前景。
然而，以常规的熔融纺丝方法制备得到的纤维，其纤度大，不能达到超细的标准，因此，本发明通过制备共混海岛纤维来制备聚苯硫醚超细纤维，即聚苯硫醚与聚烯烃共混，通过熔融纺丝的方法制备成纤维丝，其中，通过控制聚苯硫醚与聚烯烃的质量比、粘度比使得纺丝温度降低至275～290℃，而常规的聚苯硫醚熔融纺丝温度一般在320℃以上，本发明方法熔融纺丝温度显著降低，节约能源，降低成本；用有机溶剂将基体相聚烯烃溶除后即可得到聚苯硫醚超细纤维。
在制备共混海岛纤维过程中，聚苯硫醚与聚烯烃的质量比和粘度比对制得的聚苯硫醚超细纤维的直径、产率和结晶度产生较大的影响。
由于单丝聚苯硫醚超细纤维的直径随聚苯硫醚在共混海岛纤维中所占比重的增加而增加，因此要获得直径较小的聚苯硫醚超细纤维需要减小其在共混海岛纤维中所占的比重，以聚苯硫醚与聚烯烃总质量为100份计，当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比小于30:70时，聚苯硫醚超细纤维的直径小，但其在共混海岛纤维中所占的比例低，导致生产效率较低；当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比大于60:40时，分散相聚苯硫醚无法从共混海岛纤维中剥离出来，无法获得聚苯硫醚超细纤维，说明共混体系中聚苯硫醚含量过高时，有形成基体相的趋势，进而导致在后期加工过程中无法形成超细纤维；而当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比介于（30～60）:（70～40），优选为（40～55）:（60～45）时，制得的聚苯硫醚超细纤维的直径满足需要，也能够实现基体相聚烯烃的剥离；同时在上述质量比的条件下，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50～65%，优选为约60%，从而显著提高聚苯硫醚超细纤维的力学强度、抗拉伸性。
此外，质量比还影响着制得的聚苯硫醚超细纤维的结晶度。聚苯硫醚超细纤维的结晶度越高，则其分子结构越规整，玻璃化转变温度越高，纤维的强度和刚性也越高，从而增加其适用范围。聚苯硫醚超细纤维的结晶度随聚苯硫醚与聚烯烃的质量比的增加先升高后降低，以聚苯硫醚与聚烯烃总质量为100份计，当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比小于30:70时，制得的聚苯硫醚超细纤维的结晶度约为52%，而随着聚苯硫醚与聚烯烃的质量比增加，其结晶度随之升高，当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比在50:50时，结晶度达到最大；当聚苯硫醚与聚烯烃的质量比继续增加，至完全为聚苯硫醚时，其结晶度降至12%。
因此，综合纤维直径与结晶度的双重考虑，本发明选择聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为（30～60）:（70～40），优选为（40～55）:（60～45）。
粘度比，即分散相粘度与基体相粘度之比，在本发明中即为聚苯硫醚相与聚烯烃相的粘度之比，是共混海岛纤维形成过程中重要参数之一，其中各项的粘度用熔融指数衡量，熔融指数越小，其粘度越大。两相熔体粘度比通常遵循软包硬原则，即粘度高的相倾向于形成分散相，粘度低的相倾向于形成基体相。从形态考虑，当分散相粘度高于基体相粘度时，分散相将出现非常明显的聚集现象，分散相所形成的超细纤维直径小，且粗细均匀。因此，可通过控制两相熔体粘度比，制备直径小且均匀度高的聚苯硫醚超细纤维。
聚苯硫醚超细纤维的直径随分散相聚烯烃的熔融指数的下降而显著的减小，当聚烯烃的熔融指数在36g/10min，聚苯硫醚的熔融指数为110g/10min时，制得的聚苯硫醚超细纤维的直径范围在290～1200nm，平均直径为620nm；当聚烯烃的熔融指数减小到15g/10min，聚苯硫醚的熔融指数为110g/10min时，制得的聚苯硫醚超细纤维的直径范围减小为140～580nm，平均直径为280nm；然而，当聚烯烃的熔融指数小于10g/10min时，分散相粘度过大，导致在熔融纺丝过程中流动性差，不易形成共混海岛纤维；而当聚烯烃的熔融指数大于50g/10min时，聚苯硫醚纤维的直径过大，不能达到超细的标准，因此本发明选择聚苯硫醚的熔融指数范围为90～150g/10min，优选为100～140g/10min；聚烯烃熔融指数范围为10～50g/10min；优选为20～40g/10min。
制备聚苯硫醚的步骤（2）为，将步骤（1）得到的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维置于有机溶剂中，使所述的聚烯烃溶解，制得到聚苯硫醚超细纤维，其中，
所述有机溶剂为甲苯或二甲苯，优选为二甲苯；
溶解聚烯烃所用的温度为90～130℃；
溶解聚烯烃所用的时间为1～3小时。
本发明所选用的基体相为聚烯烃，优选为聚乙烯和聚丙烯，上述两种聚烯烃易溶于甲苯或二甲苯，而甲苯或二甲苯为带有支链的苯系物，其在毒性方面明显低于苯，而且易于回收利用，不仅可以节约成本，还可以节约能源。
当用甲苯或二甲苯为溶剂溶解基体相聚烯烃时，随溶剂温度的升高其溶解的速率增加，尤其当溶剂温度高于90℃时，其溶解速率显著增加，而甲苯的沸点110℃，二甲苯的沸点在140℃，因此用甲苯作为溶剂时，溶剂的温度上限为110℃，选用二甲苯为溶剂时，溶剂的温度上限为140℃；在上述温度条件下，溶解1～3小时后基体相能够全部溶解。
实施例
实施例1
