CN106480573A - 一种高性能聚苯硫醚纤维构造体及其生产方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高性能聚苯硫醚纤维构造体及其生产方法和用途，该聚苯硫醚纤维构造体是由横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维形成的机织物，该聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下。本发明的聚苯硫醚纤维构造体不仅具有气密性高、亲水性好的特点，还具有工艺简单、省能源、对环境无污染的特点，可应用于电解装置用隔膜、高温液体过滤、绝缘材料中。

Description

一种高性能聚苯硫醚纤维构造体及其生产方法和用途
技术领域
本发明涉及一种高性能聚苯硫醚纤维构造体及其生产方法和用途。
背景技术
隔膜布是水电解槽的主要核心材料，水电解制氢、制氧设备又广泛用于军事、石化、钢铁等制造领域，目前国内主要的碱性水电解制氢设备厂家仍然使用石棉布作为隔膜。但是，随着工业化进程的推进和技术进步，在生产实践过程中，人们也逐渐认识到石棉隔膜存在一些问题。石棉本身并无毒害，它的最大危害来自于它的纤维，这是一种非常细小、肉眼几乎看不见的纤维，当这些细小的纤维释放以后，会长时间浮游于空气中，容易被人体吸入。因此，国际社会都会加大对新型隔膜材料的研发力度，在我国隔膜布一直是水电解设备的主要核心材料，为适应日益激烈的国际竞争，把产品推向国际市场，用新一代非石棉隔膜布取代石棉隔膜布已势在必得。目前，正在采用聚苯硫醚纤维制得的隔膜布来代替石棉隔膜布，虽然解决了污染、气密性低等问题，但如果由于织造的PPS隔膜布使用的纤维纤度不合适以及单纱与股线捻度之间的配比不恰当，就会导致制得的隔膜的孔径大小不均一、气密性不好。
如中国公开专利CN101372752公开了一种采用普通聚苯硫醚纤维制成的非制造布，然后通过70～130℃，90～98%的H2SO4进行磺化处理20～40分钟，再用30%的氢氧化钾处理，最后得到耐高温碱性水电解槽隔膜。该发明由于非织造布的吸液率相对较强，经过强酸处理后，在清洗过程中需要消耗大量宝贵的水资源和化学药品，清洗时间也较长，且工艺操作复杂，易对环境造成污染。同时安全性也差，不宜进行工业化生产。
如中国公开专利CN103938337A公开了一种采用普通2.2T聚苯硫醚纤维制成的高密机织布，然后通过等离子亲水加工的方法赋予聚苯硫醚隔膜的亲水性能，最后得到耐高温耐碱的聚苯硫醚隔膜，该发明由于使用的单纤维纤度及单纱与股线捻度之间的配比不适当，导致制得的隔膜的气密性不好。除此之外，由于采用等离子体亲水加工方法加工的PPS隔膜布，亲水效果不太好、而且时效性短，导致该隔膜无法真正满足生产的需要。
又如中国公开专利CN101195944公开了一种采用聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚丙烯纤维中的一种、两种或三种为原料织造而成的机织物作为无石棉环保节能型隔膜布，虽然该隔膜布的气密性满足了石棉隔膜的标准要求，但由于上述化学纤维的吸水性差，导致制得的隔膜布亲水性差，无法真正满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气密性更高、亲水性更好的高性能聚苯硫醚纤维构造体。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、省能源、对环境无污染的高性能聚苯硫醚纤维构造体的生产方法。
本发明的技术解决方案如下：本发明的聚苯硫醚纤维构造体是由横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维形成的机织物，该聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的平均孔径优选为5μm以下，其中优选6μm以下的孔占纤维构造体全部孔的90%以上。
构成所述机织物的单纱支数优选为21～60s。
构成所述机织物的纱线捻系数优选为180～350。
本发明的聚苯硫醚纤维构造体中聚苯硫醚纱线的捻回数与聚苯硫醚单纱的捻回数的比值优选为0.2～1.0。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的气密性优选在400mmH2O以上。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的面电阻优选为60 mΩ.cm2以下。
本发明的有益效果是：本发明由于使用细度为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维、以及单纱捻回数与股线捻回数之间的比值适当，克服了现有技术的孔径不均一、气密性低的缺陷，可以使制得的PPS机织物的孔径小且分布均匀，这就使得本发明的聚苯硫醚纤维构造体不仅具有气密性高、亲水性好的特点，还具有工艺简单、省能源、对环境无污染的特点。本发明聚苯硫醚纤维构造体可应用于电解装置用隔膜、高温液体过滤、绝缘材料中。
具体实施方式
