CN115094538A - 一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 - Google Patents
一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115094538A CN115094538A CN202210627537.5A CN202210627537A CN115094538A CN 115094538 A CN115094538 A CN 115094538A CN 202210627537 A CN202210627537 A CN 202210627537A CN 115094538 A CN115094538 A CN 115094538A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sea
- plasticizer
- island
- pva
- modified pva
- 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
Images
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
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
-
- 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
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
Abstract
本发明公开了一种以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，包括有改性PVA切片制备、海岛纤维制备、海岛纤维开纤等步骤。本发明利用复配增塑剂有效破坏PVA分子间与分子内氢键，降低PVA熔点，提高PVA热稳定性，使改性PVA具有较高热加工温度，可与常见PA6，PET等岛相材料热加工温度相近，且可在65‑95℃热水中溶解，减少环境污染，实现超细海岛纤维绿色制备。
Description
技术领域
本发明属于超细海岛纤维制备领域，具体涉及一种以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法。
背景技术
消费者对纺织品的功能性、舒适性、保健性等性能的追求不断提升，可提高商品附加值的新型超细海岛纤维产品成为纺织企业的追求目标。制备超细海岛纤维常使用海岛纺丝法，即利用互不相容的两种高聚物，分别作为“海”相与“岛”相，按照不同比例进行熔融纺丝，最后去除“海”相得到超细海岛纤维。目前常使用苯减量与碱减量的方法去除“海”相，苯减量方法需要利用甲苯或二甲苯等有机溶剂溶解去除“海”相聚合物，得到的超细海岛纤维上会残留微量有机溶剂，难以去除；碱减量方法是利用氢氧化钠配置碱性水溶液，在加热条件下水解去除“海”相。废碱液难以处理容易造成环境污染。
若以水溶性材料作为“海”相，与“岛”相材料一起进行海岛复合熔融纺丝，之后通过热水溶解去除，则可从源头解决海岛纺丝制备超细海岛纤维去除“海”相时的环境污染问题，最终达到超细海岛纤维的绿色制造。聚乙烯醇就是一种具有良好水溶性的聚合物但由于聚乙烯醇中存在大量羟基，容易在分子内和分子间形成强氢键，使得聚乙烯醇的熔点和分解温度十分接近即热加工窗口小，导致其不能熔融加工。因此为获得热塑性聚乙烯醇纤维，首先要对聚乙烯醇进行热塑改性。共混改性是实现聚乙烯醇热塑改性最简单有效的方法。前人利用水、单一多元醇等作为增塑剂实现了聚乙烯醇的热塑改性，但其热加工温度仍较低，尚未达到与PA6、PET等目前常见岛相材料相适应的250℃以上的热加工温度。两种原料分别经过螺杆管道加热后成为熔体，最终通过纺丝组件进行海岛纺丝，当两种熔体在纺丝组件接触后，会进行瞬时热传递，若PVA熔体与“岛”相熔体热加工温度相差较大时易使PVA分解，造成纺丝模头堵塞。因此提高PVA热加工温度，是实现PVA“海”相海岛纤维工业化生产的关键因素。
发明内容
本发明的目的是针对现有研究的不足，提供一种具有较高热加工温度且具备高效水溶性能的改性PVA切片及以其用于海岛纤维中“海”相材料的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，包括有以下步骤：