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为36g/10min的聚丙烯以40/60的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离1小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径分布为210～1100nm，平均直径约为590nm，其扫描电镜如图1所示，结晶度为57.8%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为40%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
实施例2
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为36g/10min的聚丙烯以50/50的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离3小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径分布为290～1200nm，平均直径约为620nm，其扫描电镜如图2所示，结晶度为59.4%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
实施例3
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为25g/10min的聚丙烯以50/50的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数2倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离2小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径分布为120～900nm，平均直径约为340nm，其扫描电镜如图3所示，结晶度为55.7%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
实施例4
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为15g/10min的聚丙烯以50/50的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数2倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离1.5小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径分布为140～580nm，平均直径约为280nm，其扫描电镜如图4所示，结晶度为57.4%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
实施例5
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚和熔融指数为36g/10min的聚烯烃以55/45的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离2.5小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径的分布为300～1300nm，平均直径约为640nm，其扫描电镜如图5所示，结晶度为57.0%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为55%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
实施例6
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时；将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为36g/10min的聚丙烯以30/70的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度280℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在二甲苯中以120℃条件溶解剥离1小时，得到聚苯硫醚超细纤维，其直径分布为160～970nm，平均直径约为410nm，其扫描电镜如图6所示，结晶度为52.1%，制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为30%，聚苯硫醚在制得的超细纤维中的含量为100%。
对比例
对比例1
将熔融指数为80g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时，将干燥后的聚苯硫醚与分子量为20-30万的线性低密度聚乙烯以55/45的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，结果发现，无法形成聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维，主要由于两者加工温度不在同一范围内，因此共混物不能良好流动。
对比例2
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时，将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为15g/10min的聚丙烯以75/25的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度290℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在甲苯中以120℃条件溶解剥离2.5小时，聚苯硫醚呈连续相，无法获得聚苯硫醚超细纤维。