本发明聚苯硫醚纤维构造体是由横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维形成的机织物，该聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下。由于机织物的孔径均一，而且在所有组织结构中，紧密性是最好的。在所有的织物组织中，平纹织物的交织点最多,紧密度最大，所以选平纹机织物。如果聚苯硫醚纤维的横截面直径小于0.1μm，由于纤维太细，在梳理过程中会出现纤维梳理不开，出现棉结的现象，制得的纱线疵点多，从而导致织造的PPS布面的疵点多，最后就会影响所制得布帛的厚度、孔径，从而致使布帛的孔径、厚度不均匀，导致布帛的气密性差；如果聚苯硫醚纤维的横截面直经大于12μm，由于纤维的直径过粗，导致布帛的孔径大，布帛的气密性差，最终导致制备的氢气、氧气纯度不好；考虑到PPS布帛气密性以及后加工过程中的亲水加工效果等综合因素，聚苯硫醚纤维的横截面直径优选6～8μm。
本发明的聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下，如果PPS纤维构造体的最大孔径大于20μm的话，则纤维构造体的孔径过大，就会导致其使用在制氢设备中时，氢气、氧气气泡易穿过纤维构造体的空隙，导致其气体纯度不纯。聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下，为了使聚苯硫醚纤维构造体的孔径均一、孔径的尺寸分布聚集、集中，聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径优选15μm以下，为了使得纤维构造体的孔径更均一、孔径的尺寸分布更聚集、更集中，聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径优选12μm以下。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的平均孔径为5μm以下，其中6μm以下的孔占纤维构造体全部孔的90%以上。聚苯硫醚纤维构造体的平均孔径控制在上述范围内的话，就能保证气密性高，这样气体分子、气泡就难于通过，从而阻止阳极侧气体和阴极侧气体的混合,以保证气体的纯度且安全性好。若聚苯硫醚纤维构造体的平均孔径大于5μm，由于机织物的孔径过大，机织物在制氢设备中使用时，起不到隔离的作用，最终导致制备的氢气、氧气纯度低，达不到客户的使用要求。为了保证本发明机织物的气密性使用要求，同时提高气体的发生效率，并提高生成气体的纯度，在平均孔径5μm以下范围内的前提下，优化织造条件，提高孔径的均匀性，使孔径在6μm以下的孔占全部孔的90%以上，优选95%以上。
构成聚苯硫醚机织物的单纱支数选为21～60s、捻系数α为200～310。单纱的支数在上述范围可以保证所制得的PPS布帛孔径小且均一、气密性高，还可以使得机织物在后道的亲水加工效果好。如果单纱支数过少的话，纱线太粗，导致机织物的孔径大，机织物的气密性小，最终导致制备的氢气、氧气纯度不好；如果单纱支数过多的话，势必需要很细的纱线，这样就会导致生产过程困难。另外，单纱的捻系数在上述范围内可以保证所制得的PPS纱线蓬松感适中，使得机织物的孔径小且均一、气密性高，还可以使得机织物在后道的亲水加工效果好。如果纱线的捻系数过小的话，纱线的捻度太低，导致纱线的强力低，制得的布帛的强力就会变低；如果纱线的捻系数过大的话，纱线的捻度太高，就会导致纱线内部纤维间的空隙变小，相对于纱线间的空隙来说过小，所以导致整个机织物的孔径大小不均一，气密性降低。
构成所述聚苯硫醚机织物的纱线捻系数为180～350，若纱线的捻系数过低的话，则导致单纤维的捻回角小，纤维间的抱合力减小，纱线的强度降低，导致在织造过程中由于纱线的强力低，难以织造；若纱线的捻系数过高的话，则导致纤维间的抱合力过大，纱线的强力降低，且容易在织造过程中易出现小辫子，从而会导致织造的机织物的孔径不均一。
本发明的聚苯硫醚纱线的捻回数与聚苯硫醚单纱的捻回数的比值为0.2～1.0，纱线捻回数与单纱捻回数的比值在上述范围内可以保证机织物的孔径均一，还可以使得机织物在亲水加工过程中，接上的亲水基团数目多，就会使机织物的含液率增加，在机织物表层形成的水膜较厚，可以有效地阻止气泡穿过，使得气体纯度增加。如果聚苯硫醚纱线的捻回数与单纱捻回数的比值过小的话，纱线的捻度势必就会降低，导致聚苯硫醚纱线的强度低，制得的聚苯硫醚机织物的强力就会变低，从而就会导致机织物容易被穿破；如果聚苯硫醚的纱线捻回数与单纱捻回数的比值过大的话，会导致纱线内部纤维间的空隙变小，从而导致整个机织物的孔径大小不均一，气密性低下导致机织物的孔径不均一，而且使得接上去的亲水基团数目少。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的气密性在400mmH2O以上。将该聚苯硫醚纤维构造体应用于水电解槽时，在满足400mm以上H2O压力下,保持2min不透气的条件下，可以基本满足实际水电解槽中隔膜布的气密性使用要求，且同时考虑到隔膜布能具有优异的气密性、离子的通过效率以及隔膜布的加工性。如果气密性小于400mmH2O压力，无法满足隔膜基本需求，生成的气体纯度受影响。
