CN109554775A - 一种高吸水性纤维的制造方法及制造设备 - Google Patents

一种高吸水性纤维的制造方法及制造设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高吸水性纤维的制造方法，同时提供了一种高吸水性纤维的制造设备。该工艺采用了共聚物的交联配置，分批等量级的定量聚合纺丝；确保聚合和纺丝同时进行，确保得到高性能的吸水纤维。用上述单体苯乙烯共聚马来酸酐盐的高分子材料值得的纤维可以吸收有机溶剂，如乙醇、丙酮、二氧六环等，以及烯烃类溶剂，可以左吸油纤维使用。

Description

一种高吸水性纤维的制造方法及制造设备
技术领域
本发明属于吸水性化学材料制备技术领域，具体涉及一种高吸水性纤维的制造方法及制造设备。
背景技术
目前市场应用的高吸水性树脂多呈粉状、粒状或块状。在使用及生产中有许多不利之处；如果在生产过程中造成粉尘污染；制备吸水性产品时铺展不均匀，产品吸水后容易漏落，影响产品的吸水和保水性能。
由于高吸水纤维具有很多优越的高吸水性和高保水性，其正被广泛的用于各个领域，国内外各厂商和研究机构对吸水性树脂纤维进行了大量的研发工作，并取得了阶段性的进展，据报道，有采用丙烯腈水解纤维的工艺路线；此工艺流程复杂，生产成本较高，产品性能达不到预期，吸水倍率和强度满足不了市场的需求质量调控不稳定。目前还未见工业生产和市场销售。此外有把吸水性材料符合在合成纤维表面做吸水纤维使用；但吸水后出现水凝胶脱落及分离合成纤维，用合成纤维做载体并未达到高吸水性的性能，使用行业不广泛。目前市场有销的纤维以聚乙烯醇(PVA)水溶性纤维为主，但无吸水性倍率和高保水性能，只能作为水溶性纤维使用。国外也有用聚乙烯吡咯烍酮和其他水溶性高分子制作的纤维状产品，但是价格昂贵，产品性能达不到市场使用的吸水粉的性能，应用领域受限。市场上的吸水纤维页大多数为水溶性纤维；吸水膨胀纤维很少或未见使用。所以开发高吸水、高保水的纤维具有广阔的前景。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高吸水性纤维的制造方法。
一种高吸水性纤维的制造方法，它包括：
S01：取等体积的二氧六环和马来酸酐，将二者混合，充分搅拌；
S02：向S01步骤取得的溶液中加入苯乙烯，充分搅拌；
S03：向S02步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S04：取另外一反应釜，用二氧化六环溶液将引发剂溶解好待用；
S05：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S06：将纺出的丝处理后烘干。
进一步的，所述的S02步骤中，苯乙烯与马来酸酐单体的质量比为1:1-1:2；所述的S03步骤中，交联剂为聚乙二醇；所述的聚乙二醇的的质量份数为单体的0.05-0.2％；所述的S04步骤中的引发剂为过氧化苯甲酰，且过氧化苯甲酰的浓度为5％；所述的S05步骤中，反应釜中的溶液中的引发剂占搅拌釜中的溶液的质量的0.1-0.2％；反应物温度为60-85℃。
一种高吸水性纤维的制造方法，它包括：
S01：取丙烯酸与液碱中和配置成溶液；
S02：向S01步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S03：取另外一反应釜将引发剂溶解好待用；
S04：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S05：将纺出的丝处理后烘干。
进一步的，所述的S01步骤中，丙烯酸与液碱配置成的溶液的中和度为90-99％；所述的S02步骤中，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺溶液；所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为12-30％；所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液与S01步骤中溶液质量的0.05-0.3％；所述的S03步骤中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵溶液；所述的S04步骤中，反应物温度为92-98℃.