对比例3
将熔融指数为110g/10min的纤维级聚苯硫醚切片在真空干燥烘箱中以120℃干燥12小时，将干燥后的聚苯硫醚与熔融指数为0.4g/10min的聚1-丁烯以55/45的质量比均匀共混后，放入螺杆纺丝机中进行共混纺丝，纺丝温度285℃，将初生聚苯硫醚/聚烯烃共混纤维于120℃条件下牵伸热定型，牵伸倍数1.5倍，得到结构稳定的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维。
将聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维在甲苯中以120℃条件溶解剥离2.5小时，得到聚苯硫醚超细纤维。纤维直径的分布为450～1300nm，平均直径约为880nm（纤维细度增大），结晶度为28%（结晶度降低），制得的聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为55%，聚苯硫醚超细纤维在共混海岛纤维中的含量为100%。
对比例4
本对比例所用方法与实施例1相同，区别仅在于聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为60/40。
其扫描电镜如图7所示，聚苯硫醚呈连续相，无法获得聚苯硫醚超细纤维。
实验例
实验例1聚苯硫醚和聚烯烃质量比与聚苯硫醚超细纤维结晶度关系
本实验例所用样品利用实施例1所用的方法，区别仅在于聚苯硫醚与聚丙烯质量比如下表1中所示。制得成5种聚苯硫醚超细纤维样品，分别标号1～5，并测定上述5种样品的结晶度，如下表1所示。
表1聚苯硫醚超细纤维结晶度
实验例2聚苯硫醚/聚丙烯共混物结晶行为
将干燥后的聚苯硫醚与聚丙烯分别按照质量比30/70，40/60，50/50，55/45，100/0混合，得到共混物1～5，利用DSC降温实验测定上述制备的5种共混物的结晶性能，结果如图8和表2所示。
由图8可知，将共混物1～5分别快速升温到330℃恒温3min后，以10℃/min的速度降温，降温过程中聚苯硫醚和聚丙烯分别结晶，聚苯硫醚/聚丙烯共混物中聚苯硫醚的热结晶温度约为230℃，而纯聚苯硫醚热结晶温度为218℃，由此可知共混后的聚苯硫醚热结晶温度较纯聚苯硫醚提高了约12℃，说明聚丙烯的加入增强了聚苯硫醚的结晶能力，提高其结晶速率。
由表2可知，当聚苯硫醚/聚丙烯的质量比在30/70～55/45时，聚苯硫醚的结晶温度在230℃左右，明显高于纯聚苯硫醚的结晶温度218.8℃，从而提高聚苯硫醚超细纤维的结晶度。
表2不同质量比聚苯硫醚/聚丙烯共混物的热结晶温度
实验例3聚苯硫醚/聚丙烯不同质量比与超细纤维直径的关系
本实验例所用样品为实施例6、实施例1、实施例2、实施例5和对比例4制得的聚苯硫醚纤维样品，其SEM图如图6、图1、图2、图5和图7中所示，超细纤维直径与聚苯硫醚/聚丙烯质量比的关系如表3所示。可知，聚苯硫醚超细纤维形貌和尺寸是随着聚苯硫醚/聚丙烯质量比的变化而变化的，当聚苯硫醚含量小于60wt%时，聚苯硫醚可以形成超细纤维，且纤维直径随着聚苯硫醚含量增加而增大。当聚苯硫醚含量大于等于60wt%时，分散相聚丙烯无法剥离，无法获得聚苯硫醚超细纤维。说明当共混体系中某一相含量过高时，有形成连续相的趋势，进而导致在后期加工过程中无法形成超细纤维。
表3不同质量比例聚苯硫醚超细纤维统计
实验例4聚苯硫醚/聚丙烯不同粘度比与聚苯硫醚超细纤维直径的关系
将实施例2～4制得的聚苯硫醚超细纤维样品的直径统计如下表4所示，由表4可明显看出中，本实验中提高连续相聚丙烯粘度，共混后得到的分散相聚苯硫醚尺寸降低，均匀度提高。
表4不同粘度比聚苯硫醚超细纤维直径统计
并将上述3种样品做SEM图，如图2～4所示，由图2～4可明显看出，随着聚丙烯熔融指数的下降，即聚苯硫醚与聚丙烯的粘度比下降，聚苯硫醚超细纤维直径范围明显减小；由表4可明显看出，随着聚丙烯熔融指数的下降，即聚苯硫醚与聚丙烯的粘度比下降，聚苯硫醚超细纤维直径范围由290～1200nm，缩小为140～580nm，均匀性明显提高，聚苯硫醚超细纤维平均直径从620nm下降至280nm。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种聚苯硫醚超细纤维，其通过以下步骤制备：
(1)将聚苯硫醚切片与聚烯烃切片共100质量份混合，通过熔融共混法制得聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维，
其中，
聚苯硫醚的熔融指数为90～150g/10min，
聚烯烃的熔融指数为10～50g/10min，
聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为(30～60):(70～40)，
熔融共混纺丝温度为275～290℃；
(2)将步骤(1)得到的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维置于有机溶剂中，使所述的聚烯烃溶解，制得到聚苯硫醚超细纤维，所述有机溶剂选自甲苯和二甲苯；
所得聚苯硫醚超细纤维的单丝纤维直径为130～1500nm，平均直径为200～800nm，结晶度为40～70％，其中聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50～65％。
2.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(1)中所述聚苯硫醚的熔融指数为100～140g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(1)中所述聚烯烃熔融指数为20～40g/10min。