本发明聚苯硫醚纤维构造体的面电阻为60 mΩ.cm2以下，优选面电阻为10 mΩ.cm2以下。如果聚苯硫醚纤维构造体的面电阻大于60 mΩ.cm2的话，导致布帛的阻抗大，增加电能的消耗，而且生产成本也增加。
本发明的高性能聚苯硫醚纤维构造体是应用在制氢设备中，主要作用是离子可以通过，气体分子不可以通过。由于不同客户对制的氢气、氧气的纯度要求不一样，所以对布帛的孔径大小及气密性要求也不一样，这和布帛的类型及组织无关，只要气体分子间不相互穿透即可满足客户要求。
本发明的高性能聚苯硫醚纤维构造体的生产方法，包括如下步骤：
（1）棉纺工艺：将横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维经过开清棉-梳棉-并条-粗纱，将粗纱经过牵伸制得支数为20～60s、捻系数α为200～310的聚苯硫醚单纱，再经过络筒-并线-加捻-热定型制得股数为1～6股的聚苯硫醚纱线；
（2）织造工艺：将制得的聚苯硫醚纱线经过整经-穿综-插筘-织造，制得覆盖系数为2400～2900的聚苯硫醚机织物；机织物的覆盖系数是表征织物紧密程度的参数，覆盖系数越高，织物越紧密，通气度和孔径就越小，如果平纹机织物的覆盖系数低于2400，由于织物紧度不够，导致织物的气密性低，这样机织物就难于阻挡气体的通过，从而不能保证气体的纯度以及生产过程的安全性；如果平纹机织物的覆盖系数高于2900，对织机有较高的要求，织造困难。机织物的覆盖系数优选2600～2800；
（3）后加工工艺：将制得的聚苯硫醚机织物进行精炼、水洗、干燥、180～200℃下热定型，最终制得成品。
上述精炼、热定型的最佳实验条件如下：
a.使用的精炼剂: YK30 12g/L、YS66 3.0g/L、YK37 2.0g/L、
b.精炼槽温度：1槽40～50℃、2槽70～80℃、3槽95～105℃、
c.速度：10～14m/min、
d.热定型温度：180℃～210℃、
e.热定型速度：10～14m/min。
本发明的聚苯硫醚纤维构造体的生产方法还包括等离子体或/和磺化亲水加工，该加工可以是在精炼后进行的，对精炼后的PPS机织物进行亲水加工，如等离子加工、磺化加工，这样就可以在PPS纤维表面接上亲水基团，可以增加PPS机织物的润湿速度，同时还可以增加PPS机织物的含液率，使得在使用过程中，气体的生产效率提高且纯度高。上述等离子亲水加工方法，包括常压等离子体加工、低压等离子体加工，常压等离子体加工的方法包括辉光放电、无声放电、电晕放电，其中辉光放电包括直流电流、高频电流、微波辐射，低压等离子加工处理的气体可以为氧气、氩气、氮气等，考虑到加工的可能性、加工的稳定性、加工的效率，等离子亲水加工优选常压等离子体辉光直流放电，常压等离子体辉光直流放电的条件为，电压5～15v、电流12～18A、接上的氧元素的含量占所测到的元素含量的15～25%。等离子体加工后，在PPS纤维的表面有凹凸的小坑生成，这样可以增加PPS机织物的毛细效应及吸水性，除此之外，在PPS纤维的表层接上亲水基团，亲水基团为硫酸根、羧酸根、碳酸根、羟基、羰基等，接上的这些亲水基团的作用可以增加PPS纤维的吸水速度，还可以提高氢气、氧气的纯度。
磺化亲水加工方法的条件是，温度80～140℃、时间1～10min、磺化处理液可以为氯磺酸、浓硫酸（85%～98%），最后的PPS纤维磺化率为5～30%，磺化亲水加工后，在PPS纤维的表层接上亲水基团，亲水基团为硫酸根等，接上的这些亲水基团的作用可以增加PPS纤维的吸水速度，还可以提高氢气、氧气的纯度。
采用等离子体和磺化加工时还可以采用如下方法：先将PPS纱线进行等离子体处理，使得PPS纱线物理刻蚀，使得在纤维的表层形成凹凸的坑，增加了PPS纤维的比表面积，然后将等离子加工后的PPS纱线织造成PPS织物，再将PPS织物经过磺化亲水加工处理，这样可以增加接上亲水基团的数目，使得亲水效果更好。
通过以下实施例，对本发明作进一步说明。但本发明的保护范围并不限于实施例，实施例中的各物性由下面方法测定。
【覆盖系数】
机织物的覆盖系数的计算公式如下： ，
其中：NW：织物的经向密度（根/英寸）；
DW：织物中经向长丝的细度（dtex）；
Nf：织物的纬向密度（根/英寸）；
Df：织物中纬向长丝的细度（dtex）。
【平均孔径】
根据ASTMF316-03标准，采用毛细管流动气孔计测量织物孔径，将织物样品放在样品室中，用表面张力为19.1dynes/cm的斯维克酮液（silwick silicone Fluid）润湿。样品室的底部夹件具有直径2.54cm、厚度为3.175mm的多孔金属盘插件，样品室的顶部夹件具有3.175mm直径的孔洞，织物孔径的值是两次测量的平均值。
【气密性】
根据中国建材行业标准JCT 211-2009　｢隔膜石棉布｣标准。4.5.2气密性能测试。
【吸水率】
根据GB/T21655.1-2008标准测试经过亲水处理前后的吸水率。
【吸水速度】
根据JIS L1907-2010纤维制品的吸水性试验方法中7.1.1滴下法进行测试。
【面电阻】
根据中华人民共和国电子工业行业标准SJ/T 10171.5-91碱性蓄电池隔膜面电阻的测试标准，设置的测试PPS隔膜面电阻的设备，设备的设置参数如下：
（1）低温恒温槽控制装置
a.低温恒温槽控制装置的温度范围-5～100℃，温控偏差±0.05
