CN106555248A - 吸湿腈纶的制备方法 - Google Patents

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本发明属于纤维制造技术领域，具体涉及一种吸湿腈纶的制备方法。将聚丙烯腈干粉、致孔剂、亲水性物质、添加剂及有机溶剂混合后，加热形成纺丝溶液；再将纺丝溶液在空气中通过热空气纺制成腈纶纤维，对得到的纤维进行水洗烘干后，最终得到吸湿腈纶。本发明所用原料成本低，制备工艺简单易控制，便于大规模工业生产。

Description

吸湿腈纶的制备方法
技术领域
本发明属于纤维制造技术领域，具体涉及一种吸湿腈纶的制备方法。
背景技术
腈纶是聚丙烯腈纤维(PAN)在中国的商品名，腈纶具有优良的性能，手感柔软温暖、弹性良好、耐光耐气候性特别优良；但腈纶也有很多缺点，如吸湿性差，易产生静电等。为改进腈纶的吸湿性，一般通过共聚、共混、水解等方法来制备吸湿性腈纶。
通过共聚方法制备吸湿性腈纶需要在聚合阶段进行，工艺复杂，而且需要对生产工艺及设备进行改造，投入较大；而通过水解方法来制备吸湿性腈纶只需对生产出来的腈纶丝束进行水解，工艺简单，投资较少，但此种方法水解时间长，得到的腈纶的吸湿性较差，同时对腈纶的机械性能有较大伤害，不利于下游厂家加工。中国专利CN101914852 B中公开了一种高吸湿吸水的腈纶制造方法，把腈纶加入到氢氧化钠和胍类试剂的混合溶液中进行水解后得到吸湿腈纶，本方法在水解过程中会对腈纶的力学性能造成一定影响，水解得到的腈纶的吸湿性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸湿腈纶的制备方法，工艺简单、对腈纶物理性能影响较小。
本发明所述的吸湿腈纶的制备方法，步骤如下：
(1)将聚丙烯腈干粉、致孔剂、亲水性物质、添加剂及有机溶剂混合后，加热形成纺丝溶液；
(2)再将纺丝溶液在空气中通过热空气纺制成腈纶纤维，对得到的纤维进行水洗烘干后，最终得到吸湿腈纶。
步骤(1)中所述的聚丙烯腈干粉的重均分子量为70000-100000。
步骤(1)中所述的致孔剂为低分子量聚乙二醇，分子量为2000-4000，优选为4000；致孔剂质量是聚丙烯腈干粉质量的3-7％。
步骤(1)中所述的亲水性物质为聚乙烯醇，分子量为10000-15000；亲水性物质质量是聚丙烯腈干粉质量的3-6％。
步骤(1)中所述的添加剂为乙醇，添加剂质量是聚丙烯腈干粉质量的0.5-1％。
步骤(1)中所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
步骤(1)中所述的纺丝溶液的质量浓度为25-30％。
步骤(1)中所述的加热温度为60-80℃。
步骤(2)中所述的热空气温度为150-170℃。
步骤(2)中所述的水洗温度为70-90℃，水洗时间为30-60min，烘干温度为90-110℃。
本发明中，选择低分子量的聚乙二醇经过纤维水洗后可以在腈纶纤维内部形成大量微孔，微孔的存在可以增大腈纶与空气接触时的表面积，提高腈纶纤维的吸湿性，同时也不会对腈纶纤维的力学性能造成太大影响，保证其在下游的使用。而聚乙烯醇由于其在水中的溶解度较差，经过纤维水洗后仍有部分存在于纤维中，这样利用其亲水性好的特点，继续提高纤维的吸湿性，这要比单一使用聚乙二醇作为致孔剂的增湿效果好，但由于聚乙烯醇在二甲基甲酰胺等溶剂中的溶解性较差，这导致其在原液中会形成大量不溶颗粒物，使得纺丝原液无法进行过滤，而使用乙醇作为添加剂，可以提高聚乙烯醇与聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中溶解时的亲和性，使聚乙烯醇均匀分散在聚丙烯腈溶液中，这样可以使得最终的纺丝原液内无未溶解物，原液可以顺利通过过滤系统，得到的纤维微孔分散均匀，解决了只使用聚乙烯醇难溶解的问题，同时由于有亲水性的聚乙二醇的存在，更加增大了腈纶的吸湿性。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明所用原料成本低，制备工艺简单易控制，便于大规模工业生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
分子量为70000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.27g分子量为4000的聚乙二醇、0.27g分子量为10000的聚乙烯醇及0.045g乙醇溶于25gN、N-二甲基甲酰胺中，再加入9g聚丙烯腈干粉，于60℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为150℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
实施例2
分子量为100000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.67g分子量为3000的聚乙二醇、0.57g分子量为15000的聚乙烯醇及0.09g乙醇溶于25gN、N-二甲基甲酰胺中，再加入9.5g聚丙烯腈干粉，于80℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为170℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入90℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入110℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
实施例3
分子量为80000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.32g分子量为2000的聚乙二醇、0.32g分子量为13000的聚乙烯醇及0.06g乙醇溶于24gN、N-二甲基甲酰胺中，再加入8g聚丙烯腈干粉，于75℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为150℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
实施例4
分子量为90000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.45g分子量为3500的聚乙二醇、0.36g分子量为12000的聚乙烯醇及0.072g乙醇溶于25g二甲基乙酰胺中，再加入9g聚丙烯腈干粉，于70℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为160℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
实施例5
分子量为75000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.55g分子量为4000的聚乙二醇、0.47g分子量为14000的聚乙烯醇及0.065g乙醇溶于25g二甲基亚砜中，再加入9g聚丙烯腈干粉，于70℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为150℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
对比例1
分子量为75000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.55g分子量为4000的聚乙二醇及0.36g分子量为12000的聚乙烯醇溶于25gN、N-二甲基甲酰胺中，再加入9g聚丙烯腈干粉，于70℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为150℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
对比例2
分子量为75000的聚丙烯腈干粉烘干备用，将0.55g分子量为2000的聚乙二醇及0.3g分子量为20000溶于25gN、N-二甲基甲酰胺中，再加入9g聚丙烯腈干粉，于70℃下加热搅拌1h，然后将27％浓度的纺丝溶液倒入纺丝设备中开始纺丝，纺丝时的热空气温度为150℃，制备出腈纶纤维后，将纤维放入70℃水浴中水洗30min，水洗完成后，再将纤维放入90℃的烘箱中烘干至恒重，最终得到吸湿腈纶。
各实施例及对比例的吸湿性能结果见表1
表1 实施例1-5及对比例1-2的吸湿性能

Claims (10)

1.一种吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)将聚丙烯腈干粉、致孔剂、亲水性物质、添加剂及有机溶剂混合后，加热形成纺丝溶液；
(2)再将纺丝溶液在空气中通过热空气纺制成腈纶纤维，对得到的纤维进行水洗烘干后，最终得到吸湿腈纶。
2.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚丙烯腈干粉的重均分子量为70000-100000。
3.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的致孔剂为低分子量聚乙二醇，分子量为2000-4000；致孔剂质量是聚丙烯腈干粉质量的3-7％。
4.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的亲水性物质为聚乙烯醇，分子量为10000-15000；亲水性物质质量是聚丙烯腈干粉质量的3-6％。
5.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的添加剂为乙醇，添加剂质量是聚丙烯腈干粉质量的0.5-1％。
6.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的纺丝溶液的质量浓度为25-30％。
8.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的加热温度为60-80℃。
9.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的热空气温度为150-170℃。
10.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的水洗温度为70-90℃，水洗时间为30-60min，烘干温度为90-110℃。
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