4.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(1)中所述熔融共混法所用的纺丝温度为280℃。
5.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(1)中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(1)中所述聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为(40～55):(60～45)。
7.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为二甲苯。
8.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，步骤(2)中溶解聚烯烃所用的温度为90～130℃。
9.根据权利要求1所述的聚苯硫醚超细纤维，其特征在于，所得聚苯硫醚超细纤维的单丝纤维直径为160～1300nm，平均直径为280nm～640nm，结晶度为60％，其中聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为60％。
10.一种制备权利要求1至9任意一项所述的聚苯硫醚超细纤维的方法，包括下述步骤：
(1)将聚苯硫醚切片与聚烯烃切片共100质量份混合，通过熔融共混法制得聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维，
其中，
聚苯硫醚的熔融指数为90～150g/10min，
聚烯烃的熔融指数为10～50g/10min，
聚苯硫醚与聚烯烃的质量比为(30～60):(70～40)，
熔融共混纺丝温度为275～290℃；
所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯；
(2)将步骤(1)得到的聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维置于有机溶剂中，使所述的聚烯烃溶解，制得到聚苯硫醚超细纤维，所述有机溶剂选自甲苯和二甲苯；
所得聚苯硫醚超细纤维的单丝纤维直径为130～1500nm，平均直径为200～800nm，结晶度为40～70％，其中聚苯硫醚超细纤维在聚苯硫醚/聚烯烃共混海岛纤维中的含量为50～65％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410018220.7A CN103774277B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410018220.7A CN103774277B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103774277A CN103774277A (zh) | 2014-05-07 |
| CN103774277B true CN103774277B (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=50567008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410018220.7A Active CN103774277B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103774277B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105983275A (zh) * | 2015-02-13 | 2016-10-05 | 东丽纤维研究所（中国）有限公司 | 一种高效过滤材料及其生产方法和用途 |
| CN111537387A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-08-14 | 河北冀研能源科学技术研究院有限公司 | 一种聚苯硫醚纤维失效定量判断方法 |
| CN111909467A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-10 | 日彩复合塑料(深圳)有限公司 | 一种塑料托盘料及其制备方法 |
| CN113285174B (zh) * | 2021-05-20 | 2022-11-11 | 东华大学 | 海岛型聚苯硫醚复合电池隔膜及其制备方法 |
| CN113151930B (zh) * | 2021-05-20 | 2023-06-06 | 东华大学 | 海岛型聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0253913A (ja) * | 1988-08-16 | 1990-02-22 | Toray Monofilament Co Ltd | ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント |
| CN1375515A (zh) * | 2001-03-16 | 2002-10-23 | 东丽株式会社 | 树脂成型品及其制造方法 |
| CN1733830A (zh) * | 2004-08-02 | 2006-02-15 | 四川大学 | 聚苯硫醚/聚丙烯原位微纤化共混物的制备 |
| CN100999833A (zh) * | 2007-01-09 | 2007-07-18 | 江苏省纺织研究所有限公司 | 一种聚苯硫醚纤维的生产方法 |
| CN101503830A (zh) * | 2008-02-08 | 2009-08-12 | 东丽株式会社 | 聚苯硫醚纤维的制备方法 |