（该仪器为上海庚庚仪器设备有限公司,型号为：DC0506）；
b.工作温度60℃，液体介质一般选用二甲基硅油。
（2）电池内阻测试仪
a.规格型号：AT526(常州安柏精密仪器有限公司)；
b.测试电阻准确度：0.5%、电压：0.01%；
c.测试范围：电阻0.0005毫欧～33欧、电压：0.00001～120v的直流电压；
d．内阻仪配件：1m 测试探针 ATL502A；1m 测试线 ATL502；1.8Mrs232通行电缆 ATL108；保险丝（在电源插座内）0.5A SB。
（3）测试电阻槽的设置参数
a.槽的材质:PTFE材料；
b.电极材料纯银（99.9999%）；
c.两电极间的距离：23mm；
d.PPS隔膜的面积长*宽=4cm*2cm；
e.使用的KOH碱液：温度:60℃;质量浓度:Wt 30%。
（4）实验时使用的实验药品
a.KOH Wt 30% (氢氧化钾：优级纯)；
b.配碱液使用的水为二级超纯去离子水。
（5）测试环境:温度为20℃、湿度为60% RH的恒温恒湿环境。
【接枝率的计算】
用0.1mon/L的NaOH标准溶液滴定磺化后的PPS机织物（酚酞作指示剂），根据所消耗的NaOH的量计算机织物的接枝率，接枝率的计算公式如下：接枝率%=（0.01V*108）/1000W*100%，其中：V为消耗NaOH的毫升数，W为参加滴定的磺化后PPS隔膜布的质量，108是聚苯硫醚单体的相对分子质量。
实施例1
将横截面直径为4μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为60s、捻度为90T/10cm、捻系数为280PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为2股，捻度为76T/10cm、捻系数为337的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.84，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为113根/英寸、纬向密度为65根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2497、厚度为0.30mm、最大孔径为16μm、平均孔径为4.2μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的90%以上，面电阻R为1.36mΩ.cm2，经纬向强力分别为625N/3cm、378N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例2
将横截面直径为7μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为60s、捻度为90T/10cm、捻系数为280的PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为4股，捻度为54T/10cm、捻系数为310的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.60，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为90根/英寸、纬向密度为60根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2976、厚度为0.40mm、最大孔径为16μm、平均孔径为4.4μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的91%以上，面电阻R为1.43mΩ.cm2，经纬向强力分别为900N/3cm、570N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例3
将横截面直径为8μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为60s、捻度为90T/10cm、捻系数为280PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为6股，捻度为44T/10cm、捻系数为337的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.49，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为66.3根/英寸、纬向密度为39根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2560、厚度为0.64mm、最大孔径为17μm、平均孔径为4.9μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的92%以上，面电阻R为1.52mΩ.cm2，经纬向强力分别为991N/3cm、654N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例4
将横截面直径为8μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为40s、捻度为57T/10cm、捻系数为220PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为4股，捻度为57T/10cm、捻系数为300的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为1.0，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为66.8根/英寸、纬向密度为43.7根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行等离子体亲水加工。最终制得覆盖系数为2743、厚度为0.62mm、最大孔径为18μm、平均孔径为4.5μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的93%以上，面电阻R为1.62mΩ.cm2，经纬向强力分别为1014N/3cm、711N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例5
将横截面直径为9μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为20s、捻度为48T/10cm、捻系数为260PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为2股，捻度为40T/10cm、捻系数为309的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.83，将制得的PPS纱线经过等离子体亲水加工后，将其分别作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为68.3根/英寸、纬向密度为45.2根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2758、厚度为0.61mm、最大孔径为19μm、平均孔径为3.3μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的95%以上，面电阻R为2.01mΩ.cm2，经纬向强力分别为1031N/3cm、846N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例6
将横截面直径为10μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为40s、捻度为81T/10cm、捻系数为300PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为2股，捻度为80T/10cm、捻系数为280的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.99，将制得的PPS纱线经过等离子体亲水加工后，将其分别作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为66.3根/英寸、纬向密度为39.0根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2560、厚度为0.64mm、最大孔径为16μm、平均孔径为3.0μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的94%以上，面电阻R为2.2mΩ.cm2，经纬向强力分别为900N/3cm、602N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例7
将横截面直径为11μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为60s、捻度为90T/10cm、捻系数为280PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为2股，捻度为76T/10cm、捻系数为337的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.84，将制得的PPS纱线经过等离子体亲水加工后，将其分别作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为113根/英寸、纬向密度为60根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行磺化亲水加工。最终制得覆盖系数为2426、厚度为0.35mm、最大孔径为18μm、平均孔径为4.3μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的91.5%以上，面电阻R为2.4mΩ.cm2，经纬向强力分别为640N/3cm、400N/3cm的PPS纤维构造体。评价本发明PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
实施例1～7中制得的PPS纤维构造体可应用于电解装置用隔膜、高温液体过滤、绝缘材料中。
比较例1
将横截面直径为13μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为20s、捻度为56T/10cm、捻系数为190PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为2股，捻度为60T/10cm、捻系数为435的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为1.07，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为67根/英寸、纬向密度为46根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行等离子体亲水加工。最终制得覆盖系数为2745、厚度为0.50mm、最大孔径为30μm、平均孔径为5.2μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的80%以上，面电阻R为4.8mΩ.cm2，经纬向强力分别为1280N/3cm、903N/3cm的PPS纤维构造体。评价该PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
比较例2
将横截面直径为14μm的圆形PPS纤维，通过清绵-梳绵-并条-粗纱-细纱-络筒-热定型过程, 制得支数为20s、捻度为56T/10cm、捻系数为310PPS单纱，将制得的PPS单纱通过络筒-并纱-加捻-热定型的棉纺工艺进行纺纱，制得的股数为4股，捻度为40T/10cm、捻系数为400的PPS纱线，其中PPS纱线的捻回数与单纱的捻回数的比值为0.71，将制得的PPS纱线作为经纱和纬纱通过织机进行织造，制得经向密度为45根/英寸、纬向密度为30根/英寸的平纹坯布，然后将制得的坯布进行精炼、水洗、干燥、180℃下热定型，再进行等离子体亲水加工。最终制得覆盖系数为2577、厚度为0.80mm、最大孔径为40μm、平均孔径为8.3μm，其中6μm以下的孔占机织物全部孔的40%以上，面电阻R为3.41mΩ.cm2，经纬向强力分别为1691N/3cm、1319N/3cm的PPS纤维构造体。评价该PPS纤维构造体的各物性，并参见下表1。
表1

Claims (10)

1.一种高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：该聚苯硫醚纤维构造体是由横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维形成的机织物，该聚苯硫醚纤维构造体的最大孔径为20μm以下。
2.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：该聚苯硫醚纤维构造体的平均孔径为5μm以下，其中6μm以下的孔占纤维构造体全部孔的90%以上。
3.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：构成所述机织物的聚苯硫醚单纱支数为21～60s。
4.根据权利要求1所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：构成所述机织物的聚苯硫醚纱线捻系数为180～350。
5.根据权利要求3或4所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：所述聚苯硫醚纱线的捻回数与聚苯硫醚单纱的捻回数的比值为0.2～1.0。
6.根据权利要求1或2所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：该聚苯硫醚纤维构造体的气密性在400mmH2O以上。
7.根据权利要求1或2所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体，其特征在于：该聚苯硫醚纤维构造体的面电阻为60 mΩ.cm2以下。
8.一种权利要求1所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）棉纺工艺：将横截面直径为0.1～12μm的聚苯硫醚纤维经过开清棉-梳棉-并条-粗纱，将粗纱经过牵伸制得支数为20～60s、捻系数α为200～310的聚苯硫醚单纱，再经过络筒-并线-加捻-热定型制得股数为1～6股的聚苯硫醚纱线；
（2）织造工艺：将制得的聚苯硫醚纱线经过整经-穿综-插筘-织造，制得覆盖系数为2400～2900的聚苯硫醚机织物；
（3）后加工工艺：将制得的聚苯硫醚机织物进行精炼、水洗、干燥、180～200℃下热定型，最终制得成品。
9.根据权利要求8所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体的生产方法，其特征在于：还包括等离子体或/和磺化亲水加工。
10.一种权利要求1所述的高性能聚苯硫醚纤维构造体在电解装置用隔膜、高温液体过滤、绝缘材料中的应用。
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