CN114000216A - 一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 - Google Patents
一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114000216A CN114000216A CN202111335802.4A CN202111335802A CN114000216A CN 114000216 A CN114000216 A CN 114000216A CN 202111335802 A CN202111335802 A CN 202111335802A CN 114000216 A CN114000216 A CN 114000216A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acrylonitrile
- mass ratio
- solution
- spinning
- production method
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 62
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 43
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- JHUFGBSGINLPOW-UHFFFAOYSA-N 3-chloro-4-(trifluoromethoxy)benzoyl cyanide Chemical compound FC(F)(F)OC1=CC=C(C(=O)C#N)C=C1Cl JHUFGBSGINLPOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 7
- RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N Poloxamer Chemical compound C1CO1.CC1CO1 RVGRUAULSDPKGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 35
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 229920000604 Polyethylene Glycol 200 Polymers 0.000 claims description 10
- 229940113115 polyethylene glycol 200 Drugs 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 8
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 8
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 7
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 32
- 229920002257 Plurafac® Polymers 0.000 description 18
- LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N (z)-n,n-bis(2-hydroxyethyl)octadec-9-enamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)N(CCO)CCO LPMBTLLQQJBUOO-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/54—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of unsaturated nitriles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/42—Nitriles
- C08F220/44—Acrylonitrile
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F4/00—Polymerisation catalysts
- C08F4/04—Azo-compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法。所述方法包括：S1.将丙烯腈、丙烯酸甲酯、烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中进行聚合，得到纺丝原液A；将丙烯腈、丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中进行聚合，得到纺丝原液B；所述纺丝原液A或纺丝原液B中还添加有抗静电剂；S2.将纺丝原液A和纺丝原液B进行湿法纺丝，经复合喷丝板喷出后进行凝固、牵伸、假捻加工和后处理。通过以上处理，能够赋予聚丙烯腈纤维抗静电性能；两种混合液中单体的不同，造成聚合物亲水性的差异，这种差异性使得聚合物膨润度存在较大差异性，进而使得聚丙烯腈纤维呈三维卷曲结构，赋予了聚丙烯腈纤维良好的蓬松性、保暖性和柔软性。
Description
技术领域
本发明涉及家用纺织品技术领域，特别涉及一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法。
背景技术
上世纪40年代，人们首次开发出了复合纤维。复合纤维是利用性能差异性，将同种或不同种聚合物溶体或溶液，汇合至同一纺丝组件中同一部位，并在同一喷丝孔中喷出，得到的截面含有两种或两种以上不相混合的聚合物纤维。聚合物性能的差异性，使复合纤维呈三维立体卷曲结构，蓬松性好，覆盖性强，主要用于生产毛织品、保暖絮绒填充材料、医疗卫生用品和特殊工作服等产品。
按照聚合物来划分，可将复合纤维分为聚丙烯腈类复合纤维、聚酰胺类复合纤维、聚酯类复合纤维等。其中，聚丙烯腈复合纤维是应用最广泛的。
聚丙烯腈复合纤维具备以下优点：保暖性优异，耐候性好，耐日晒，防霉，防蛀，耐光，耐辐射，耐化学试剂。
然而，聚丙烯腈纤维极易发生静电现象，阻碍了生产的顺利进行(易缠绕或阻塞加工设备；易造成经纱开口不清、织物折叠不齐等现象)；其次，制成的纺织品易吸附灰尘，从而显著地降低了纺织品的使用性能；再者，静电现象产生的高电位还可能对人体产生点击，击穿电子元件进而造成电子元件的损坏。
因此，亟需一种能够改善抗静电性能的聚丙烯腈复合纤维的生产方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法，该聚丙烯腈复合纤维的抗静电性能得到了显著改善。
为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的目的在于提供一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
S1.将丙烯腈、丙烯酸甲酯、烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液A；将丙烯腈、丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液B；所述纺丝原液A或纺丝原液B中还添加有抗静电剂，所述抗静电剂包括环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚；
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，经凝固浴凝固、牵伸后得到初生纤维，随后进行假捻加工和后处理，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维。
进一步，步骤S1中，所述抗静电剂还包括脂肪酸烷醇酰胺。
进一步，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与脂肪酸烷醇酰胺的质量比为4-8：1-3，优选5-8：1。
进一步，步骤S1中，抗静电剂与丙烯腈的质量比为5-10：85-95，优选8-10：85-95。
进一步，步骤S1所述纺丝原液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95，优选5-8：85-95。
进一步，步骤S1所述混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95，优选5-8：85-95。
进一步，步骤S1所述混合液A中，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为0.5-1.5：85-95，优选1-1.5：85-95。
进一步，步骤S1所述混合液A中，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95，优选0.2-0.3：85-95。
进一步，步骤S1所述混合液B中，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95，优选0.2-0.3：85-95。
进一步，步骤S1中，硫氰酸钠水溶液的浓度为45wt％-55wt％，优选48wt％-55wt％。
进一步，步骤S1所述混合液A中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％，优选18wt％-21wt％。
进一步，步骤S1所述混合液B中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％，优选18wt％-21wt％。
进一步，步骤S1所述聚合反应的温度为75-80℃，优选78-80℃；聚合反应的时间为1-2h，优选1.5-2h。
进一步，步骤S2中，采用硫氰酸钠水溶液进行凝固浴处理。
进一步，所述凝固浴中，硫氰酸钠的浓度为9wt％-12wt％，优选10wt％-12wt％。
进一步，步骤S2中，所述凝固浴的温度为10-12℃，优选11-12℃。
进一步，步骤S2中，凝固浴与初生纤维的质量比为15-25：1，优选20-25：1。
进一步，步骤S2中，所述牵伸的倍数为1-3倍，优选1.5-2.5倍。
进一步，步骤S1中，所述抗静电剂还包括聚乙二醇-200。
进一步，聚乙二醇-200与聚丙烯腈的质量比为0.8-1.5：100。
进一步，步骤S2中，所述假捻加工的温度为60-100℃，优选80-100℃。
进一步，步骤S2中，所述后处理包括二次牵伸、水洗、干燥和热定型。
进一步，所述二次牵伸的温度为80-100℃，优选90-100℃；二次牵伸的倍数为3-6倍，优选4-6倍。
进一步，所述水洗的温度为60-80℃，优选70-80℃；水洗的时间为1-3min，优选2-3min。
进一步，所述干燥的温度为80-100℃，优选90-100℃；干燥的时间为5-8min，优选6-8min。
进一步，所述热定型的温度为100-115℃，优选105-1150℃；热定型的时间为2-5min，优选3-5min。
本发明的目的还在于提供如上所述生产方法制得的聚丙烯腈三维卷曲复合纤维。
如上所述，本发明提供的聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法，具有以下有益效果：
1.本发明通过向纺丝原液中添加抗静电剂，能够赋予聚丙烯腈三维卷曲复合纤维抗静电性能。
2.本发明中，丙烯酸甲酯能够降低聚丙烯腈的结晶学，增加聚丙烯腈纤维的柔软性，提高聚丙烯腈纤维的机械强度，改善聚丙烯腈纤维的弹性。
3.本发明中，偶氮二异丁腈受热分解能够产生自由基，从而引发自由基聚合反应，使得丙烯腈与丙烯酸甲酯(混合液A中烯丙基磺酸钠亦参与聚合反应)进行聚合反应，从而得到两种不同的聚丙烯腈聚合物；这两种聚合物的亲水性存在差异性，这种差异性使得两种聚合物在纤维长度方向的膨润度存在较大差异性，进而造成干燥过程中收缩程度的不同，使得聚丙烯腈纤维呈三维卷曲结构，赋予了聚丙烯腈纤维良好的蓬松性、保暖性和柔软性。
4.本发明中，将环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与脂肪酸烷醇酰进行复配，能够进一步改善聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的抗静电性能。
5.本发明中，聚乙二醇-200能够改善环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚在二甲基亚砜中的亲和性，从而进一步改善聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的抗静电性能；并且，聚乙二醇-200能够吸收大气中的水分，形成电荷传导通道，从而进一步改善了聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的抗静电性能。
6.本发明的方法工艺简单，成本低。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
本发明提供了一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
S1.将丙烯腈、丙烯酸甲酯、烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中得到混合液，随后进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液A；将丙烯腈、丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中得到混合液，随后进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液B；所述纺丝原液A或纺丝原液B中还添加有抗静电剂，所述抗静电剂包括环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚；
其中，抗静电剂与丙烯腈的质量比为5-10：85-95，优选8-10：85-95；
混合液A和混合液B采用的硫氰酸钠水溶液的浓度为45wt％-55wt％，优选48wt％-55wt％；
所述混合液A中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％，优选18wt％-21wt％；丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95，优选5-8：85-95；烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为0.5-1.5：85-95，优选1-1.5：85-95；偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95，优选0.2-0.3：85-95；
所述混合液B中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％，优选18wt％-21wt％；丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95，优选5-8：85-95；偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95，优选0.2-0.3：85-95；
所述聚合反应的温度为75-80℃，优选78-80℃；聚合反应的时间为1-2h，优选1.5-2h；
在本发明的另一个实施例中，所述抗静电剂还包括脂肪酸烷醇酰胺，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与脂肪酸烷醇酰胺的质量比为4-8：1-3，优选5-8：1；
在本发明的另一个实施例中，所述抗静电剂还包括聚乙二醇-200，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与聚乙烯醇-200的质量比为1-3：1，优选2-3：1。
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，于硫氰酸钠水溶液中进行凝固、牵伸处理得到初生纤维，随后进行假捻加工二次牵伸、水洗、干燥和热定型，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维；
所述凝固浴中，硫氰酸钠的浓度为9wt％-12wt％，优选10wt％-12wt％；凝固浴的温度为10-12℃，优选11-12℃；凝固浴与初生纤维的质量比为15-25：1，优选20-25：1；牵伸的倍数为1-3倍，优选1.5-2.5倍；
所述假捻加工的温度为60-100℃，优选80-100℃；
所述二次牵伸的温度为80-100℃，优选90-100℃；二次牵伸的倍数为3-6倍，优选4-6倍；
所述水洗的温度为60-80℃，优选70-80℃；水洗的时间为1-3min，优选2-3min；
所述干燥的温度为80-100℃，优选90-100℃；干燥的时间为5-8min，优选6-8min；
所述热定型的温度为100-115℃，优选105-1150℃；热定型的时间为2-5min，优选3-5min。
实施例1
本实施例提供一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，具体步骤如下：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221，得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为8：85；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85；
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，于浓度为10wt％wt％、温度为11℃的硫氰酸钠水溶液中进行凝固、牵伸处理，得到初生纤维，随后于60℃温度下进行假捻加工，接着于90℃温度下二次牵伸6倍，然后用70℃热水水洗2min，随后于90℃温度下干燥6min，再于105℃温度下热定型3min，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维；
其中，凝固浴牵伸处理过程中，硫氰酸钠水溶液与初生纤维的质量比为20：1，牵伸倍数为1.5倍。
实施例2
本实施例提供一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，具体步骤如下：
S1.向浓度为55wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为21wt％的混合液A，并于75℃温度下反应2h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221，得到纺丝原液A；
向浓度为55wt％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为21wt％的混合液B，并于75℃温度下反应2h，脱除单体后得到纺丝原液B；
所述混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4：95，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1.5：95，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.3：95；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为10：95；
所述混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4：95，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.3：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为10：95；
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，于浓度为12wt％、温度为10℃的硫氰酸钠水溶液中进行凝固、牵伸处理，得到初生纤维，随后于80℃温度下进行假捻加工，接着于100℃温度下二次牵伸4倍，然后用80℃热水水洗1min，随后于80℃温度下干燥5min，再于100℃温度下热定型2min，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维；
其中，凝固浴牵伸处理过程中，硫氰酸钠水溶液与初生纤维的质量比为25：1，牵伸倍数为2.5倍。
实施例3
本实施例提供一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，具体步骤如下：
S1.向浓度为45wt％wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为16wt％的混合液A，并于80℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液A；
向浓度为45wt％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为16wt％的混合液B，并于80℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚RPE 1740，得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4：90，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：90，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1：90；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4：90，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1：90，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为5：90；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚RPE1740与混合液B中的丙烯腈的质量比为5：90；
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，于浓度为9wt％wt％、温度为12℃的硫氰酸钠水溶液中进行凝固、牵伸处理，得到初生纤维，随后于70℃温度下进行假捻加工，接着于80℃温度下二次牵伸3倍，然后用60℃热水水洗3min，随后于100℃温度下干燥8min，再于110℃温度下热定型4min，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维；
其中，凝固浴牵伸处理过程中，硫氰酸钠水溶液与初生纤维的质量比为15：1，牵伸倍数为1.8倍。
实施例4
除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚丙烯腈三维卷曲纤维：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221和油酸二乙醇酰胺，得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为5：85，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与油酸二乙醇酰胺的质量比为5：3；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85。
实施例5
除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚丙烯腈三维卷曲纤维：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221和油酸二乙醇酰胺，得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为7：85，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与油酸二乙醇酰胺的质量比为7：1；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85。
实施例6
除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚丙烯腈三维卷曲纤维：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221、油酸二乙醇酰胺和聚乙二醇-200，得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为6：85，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与油酸二乙醇酰胺的质量比为6：1；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与聚乙二醇-200的质量比为3：1；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85。
实施例7
除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚丙烯腈三维卷曲纤维：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后向体系中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF221、油酸二乙醇酰胺和聚乙二醇-200，得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与混合液A中的丙烯腈的质量比为4：85，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与油酸二乙醇酰胺的质量比为4：1；环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚Plurafac LF 221与聚乙二醇-200的质量比为1：1；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85。。
对比例1
除以下条件外，以与实施例1相同的方式生产聚丙烯腈三维卷曲纤维：
S1.向浓度为48wt％的硫氰酸钠水溶液中加入烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液A，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液A；
向浓度为48wt％％的硫氰酸钠水溶液中加入偶氮二异丁腈，搅拌，随后加入丙烯腈和丙烯酸甲酯，搅拌得到丙烯腈的浓度为18wt％的混合液B，并于78℃温度下反应1.5h，脱除单体后得到纺丝原液B；
混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为1：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：85；
混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为5：85，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.2：95，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与丙烯腈的质量比为8：85。
性能检测
将实施例1-7及对比例1制得的纤维各取30g，按照《GB/T 14342-2015化学纤维合成短纤维比电阻试验方法》调湿后，随机均分为两份，按照《GB/T 14342-2015化学纤维合成短纤维比电阻试验方法》测定纤维的比电阻，以两份纤维的比电阻的平均值作为检测结果，结果如表1所示。
表1性能测试结果
| 来源 | 比电阻/(Ω·cm) |
| 实施例1 | 6.3*10<sup>10</sup> |
| 实施例2 | 8.4*10<sup>10</sup> |
| 实施例3 | 9.1*10<sup>10</sup> |
| 实施例4 | 2.9*10<sup>10</sup> |
| 实施例5 | 4.2*10<sup>10</sup> |
| 实施例6 | 7.5*10<sup>9</sup> |
| 实施例7 | 1.8*10<sup>10</sup> |
| 对比例1 | 9.6*10<sup>12</sup> |
由表1可知，与对比例1相比，实施例1-7的纤维制成的面料的比电阻显著降低。
与对比例1相比，实施例1的纤维的比电阻降低了约2个数量级。
与实施例1相比，实施例4和实施例5的纤维的比电阻降低了54％左右和33％左右。
与实施例4相比，实施例6和实施例7的纤维的比电阻降低了74％左右和38％左右。
综上，本发明有效改善了聚丙烯腈纤维的抗静电性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将丙烯腈、丙烯酸甲酯、烯丙基磺酸钠和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中得到混合液A，进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液A；将丙烯腈、丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈加入硫氰酸钠水溶液中得到混合液B，进行聚合反应，脱除单体后得到纺丝原液B；所述纺丝原液A或纺丝原液B中还添加有抗静电剂，所述抗静电剂包括环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚；
S2.将纺丝原液A和纺丝原液B分别脱泡、过滤后进行湿法纺丝，经并列型复合喷丝板喷出，经凝固浴凝固、牵伸后得到初生纤维，随后进行假捻加工和后处理，即得所述聚丙烯腈三维卷曲复合纤维。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述抗静电剂还包括脂肪酸烷醇酰胺；
和/或，步骤S1中，抗静电剂与丙烯腈的质量比为5-10：85-95；
和/或，步骤S1所述混合液A中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95；
和/或，步骤S1所述混合液B中，丙烯酸甲酯与丙烯腈的质量比为4-8：85-95；
和/或，步骤S1所述混合液A中，烯丙基磺酸钠与丙烯腈的质量比为0.5-1.5：85-95；
和/或，步骤S1所述混合液A中，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95；
和/或，步骤S1所述纺丝原液B中，偶氮二异丁腈与丙烯腈的质量比为0.1-0.3：85-95；
和/或，步骤S1所述混合A中，硫氰酸钠水溶液的浓度为45wt％-55wt％；
和/或，步骤S1所述混合液A中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％；
和/或，步骤S1所述混合液B中，丙烯腈的浓度为16wt％-21wt％；
和/或，步骤S1中，所述聚合反应的温度为75-80℃，聚合反应的时间为1-2h；
和/或，步骤S2中，采用硫氰酸钠水溶液进行凝固浴牵伸处理；
和/或，步骤S2中，所述凝固浴的温度为10-12℃；
和/或，步骤S2中，凝固浴与初生纤维的质量比为15-25：1；
和/或，步骤S2中，所述牵伸的倍数为1-3倍。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与脂肪酸烷醇酰胺的质量比为4-8：1-3；
和/或，所述凝固浴中，硫氰酸钠的浓度为9wt％-12wt％。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述抗静电剂还包括聚乙二醇-200。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚醚与聚乙烯醇-200的质量比为1-3：1，优选2-3：1。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S2中，所述湿法纺丝的温度为90-100℃；
和/或，步骤S2中，所述假捻加工的温度为60-100℃；
和/或，步骤S2所述后处理包括二次牵伸、水洗、干燥和热定型。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述二次牵伸的温度为80-100℃，二次牵伸的倍数为3-6倍。
8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述水洗的温度为60-80℃，水洗的时间为1-3min；
和/或，所述干燥的温度为80-100℃，干燥的时间为5-8min。
9.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述热定型的温度为100-115℃，热定型的时间为2-5min。
10.权利要求1-9任一项所述的生产方法制得的聚丙烯腈三维卷曲复合纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111335802.4A CN114000216A (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111335802.4A CN114000216A (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114000216A true CN114000216A (zh) | 2022-02-01 |
Family
ID=79928922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111335802.4A Pending CN114000216A (zh) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114000216A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA796220A (en) * | 1968-10-08 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Wet-spinning composite acrylic fiber including sulfonate component | |
| GB1161606A (en) * | 1965-08-31 | 1969-08-13 | Japan Exlan Co Ltd | Bulky Acrylic Composite Fibre and method for the production thereof |
| US4013753A (en) * | 1973-10-09 | 1977-03-22 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of spontaneously crimping polyacrylonitrile composite fibres with improved crimp properties |
| JPH0673607A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 鞘芯型アクリル系合成繊維及びその製造法 |
| CN111139554A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-12 | 北京化工大学 | 高浸透性聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 |
-
2021
- 2021-11-11 CN CN202111335802.4A patent/CN114000216A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA796220A (en) * | 1968-10-08 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Wet-spinning composite acrylic fiber including sulfonate component | |
| GB1161606A (en) * | 1965-08-31 | 1969-08-13 | Japan Exlan Co Ltd | Bulky Acrylic Composite Fibre and method for the production thereof |
| US4013753A (en) * | 1973-10-09 | 1977-03-22 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of spontaneously crimping polyacrylonitrile composite fibres with improved crimp properties |
| JPH0673607A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 鞘芯型アクリル系合成繊維及びその製造法 |
| CN111139554A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-12 | 北京化工大学 | 高浸透性聚丙烯腈基碳纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "腈纶部分", 《合成纤维通讯》 * |
| 汪多仁等: "《绿色降解化学品》", 科学技术文献出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101965420B (zh) | 抗静电丙烯腈系纤维及其制造方法 | |
| US3330896A (en) | Method of producing bulky yarn | |
| CN1009841B (zh) | Y-形横截面丙烯酸纤维及其生产方法 | |
| US5458968A (en) | Fiber bundles including reversible crimp filaments having improved dyeability | |
| Meredith | The structures and properties of fibres | |
| CN114000216A (zh) | 一种聚丙烯腈三维卷曲复合纤维及其生产方法 | |
| CN1197858A (zh) | 聚乙烯醇湿法交联纺丝工艺 | |
| DE3045467A1 (de) | Verfahren zur herstellung von voroxidierten spinnfasergarnen | |
| CN113774661B (zh) | 一种仿聚酰胺纤维的聚酯纤维裤袜 | |
| CN111636114B (zh) | 一种高强度高导电性聚乙烯醇/石墨烯复合纤维的制备 | |
| US4873142A (en) | Acrylic fibers having superior abrasion/fatigue resistance | |
| US3140265A (en) | Fibrous textile and industrial fabrics | |
| DE2504079C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochschrumpffähigen, trockengesponnenen Acrylnitrilfasern oder -fäden | |
| JP4675515B2 (ja) | コアスパンヤーン | |
| US3404204A (en) | Method of producing high-shrinkage acrylic fibers | |
| US2216406A (en) | Process of treating textiles | |
| US2686103A (en) | Process of modifying regenerated cellulose and product resulting therefrom | |
| US2874023A (en) | Static-resistant hydrophobic resin composition, shaped article thereof and method formaking the latter | |
| US3399177A (en) | Crimpable fibres of acrylonitrile/nu-methylol acrylamide copolymers | |
| CN111270344A (zh) | 一种螺旋状纱线的制备工艺 | |
| CN110230137A (zh) | 一种有机碳黑导电纱线及其制备工艺 | |
| US3562378A (en) | Process for spinning composite acrylic fibers | |
| JP2019196570A (ja) | 吸湿発熱アクリル繊維、吸湿発熱繊維加工品、及びこれらの製造方法 | |
| CN112708975B (zh) | 一种聚丙烯腈预氧化卷曲纤维的制备方法 | |
| CA1286071C (en) | Acrylic fibers having superior abrasion/fatigue resistance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220201 |