进一步的，所述的S06步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入25％的氨水中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干。
进一步的，所述的S06步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入3％的氢氧化钠溶液中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干。
进一步的，根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯乙烯共聚马来酸酐铵盐或聚苯乙烯共聚马来酸酐钠盐；所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为60-300ml/克。
进一步的，根据以上的方法制得的吸水纤维为根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯丙烯酸钠共聚苯丙烯酰胺；所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为120-400ml/克。
一种高吸水性纤维的制造设备，它包括：第一搅拌混合釜、第二搅拌混合釜、纺丝设备；所述的纺丝设备为螺旋挤出机，且纺丝设备上设有加热装置；所述的第一搅拌混合釜、第二搅拌混合釜的出料口上分别设有管道；所述的管道的出口分别与纺丝设备上的进料口相互连通；所述的管道上设有流量监测装置，可以监测流入到纺丝设备中的溶液质量和体积。
本发明提供了一种高吸水性纤维的制造方法，它包括：S01：取等体积的二氧六环和马来酸酐，将二者混合，充分搅拌；S02：向S01步骤取得的溶液中加入苯乙烯，充分搅拌；S03：向S02步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；S04：取另外一反应釜，用二氧化六环溶液将引发剂溶解好待用；S05：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；S06：将纺出的丝处理后烘干。还提供了另外一种高吸水性纤维的制造方法：S01：取丙烯酸与液碱中和配置成溶液；S02：向S01步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；S03：取另外一反应釜将引发剂溶解好待用；S04：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；S05：将纺出的丝处理后烘干。同时提供了一种高吸水性纤维的制造设备。该工艺采用了共聚物的交联配置，分批等量级的定量聚合纺丝；确保聚合和纺丝同时进行，确保得到高性能的吸水纤维。用上述单体苯乙烯共聚马来酸酐盐的高分子材料值得的纤维可以吸收有机溶剂，如乙醇、丙酮、二氧六环等，以及烯烃类溶剂，可以左吸油纤维使用。
附图说明
图1为本发明一种高吸水性纤维的制造方法的化学反应方程式；
图2为本发明一种高吸水性纤维的制造方法的化学反应方程式；
图3为本发明一种高吸水性纤维的制造方法的化学反应方程式；
图4为本发明一种高吸水性纤维的制造方法的另一实施方式的化学反应方程式；
图5为现有吸水材料的吸水前后对比图；
图6为本发明一种高吸水性纤维的制造方法的产物的吸水前后对比图；
图7为本发明一种高吸水性纤维的制造设备的组成示意图。
具体实施方式
实施例1：一种高吸水性纤维的制造方法
请参见附图1-3、5、6，一种高吸水性纤维的制造方法，它包括：
S01：取等体积的二氧六环和马来酸酐，将二者混合，充分搅拌；
S02：向S01步骤取得的溶液中加入苯乙烯，充分搅拌；
S03：向S02步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S04：取另外一反应釜，用二氧化六环溶液将引发剂溶解好待用；
S05：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S06：将纺出的丝处理后烘干；
所述的S02步骤中，苯乙烯与马来酸酐单体的质量比为1；1-1:2；
所述的S02步骤中，苯乙烯与马来酸酐单体的质量比优选为1；2-1:1.8；
所述的S03步骤中，交联剂为聚乙二醇；
所述的聚乙二醇的的质量份数为单体(什么单体)的0.05-0.2％；
所述的S04步骤中的引发剂为过氧化苯甲酰，且过氧化苯甲酰的浓度为5％；
所述的S05步骤中，反应釜中的溶液中的引发剂占搅拌釜中的溶液的质量的0.1-0.2％；
所述的S05步骤中，反应物温度为60-85℃；
所述的S05步骤中，纺丝设备为带加热功能的螺旋挤出机；
所述的S06步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入25％的氨水中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干；
所述的S06步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入3％的氢氧化钠溶液中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干；
根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯乙烯共聚马来酸酐铵盐或聚苯乙烯共聚马来酸酐钠盐；
所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为60-300ml/克。
以上反应的化学反应方程式如图所示。
实施例2：一种高吸水性纤维的制造设备
请参见附图4、5、6，一种高吸水性纤维的制造方法，它包括：
S01：取丙烯酸与液碱中和配置成溶液；
S02：向S01步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S03：取另外一反应釜将引发剂溶解好待用；
S04：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S05：将纺出的丝处理后烘干；
所述的S01步骤中，丙烯酸与液碱配置成的溶液的中和度为90-99％；
所述的S02步骤中，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺溶液；