| CN103409847A (zh) * | 2013-09-01 | 2013-11-27 | 北京服装学院 | 一种聚苯硫醚超细纤维的制备方法 |
-
2014
- 2014-01-15 CN CN201410018220.7A patent/CN103774277B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0253913A (ja) * | 1988-08-16 | 1990-02-22 | Toray Monofilament Co Ltd | ポリフェニレンサルファイドモノフィラメント |
| CN1375515A (zh) * | 2001-03-16 | 2002-10-23 | 东丽株式会社 | 树脂成型品及其制造方法 |
| CN1733830A (zh) * | 2004-08-02 | 2006-02-15 | 四川大学 | 聚苯硫醚/聚丙烯原位微纤化共混物的制备 |
| CN100999833A (zh) * | 2007-01-09 | 2007-07-18 | 江苏省纺织研究所有限公司 | 一种聚苯硫醚纤维的生产方法 |
| CN101503830A (zh) * | 2008-02-08 | 2009-08-12 | 东丽株式会社 | 聚苯硫醚纤维的制备方法 |
| CN103409847A (zh) * | 2013-09-01 | 2013-11-27 | 北京服装学院 | 一种聚苯硫醚超细纤维的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 聚丙烯/聚苯硫醚原位微纤共混物的结构与性能;郭静等;《大连工业大学学报》;20100731;第29卷(第4期);第272-276页 * |
| 聚苯硫醚/聚丙烯原位微纤化共混物结构、形态与性能;权慧;《中国优秀硕士学位论文全文数据库-工程科技Ⅰ辑》;20070315(第3期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103774277A (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103774277B (zh) | 一种聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 | |
| US11149129B2 (en) | Graphene composite material and preparation method thereof | |
| CN105002595A (zh) | 一种含部分还原石墨烯的高分子复合功能纤维及其制备方法 | |
| CN104630928A (zh) | 一种基于石墨烯增强阻燃再生聚酯短纤维的制备方法 | |
| US20130143987A1 (en) | Method for preparing spinning solution of ultra-high molecular weight polyethylene fiber | |
| DE112010005835T5 (de) | Nanofaser aus Polyimidgemisch und deren Verwendung in Batterieseparatoren | |
| US20150147569A1 (en) | Thermo-regulated fiber and preparation method thereof | |
| CN111334888B (zh) | 一种间位芳香族聚酰胺纺丝原液的改性方法 | |
| CN1891870A (zh) | 抗菌聚乳酸纤维的生产方法 | |
| CN103556451A (zh) | 一种聚合物长丝表面复合功能纳米粒子的方法 | |
| CN103046155B (zh) | 导电间位芳纶纤维的制备方法 | |
| CN103741258A (zh) | 一种亲水性聚酯纤维及其制备方法 | |
| CN113151930B (zh) | 海岛型聚苯硫醚超细纤维及其制备方法 | |
| CN112853521B (zh) | 一种防静电poy丝的生产方法 | |
| CN108456948B (zh) | 储热调温纤维及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Fabrication and properties of poly (l‐lactide) nanofibers via blend sea‐island melt spinning | |
| CN107793691A (zh) | 一种高光耐化学品abs/共聚酯合金材料及其制备方法 | |
| CN110409011A (zh) | 复合导电单丝及其制备方法和应用 | |
| CN110872417A (zh) | 纺丝母粒和丙纶丝及其制备方法和丙纶制品 | |
| CN103409847B (zh) | 一种聚苯硫醚超细纤维的制备方法 | |
| CN103820877A (zh) | 一种新型改性聚乙烯醇及其纺丝方法 | |
| CN108396402B (zh) | 一种高韧性涤纶短纤维及其制备方法 | |
| CN110344160A (zh) | 一种抗菌防静电的运动服面料及其制备方法 | |
| CN103541040B (zh) | 聚乳酸超细纤维的制备方法及聚乳酸超细纤维 | |
| CN112688026B (zh) | 一种液晶增强超高分子量聚乙烯锂电池隔膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |