CN114959930B - 一种纺丝成型方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及纺丝制造领域，具体公开了一种纺丝成型方法。包括以下制备步骤：S1:将聚乙烯乳液70‑80份、抗静电剂1‑3份、改性膨润土1‑3份、芥酸酰胺0.1‑0.3份、油酸酰胺0.1‑0.3份混合在一起，得到纺丝原液；S2：将纺丝原液喷丝，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；其中，芥酸酰胺和油酸酰胺的质量比例为（0.8‑1.2）：1；改性膨润土的制备包括以下步骤：S1：将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中，得到表面处理剂；S2：将膨润土加入表面处理剂中浸泡，取出膨润土，干燥，得到改性膨润土。本申请的制备方法制备的纺丝分散性能好。

Description

一种纺丝成型方法
技术领域
本申请涉及纺织品制造领域，更具体地说，它涉及一种纺丝成型方法。
背景技术
溶液纺丝是指将高聚物浓溶液定量从喷丝孔挤出，通过喷丝头的细孔压出成为纺丝，然后在水中使其降温凝固后缠绕在卷丝筒上。与传统的纺丝方法相比，溶液纺丝制得的纤维具有优异的性能。如:比表面积大、耐磨性能好等，有机高分子材料通过纺丝工艺成为细丝后，在纺织工程、生物医学、特种材料等方面有着重要的应用。
喷丝头能够同时喷出几十到几百根纺丝，当喷丝头将纺丝喷出后，数根高温纺丝进入冷却水降温凝固，纺丝在进入冷却水之后容易粘连在一起，造成纺丝的损坏。
发明内容
为了使高温纺丝进入冷却水降温凝固时尽可能分散开，本申请提供一种纺丝成型方法。
本申请提供的一种纺丝成型方法，采用如下的技术方案：
S1:制备纺丝原液：将聚乙烯乳液70-80份、抗静电剂1-3份、改性膨润土1-3份、芥酸酰胺0.1-0.3份、油酸酰胺0.1-0.3份混合在一起，得到纺丝原液；
S2：制备纺丝：将纺丝原液喷丝，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；
S3：卷丝：聚乙烯纺丝经过干燥，将聚乙烯纺丝卷成卷状；
其中，芥酸酰胺和油酸酰胺的质量比例为(0.8-1.2)：1；
改性膨润土的制备包括以下步骤：
S1：将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中，得到表面处理剂；
S2：将膨润土加入表面处理剂中浸泡，取出膨润土，干燥，得到改性膨润土。
通过采用上述技术方案，芥酸酰胺作为芥酸的重要衍生物,是一种应用范围广泛的优良精细化工产品，它具有较高的熔点和良好的热稳定性，将芥酸酰胺加入纺丝原液中，纺丝原液形成纺丝时，芥酸酰胺迁出后由于其内在分子相互吸引,能在制品表面快速形成具有润滑作用的分子膜，从而起到纺织纺丝互相粘连的作用；
油酸酰胺加入纺丝原液中，纺丝原液形成纺丝时，油酸酰胺也能在制品表面快速形成具有润滑作用的分子膜，从而起到纺织纺丝互相粘连的作用，由于油酸酰胺和芥酸酰胺的迁移速度和耐热性能不同，油酸酰胺和芥酸酰胺共同使用时，对于纺丝抗粘连性能具有协同效果；将膨润土作为聚乙烯纺丝的原料，聚乙烯丝束形成聚乙烯纺丝后，膨润土近圆形颗粒在纺丝的表面形成了许多突起，使得纺丝表面凹凸，使纺丝的表面变得粗糙，使相接触的纺丝表面之间能够存留一定量的空气，形成空气层，从而减小纺丝之间相互粘连的可能性；
除此之外，膨润土遇水，改性膨润土与水接触的区域发生膨胀，使得纺丝表面变得更为凹凸不平，纺丝表面变得更为粗糙，使得纺丝之间的空气层变大，进一步减小了纺丝之间相互粘连的可能性；
但是由于添加了油酸酰胺和芥酸酰胺，使得膨润土与纺丝的相容性变差，对膨润土进行改性，增加膨润土与纺丝之间的结合力，防止膨润土脱落。
优选的，所述凝固液包括以下物质混合而成：凝固液和十二烷基硫酸钠，其中凝固液与十二烷基硫酸钠的质量比为150：1-200:1。
