CN110158181A - 一种芳纶超短纤维及其制备方法 - Google Patents

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陈军华
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Abstract

本发明属于芳纶聚合物制备领域，尤其涉及一种芳纶超短纤维及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：准备芳纶聚合物；配制凝固液；将所述芳纶聚合物与时尚凝固液混合，进行高速搅拌，混合均匀，获得芳纶超短纤维；对所述芳纶超短纤维进行洗浆。本发明提供的芳纶超短纤维的制备方法，将芳纶聚合物和一定比例的经过配制好的凝固溶液同时输送到高速混合设备里面高效混合，形成超短纤维混合物。

Description

一种芳纶超短纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维制造领域，尤其涉及一种芳纶超短纤维及其制备方法。
背景技术
芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有质地柔软，密度小，高强度，高模量，耐高温特点，可在220度使用10年以上，在560度的温度下，不分解，不融化。
然而，目前的文献介绍的方法出来的超短纤维的长度形态适合造纸级别的，都是超幼小的纤维状，所以成纸的超短纤维的撕裂强度跟国际上的先进水平还是差距较大。
因此，如何制得长度更短，且撕裂强度更强的芳纶超短纤维已成为现有技术领域急需解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种芳纶超短纤维及其制备方法。
本发明是这样实现的，一种芳纶超短纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
准备芳纶聚合物；
配制凝固液；
将所述芳纶聚合物与所述凝固液混合，进行高速搅拌，混合均匀，获得芳纶超短纤维；
对所述芳纶超短纤维进行洗浆。
进一步地，所述芳纶聚合物浓度为8-10％，相对粘度为1.2-1.6，温度为30-40度。
进一步地，所述凝固液为无机盐类、酰胺类溶剂、水的混合物。
进一步地，所述无机盐类包括氯化钙、氯化锂、氯化镁中的至少一种，所述酰胺类溶剂为二甲基乙酰胺。
进一步地，所述凝固液中所述无机盐类的含量为20-70％，所述酰胺类溶剂的含量为1-20％。
进一步地，所述高速搅拌的转速为3000-6000rpm。
进一步地，所述芳纶聚合物与所述凝固液的质量比为1：5-30。
本发明还提供了一种芳纶超短纤维，采用上述所述的芳纶超短纤维的制备方法制备而成。
进一步地，所述芳纶超短纤维的长度为0.1-1mm。
进一步地，所述芳纶超短纤维的撕裂强度为2000-3000N。。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例提供的芳纶超短纤维的制备方法，将芳纶聚合物和一定比例的经过配制好的凝固溶液同时输送到高速混合设备里面高效混合，形成超短纤维混合物，出来后清洗干净，形成毛羽丰富、短纤维的长度可达0.1-1mm，撕裂强度达到2000-3000N的芳纶超短纤维。本发明实施例通过选择合适凝固液凝固形成芳纶超短纤维，流程简单，纤维性能稳定。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种芳纶超短纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
准备芳纶聚合物；
配制凝固液；
将所述芳纶聚合物与所述凝固液混合，进行高速搅拌，混合均匀，获得芳纶超短纤维；
对所述芳纶超短纤维进行洗浆。
本发明实施例提供的芳纶超短纤维的制备方法，将芳纶聚合物和一定比例的经过配制好的凝固溶液同时输送到高速混合设备里面高效混合，形成超短纤维混合物，出来后清洗干净，形成毛羽丰富、短纤维的长度可达0.1-1mm，撕裂强度达到2000-3000N的芳纶超短纤维。本发明实施例通过选择合适凝固液凝固形成芳纶超短纤维，流程简单，纤维性能稳定。
具体地，所述芳纶聚合物浓度为浓度为8-10％，相对粘度为1.2-1.6，温度为30-40度。在所述芳纶聚合物满足以上参数时，由其制备的芳纶超短纤维更长，毛羽也更丰富、结合能力更强，撕裂强度也满足要求，性能更优异。
具体地，所述凝固液为无机盐类、酰胺类溶剂、水的混合物。所述无机盐类包括氯化钙、氯化锂、氯化镁中的至少一种，优选为氯化钙，所述凝固液中所述无机盐类的含量为20-70％，所述酰胺类溶剂的含量为1-20％，其余为水，本发明实施例通过不断验证证实，无机盐类，酰胺类溶剂及水在以上比例范围时，优选为无机盐类的含量为20-40％，酰胺类溶剂的含量为1-10％，其余为水，所形成的凝固液更易与所述芳纶聚合物形成长度更短，撕裂强度更大的芳纶超短纤维，使得本发明的技术方案中获得的技术效果最佳。
具体地，凝固液的温度为0-90度，优选为20-40度。
具体地，所述芳纶聚合物与所述凝固液的质量比为1：5-30，优选为1:7-10，凝固液过多或过少均会难以制备得到所述芳纶超短纤维。
具体地，所述高速搅拌的转速为3000-6000rpm(转每分钟)。
具体地，所述打浆过程为把聚合物通过计量泵、凝固液通过齿轮泵同时注入高速搅拌的密封剪切设备中混合，聚合物瞬间形成像纸浆状的超短纤维。
本发明实施例还提供一种芳纶超短纤维，采用上述所述的芳纶超短纤维的制备方法制备而成。所述芳纶超短纤维的长度为0.1-1mm；所述芳纶超短纤维的撕裂强度为2000-3000N。
本发明实施例形成的超短纤维，形状是很长的纤维帚化状、长纤维片膜状，所以毛羽丰富、结合能力强，性能优异。该工艺的超短纤维可以用于纸页的制造、摩擦材料、橡胶增强等的应用。用本发明实施例的超短纤维制备的芳纶纸业，撕裂强度可以达2000-3000N，是国内同类产品的几倍，国内同类产品在700-900N左右。此外，本发明实施例提供的芳纶超短纤维，在蜂窝上的性能有着很大的优势，这在高铁和大飞机上具有广阔的应用前景。
本发明实施例提供的芳纶超短纤维制备得到的纤维得到充分的成型，把制备的超短纤维分散于一个透明的瓶子中，可以清楚看到超短纤维非常均匀的分散在水中。该工艺的超短纤维可以用于纸页的制造、摩擦材料、橡胶增强等的应用，尤其适合用于蜂窝纸的制备，从而赋予蜂窝纸优异的性能。湿态的产品可以用于纸页的制造，干态的产品可以用于摩擦材料、塑料增强等领域。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
制备芳纶聚合物，所述芳纶聚合物的固含量为8.5％，相对粘度为1.3。配制凝固液的组分为：氯化钙为25％，二甲基乙酰胺为18％，其余为水。将所述芳纶聚合物与凝固液按照质量比为1：10，通过计量泵和同样通过计量泵输送的凝固液同时注入高速混合设备，转速为4000rpm。上述方法形成的超短纤维，经过普通制浆中的洗涤清洗工序，形成产品，产品的机械打浆度为30SR，在纤维镜下观察纤维形态很长，长度达到0.7-0.9mm，并且成型很好。经测试，所制备得到的芳纶超短纤维的撕裂强度为2800N。可将湿态的产品可以用于纸页的制造，干态的产品可以用于摩擦材料、塑料增强等领域。
实施例2
制备芳纶聚合物，所述芳纶聚合物的固含量为9％，相对粘度为1.5。配制凝固液的组分为：氯化镁为24％，二甲基乙酰胺为16％，其余为水。将所述芳纶聚合物与凝固液按照质量比为1：5，通过计量泵和同样通过计量泵输送的凝固液同时注入高速混合设备，转速为6000rpm。上述方法形成的超短纤维，经过普通制浆中的洗涤清洗工序，形成产品，产品的机械打浆度为48SR，在纤维镜下观察纤维形态很长，长度达到0.4-0.6mm，并且成型很好。经测试，所制备得到的芳纶超短纤维的撕裂强度为2200N。
实施例3
制备芳纶聚合物，所述芳纶聚合物的固含量为9.5％，相对粘度为1.32。配制凝固液的组分为：氯化锂为25％，二甲基乙酰胺为19％，其余为水。将所述芳纶聚合物与凝固液按照质量比为1：27，通过计量泵和同样通过计量泵输送的凝固液同时注入高速混合设备，转速为5000rpm。上述方法形成的超短纤维，经过普通制浆中的洗涤清洗工序，形成产品，产品的机械打浆度为32SR，在纤维镜下观察纤维形态很长，长度达到0.2-0.3mm，并且成型很好。经测试，所制备得到的芳纶超短纤维的撕裂强度为2600N。湿态的产品可以用于纸页的制造，干态的产品可以用于摩擦材料、塑料增强等领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
准备芳纶聚合物；
配制凝固液；
将所述芳纶聚合物与所述凝固液混合，进行高速搅拌，混合均匀，获得芳纶超短纤维；
对所述芳纶超短纤维进行洗浆。
2.如权利要求1所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述芳纶聚合物浓度为8-10％，相对粘度为1.2-1.6，温度为30-40度。
3.如权利要求1所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固液为无机盐类、酰胺类溶剂、水的混合物。
4.如权利要求3所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述无机盐类包括氯化钙、氯化锂、氯化镁中的至少一种，所述酰胺类溶剂为二甲基乙酰胺。
5.如权利要求3所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固液中所述无机盐类的含量为20-70％，所述酰胺类溶剂的含量为1-20％。
6.如权利要求1所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为3000-6000rpm。
7.如权利要求1所述的芳纶超短纤维的制备方法，其特征在于，所述芳纶聚合物与所述凝固液的质量比为1：5-30。
8.一种芳纶超短纤维，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述的芳纶超短纤维的制备方法制备而成。
9.如权利要求8所述的芳纶超短纤维，其特征在于，所述芳纶超短纤维的长度为0.1-1mm。
10.如权利要求8所述的芳纶超短纤维，其特征在于，所述芳纶超短纤维的撕裂强度为2000-3000N。
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