所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为12-30％；
所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液与S01步骤中溶液质量的0.05-0.3％；
所述的S03步骤中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵溶液；
所述的引发剂的浓度为0.1-0.25％；
所述的S04步骤中，反应物温度为92-98℃；
所述的S04步骤中，纺丝设备为带加热功能的螺旋挤出机；
所述的S05步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入25％的氨水中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干；
所述的S05步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入3％的氢氧化钠溶液中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干；
根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯丙烯酸钠共聚苯丙烯酰胺；
所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为120-400ml/克。
以上反应的化学反应方程式如图4所示。
实施例3：一种高吸水性纤维的制造设备
请参见附图5，一种高吸水性纤维的制造设备，它包括：第一搅拌混合釜1、第二搅拌混合釜2、纺丝设备3；
所述的纺丝设备3为螺旋挤出机，且纺丝设备3上设有加热装置；
所述的第一搅拌混合釜1、第二搅拌混合釜2的出料口上分别设有管道4；
所述的管道4的出口分别与纺丝设备3上的进料口相互连通；
所述的管道4上设有流量监测装置5，可以监测流入到纺丝设备3中的溶液质量和体积。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：它包括：
S01：取等体积的二氧六环和马来酸酐，将二者混合，充分搅拌；
S02：向S01步骤取得的溶液中加入苯乙烯，充分搅拌；
S03：向S02步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S04：取另外一反应釜，用二氧化六环溶液将引发剂溶解好待用；
S05：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S06：将纺出的丝处理后烘干。
2.根据权利要求1所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：所述的S02步骤中，苯乙烯与马来酸酐单体的质量比为1:1-1:2；所述的S03步骤中，交联剂为聚乙二醇；所述的聚乙二醇的的质量份数为单体的0.05-0.2％；所述的S04步骤中的引发剂为过氧化苯甲酰，且过氧化苯甲酰的浓度为5％；所述的S05步骤中，反应釜中的溶液中的引发剂占搅拌釜中的溶液的质量的0.1-0.2％；反应物温度为60-85℃。
3.一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：它包括：
S01：取丙烯酸与液碱中和配置成溶液；
S02：向S01步骤取得的液体中加入交联剂，将混合的溶液放入搅拌釜中待用；
S03：取另外一反应釜将引发剂溶解好待用；
S04：将反应釜中的溶液与搅拌釜中的溶液混合，放置于纺丝设备中进行纺丝；
S05：将纺出的丝处理后烘干。
4.根据权利要求3所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：所述的S01步骤中，丙烯酸与液碱配置成的溶液的中和度为90-99％；所述的S02步骤中，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺溶液；所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液的浓度为12-30％；所述的亚甲基双丙烯酰胺溶液与S01步骤中溶液质量的0.05-0.3％；所述的S03步骤中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵溶液；所述的S04步骤中，反应物温度为92-98℃。
5.根据2或4任意一项权利要求所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：所述的S06步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入25％的氨水中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干。
6.根据2或4任意一项权利要求所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：所述的S06 步骤中，所述的处理方式为：将纺出的丝放入3％的氢氧化钠溶液中进行处理，处理后在温度为80-120℃的条件下进行烘干。
7.根据权利要求2所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯乙烯共聚马来酸酐铵盐或聚苯乙烯共聚马来酸酐钠盐；所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为60-300ml/克。
8.根据权利要求4所述的一种高吸水性纤维的制造方法，其特征在于：根据以上的方法制得的吸水纤维为根据以上的方法制得的吸水纤维为聚苯丙烯酸钠共聚苯丙烯酰胺；所述的吸水纤维为外观为白色纤维棉花状，吸水倍率为120-400ml/克。
9.一种高吸水性纤维的制造设备，它包括：第一搅拌混合釜(1)、第二搅拌混合釜(2)、纺丝设备(3)；所述的纺丝设备(3)为螺旋挤出机，且纺丝设备(3)上设有加热装置；所述的第一搅拌混合釜(1)、第二搅拌混合釜(2)的出料口上分别设有管道(4)；所述的管道(4)的出口分别与纺丝设备(3)上的进料口相互连通；所述的管道(4)上设有流量监测装置(5)，可以监测流入到纺丝设备(3)中的溶液质量和体积。
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