通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠作为常用的药用辅料，在药学中的应用非常广泛，十二烷基硫酸钠是分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的两亲结构化合物，能够加速水分透入改性膨润土，增大改性膨润土的膨胀速度，使得纺丝之间的空气层快速变大，有利于纺丝快速分散；
除此之外，十二烷基硫酸钠疏水烷基链端会吸附在纺丝的表面，亲水的一端伸入水中，疏水的烷基链分子之间通过空间排斥力相互作用，使得纺丝分散开来。
优选的，所述聚乙烯溶丝经过冷却水时，冷却水被超声机超声振荡。
通过采用上述技术方案，超声波空化作用产生的冲击波和微射流具有粉碎作用，可以将黏在一起纺丝分散开。
优选的，所述改性膨润土的粒径为3-5μm。
通过采用上述技术方案，改性膨润土粒径过大，不利于改性膨润土粘结在纺丝中；改性膨润土粒径过小，纺丝表面的粗糙度较低，不利于纺丝的分散。
优选的，所述抗静电剂为玻璃微珠。
通过采用上述技术方案，玻璃微珠具有良好的抗静电能力，除此之外，玻璃微珠同样能够使得纺丝表面粗糙，减少纺丝之间相互粘连的情况发生。
优选的，所述玻璃微珠的粒径为3-5μm。
通过采用上述技术方案，玻璃微珠粒径过大，不利于改性膨润土粘结在纺丝中；玻璃微珠粒径过小，纺丝表面的粗糙度较低，不利于纺丝的分散。
优选的，所述凝固液中还添加有乙醇，所述冷却水与乙醇的质量比为4:1-5:1。
通过采用上述技术方案，乙醇添加到凝固液中，纺丝表面吸附的-OH基团被-OC4H9，-OC2H5等基团取代，增大了纺丝之间的空间位阻，使得纺丝之间的粘结得到了有效的减轻，除此之外，乙醇能够加速纺丝的干燥速度，节省生产效率。
优选的，所述冷却水与十二烷基硫酸钠的质量比为150：1-180:1。
通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠过多，气泡严重，不利于后续干燥。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、芥酸酰胺作为芥酸的重要衍生物,是一种应用范围广泛的优良精细化工产品，它具有较高的熔点和良好的热稳定性，将芥酸酰胺加入纺丝原液中，纺丝原液形成纺丝时，芥酸酰胺迁出后由于其内在分子相互吸引,能在制品表面快速形成具有润滑作用的分子膜，从而起到纺织纺丝互相粘连的作用；油酸酰胺加入纺丝原液中，纺丝原液形成纺丝时，油酸酰胺也能在制品表面快速形成具有润滑作用的分子膜，从而起到纺织纺丝互相粘连的作用，由于油酸酰胺和芥酸酰胺的迁移速度和耐热性能不同，油酸酰胺和芥酸酰胺共同使用时，对于纺丝抗粘连性能具有协同效果；将膨润土作为聚乙烯纺丝的原料，聚乙烯丝束形成聚乙烯纺丝后，膨润土近圆形颗粒在纺丝的表面形成了许多突起，使得纺丝表面凹凸，使纺丝的表面变得粗糙，使相接触的纺丝表面之间能够存留一定量的空气，形成空气层，从而减小纺丝之间相互粘连的可能性；除此之外，膨润土遇水，改性膨润土与水接触的区域发生膨胀，使得纺丝表面变得更为凹凸不平，纺丝表面变得更为粗糙，使得纺丝之间的空气层变大，进一步减小了纺丝之间相互粘连的可能性；但是由于添加了油酸酰胺和芥酸酰胺，使得膨润土与纺丝的相容性变差，对膨润土进行改性，增加膨润土与纺丝之间的结合力，防止膨润土脱落；
2、十二烷基硫酸钠作为常用的药用辅料，在药学中的应用非常广泛，十二烷基硫酸钠是分子中带有性质不同的亲水基和疏水基的两亲结构化合物，能够加速水分透入改性膨润土，增大改性膨润土的膨胀速度，使得纺丝之间的空气层快速变大，有利于纺丝快速分散；除此之外，十二烷基硫酸钠疏水烷基链端会吸附在纺丝的表面，亲水的一端伸入水中，疏水的烷基链分子之间通过空间排斥力相互作用，使得纺丝分散开来；
3、玻璃微珠具有良好的抗静电能力，除此之外，玻璃微珠同样能够使得纺丝表面粗糙，减少纺丝之间相互粘连的情况发生；乙醇添加到凝固液中，纺丝表面吸附的-OH基团被-OC4H9，-OC2H5等基团取代，增大了纺丝之间的空间位阻，使得纺丝之间的粘结得到了有效的减轻，除此之外，乙醇能够加速纺丝的干燥速度，节省生产效率。
具体实施方式
制备例
制备例1
凝固液的制备：将150kg冷却水、1kg的十二烷基硫酸钠、37.5kg乙醇混合均匀，得到凝固液。
制备例2
凝固液的制备：将160kg冷却水、1kg的十二烷基硫酸钠、40kg乙醇混合均匀，得到凝固液。
制备例3
凝固液的制备：将180kg冷却水、1kg的十二烷基硫酸钠、36kg乙醇混合均匀，得到凝固液。
制备例4
凝固液的制备：将200kg冷却水、1kg的十二烷基硫酸钠、50kg乙醇混合均匀，得到凝固液。
制备例5
凝固液的制备：将200kg冷却水、50kg乙醇混合均匀，得到凝固液。
制备例6
凝固液的制备：将200kg冷却水、1kg的十二烷基硫酸钠混合均匀，得到凝固液。
制备例7
凝固液的制备：200kg冷却水即为凝固液。
制备例8
改性膨润土的制备：
S1：将乙烯基三乙氧基硅烷溶于乙醇溶液中，得到质量分数为2％的乙烯基三乙氧基硅烷溶液；
S2：将膨润土加入乙烯基三乙氧基硅烷溶液中浸泡2h，取出膨润土，干燥，得到改性膨润土。
实施例
实施例1
一种纺丝成型方法，包括以下步骤：
S1:制备纺丝原液：将70kg聚乙烯乳液、1kg玻璃微珠、1kg改性膨润土、0.1kg芥酸酰胺和0.1kg油酸酰胺混合在一起，得到纺丝原液；
S2：将纺丝原液挤入喷丝组件，喷丝组件包括喷丝头，喷丝头的喷孔数目为1000，孔径为0.1mm，纺丝原液通过喷丝头挤压喷出，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束一起经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；
S3：卷丝：聚乙烯纺丝在100℃干燥，200根聚乙烯纺丝形成纺丝束，纺丝束卷在卷筒上。
其中，凝固液来自制备例1，改性膨润土来自制备例8，聚乙烯溶丝经过冷却水时，冷却水被超声机超声振荡，改性膨润土和玻璃微珠的直径为3-5μm。
实施例2
S1:制备纺丝原液：将75kg聚乙烯乳液、2kg玻璃微珠、2kg改性膨润土、0.2kg芥酸酰胺和0.2kg油酸酰胺混合在一起，得到纺丝原液；
S2：制备聚乙烯纺丝：将纺丝原液挤入喷丝组件，喷丝组件包括喷丝头，喷丝头的喷孔数目为1000，孔径为0.1mm，纺丝原液通过喷丝头挤压喷出，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束一起经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；
S3：卷丝：聚乙烯纺丝在100℃干燥，200根聚乙烯纺丝形成纺丝束，纺丝束卷在卷筒上。
其中，凝固液来自制备例1，改性膨润土来自制备例8，聚乙烯溶丝经过冷却水时，冷却水被超声机超声振荡，改性膨润土和微粒微珠的直径为3-5μm。
实施例3
S1:制备纺丝原液：将80kg聚乙烯乳液、3kg玻璃微珠、3kg改性膨润土、0.3kg芥酸酰胺和0.3kg油酸酰胺混合在一起，得到纺丝原液；
S2：制备聚乙烯纺丝：将纺丝原液挤入喷丝组件，喷丝组件包括喷丝头，喷丝头的喷孔数目为1000，孔径为0.1mm，纺丝原液通过喷丝头挤压喷出，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束一起经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；
S3：卷丝：聚乙烯纺丝在100℃干燥，200根聚乙烯纺丝形成纺丝束，纺丝束卷在卷筒上。
其中，凝固液来自制备例1，聚乙烯溶丝经过冷却水时，冷却水被超声机超声振荡，改性膨润土和微粒微珠的直径为3-5μm。
实施例4
实施例4与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例2，其余步骤与实施例3相同。
实施例5
实施例5与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例3，其余步骤与实施例3相同。
实施例6
实施例6与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例4，其余步骤与实施例3相同。
实施例7
实施例7与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例5，其余步骤与实施例3相同。
实施例8
实施例8与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例6，其余步骤与实施例3相同。
实施例9
实施例9与实施例3的不同之处在于，凝固液来自于制备例7，其余步骤与实施例3相同。
实施例10
实施例10与实施例3的不同之处在于，聚乙烯溶丝经过冷却水时，冷却水未被超声机超声振荡，其余步骤与实施例3相同。
实施例11
实施例11与实施例3的不同之处在于，改性膨润土和微粒微珠的直径为1-3μm，其余步骤与实施例3相同。
实施例12
实施例12与实施例3的不同之处在于，改性膨润土和微粒微珠的直径为3-10μm，其余步骤与实施例3相同。
对比例
对比例1
对比例1与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中未加入改性膨润土，其余步骤与实施例3相同。
对比例2
对比例2与实施例7相比，制备纺丝原液的过程中未加入改性膨润土，其余步骤与实施例7相同。
对比例3
对比例3与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中未加入玻璃微珠，其余步骤与实施例3相同。
对比例4
对比例1与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中加入的膨润土未经过改性步骤，其余步骤与实施例3相同。
对比例5
对比例5与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中未加入芥酸酰胺，其余步骤与实施例3相同。
对比例6
对比例6与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中未加入油酸酰胺，其余步骤与实施例3相同。
对比例7
对比例7与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中未加入油酸酰胺和芥酸酰胺，其余步骤与实施例3相同。
对比例8
对比例8与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中，添加的芥酸酰胺为0.24kg，其余步骤与实施例3相同。
对比例9
对比例9与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中，添加的芥酸酰胺为0.36kg，其余步骤与实施例3相同。
对比例10
对比例10与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中，添加的芥酸酰胺为0.2kg，其余步骤与实施例3相同。
对比例11
对比例11与实施例3相比，制备纺丝原液的过程中，添加的芥酸酰胺为0.4kg，其余步骤与实施例3相同。
性能检测试验
纺丝粘连情况检测方法：将纺丝束平铺开，任意选择5段，每段长为20cm，对每段区域的粘连点进行计数，计算平均每块区域的粘连点。
纺丝干燥时间检测：在150℃下对纺丝进行干燥，最终含水率控制在7％，记录纺丝的干燥时间。
实施例1-12以及对比例1-3制备的纺丝粘连情况以及干燥速度，如下表所述：
表1实施例1-12以及对比例1-3制备的纺丝粘连情况以及干燥速度
结合实施例1-3以及表1的数据，可以看出，实施例3制备的纺丝分散效果好，没有粘连情况，干燥时间差异不大；
结合实施例3-6的数据，可以看出，十二烷基硫酸钠和乙醇的浓度同时低于一定的范围时，纺丝之间的粘连点增加，实施例5制备的纺丝干燥时间较长，主要因为乙醇溶液的浓度减小，使得纺丝干燥时长增加；
结合实施例3以及实施例7-9的数据可以看出，实施例7-9制备的纺丝粘连性增加，十二烷基硫酸钠能够有效增加纺丝的分散性能，主要是因为十二烷基硫酸钠疏水烷基链端会吸附在纺丝的表面，亲水的一端伸入水中，疏水的烷基链分子之间通过空间排斥力相互作用，有利于纺丝的分散，乙醇添加到凝固液中，有利于纺丝之间的分散，除此之外，还能够加速纺丝的干燥速度，节省生产效率。
结合实施例3和实施例10的数据可以看出，对冷却水超声，有利于纺丝的分散；
结合实施例3和实施例11-12的数据可以看出，改性膨润土和改性膨润土的粒径过大或者过小，均不利于纺丝的分散；
结合实施例3、实施例7和对比例1-2的数据，可以看出，将改性膨润土作为纺丝原液的原料，纺丝原液形成聚乙烯纺丝在水中冷却时，改性膨润土能够有效的阻挡纺丝之间的团聚和粘结，十二烷基硫酸钠与改性膨润土协同，进一步阻挡纺丝之间的团聚和粘结。
结合实施例3和对比例3的数据可以看出，玻璃微珠能够有效的阻挡纺丝之间的团聚和粘结。
结合实施例3以及对比例4的数据看出，膨润土经过硅烷偶联剂改性后，膨润土与纺丝之间的结合性能好，纺丝之间的粘连点减少；
结合实施例3以及对比例5-7的数据可以看出，油酸酰胺和芥酸酰胺协同作用，增加纺丝之间的抗粘连性能；
结合实施例3以及对比例8-11的数据可以看出，油酸酰胺和芥酸酰胺的比例在质量比例为(0.8-1.2)：1的范围内，纺丝的抗粘连效果较好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种纺丝成型方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1:制备纺丝原液：将聚乙烯乳液70-80份、抗静电剂1-3份、改性膨润土1-3份、芥酸酰胺0.1-0.3份、油酸酰胺0.1-0.3份混合在一起，得到纺丝原液；
S2：制备纺丝：将纺丝原液喷丝，得到聚乙烯丝束，聚乙烯丝束经过凝固液凝固，形成聚乙烯纺丝；
S3：卷丝：聚乙烯纺丝经过干燥，将聚乙烯纺丝卷成卷状；
其中，芥酸酰胺和油酸酰胺的质量比例为（0.8-1.2）：1；
改性膨润土的制备包括以下步骤：
S1：将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中，得到表面处理剂；
S2：将膨润土加入表面处理剂中浸泡，取出膨润土，干燥，得到改性膨润土；
所述凝固液包括以下物质混合而成：冷却水和十二烷基硫酸钠，其中冷却水与十二烷基硫酸钠的质量比为150：1-200:1；
所述凝固液中还添加有乙醇，所述冷却水与乙醇的质量比为4:1-5:1。
2.根据权利要求1所述的一种纺丝成型方法，其特征在于：所述聚乙烯丝束经过凝固液时，凝固液被超声机超声振荡。
3.根据权利要求1所述的一种纺丝成型方法，其特征在于：所述改性膨润土的粒径为3-5μm。
4.根据权利要求1所述的一种纺丝成型方法，其特征在于：所述抗静电剂为玻璃微珠。
5.根据权利要求4所述的一种纺丝成型方法，其特征在于：所述玻璃微珠的粒径为3-5μm。
6.根据权利要求1所述的一种纺丝成型方法，其特征在于：所述冷却水与十二烷基硫酸钠的质量比为150：1-180:1。
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