a)将未改性的PVA原料、复配增塑剂、抗氧剂、爽滑剂加入高速混料机中形成混合料。其中PVA原料的聚合度为250-2000，醇解度为85％-99％。复配增塑剂由增塑剂A与增塑剂B组合而成，增塑剂A包括为多元醇类增塑剂及其衍生物(十聚甘油、甘露醇、山梨醇、戊三醇等)、酰胺类增塑剂(尿素、己内酰胺等)、无机金属盐增塑剂(氯化钠、氯化镁)中的任一种或多种；所述增塑剂B为多元醇类增塑剂及其衍生物(四聚甘油、甘露醇、木糖醇、季戊四醇、1，4-丁二醇等)、酰胺类增塑剂(尿素、己内酰胺等)、无机金属盐增塑剂(氯化钠、氯化镁等)中的任一种或多种。所述增塑剂A的成分与增塑剂B的成分不同，所述增塑剂A中包含的羟基数目多于增塑剂B包含的羟基数目。增塑剂A与增塑剂B的质量比为1-10:1-10。增塑剂A为主增塑剂，增塑剂B为辅增塑剂。利用更易进入PVA分子链间的增塑剂B扩大PVA分子间自由体积，使主增塑剂A更易进入PVA分子间，从而减少复配增塑体系的相分离，提高体系稳定性，主增塑剂A所含羟基数目较多，对PVA原有氢键破坏效果更强，主辅增塑剂复配使用可获得优异增塑效果。
b)将混合料通过双螺杆挤出机按照一定温度熔融共混，挤出后经过切粒干燥得到改性PVA切片；
c)将改性PVA切片放入真空干燥箱中干燥，形成海相材料；
d)去一定量的热塑性树脂干燥，形成岛相材料；
e)将一定量的海相材料和一定量的岛相材料分别从相应喂料口，喂入螺杆纺丝机，经过海岛纺丝组件熔融挤出制成海岛初生纤维；
f)将海岛初生纤维在热水中进行处理，去除海相材料，得到超细海岛纤维。
所述爽滑剂为乙撑双油酸酰胺、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、芥酸酰胺或油酸酰胺。爽滑剂可增强共混体系整体耐机械搅拌能力和耐剪切力，使改性PVA切片成型更均匀。
所述抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164或抗氧剂168。抗氧剂可缓解PVA热加工过程中产生的黄变现象，且具有较高沸点，耐高温，可提高PVA的热加工稳定性。
作为上述技术方案的优选，所述步骤a)中PVA原料的质量百分数为87.6-96.6％，复配增塑剂的质量百分数为3-12％、抗氧剂的质量百分数为0.2％、爽滑剂的质量百分数为0.2％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤b)中双螺杆挤出机的温度为200-240℃，螺杆转速为160rpm，喂料频率4-5Hz。
作为上述技术方案的优选，所述步骤e)的螺杆纺丝机熔融纺丝温度为250-270℃，侧吹风温度为15-35℃海岛初生纤维卷绕速度500-1500m/min。
作为上述技术方案的优选，所述热水处理具体参数为：浴比为20-30：1，处理时间为30-60s，水温为65-95℃。
超细海岛纤维然后经过上油及导丝装置，由卷绕机集束卷绕，后经牵伸及热定型处理。
本发明的有益效果是：
(1)将增塑剂A类与增塑剂B类共混组合形成复配增塑剂，利用较低分子量增塑剂B首先进入PVA分子链间，破坏原有PVA分子链间氢键的相互作用，增大分子链间自由体积，使增塑剂A更易进入PVA分子链内部，最终达成增塑剂A、B协同作用，减少只使用单一增塑剂时出现的相分离的情况。
(2)将两种较高沸点增塑剂混合复配使用，可有效提高改性PVA热稳定性，使改性PVA切片适应较高热加工温度。
(3)改性后PVA熔融温度降低到167-180℃，失重5％时的热分解温度为280℃以上热稳定性提高。
(4)改性PVA保有高效水溶性，可减少能耗，避免污染问题；改性PVA切片制备及纺丝过程不使用高压等特种设备，工序简便，且工艺适应性强，可为企业降低成本。
附图说明
图1是本发明超细海岛纤维的扫描电镜图；
图2是本发明超细海岛纤维的形态图；
图3是本发明PVA改性前后的性能分析图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
选用平均聚合度为300，醇解度为88％的PVA为原料，选用山梨醇作为增塑剂A，选用季戊四醇作为增塑剂B，共混组合形成复配增塑剂，选用抗氧剂1790，选用N,N-亚乙基双硬脂酰胺作为润滑剂。
其中增塑剂A与增塑剂B质量比例为2：1，PVA添加质量分数为93.6％，复配增塑剂质量分数为6％，抗氧剂质量分数为0.2％，润滑剂质量分数为0.2％。
将PVA原料、混匀的复配增塑剂、抗氧剂、润滑剂依次放入高速混料机中搅拌均匀，将混合均匀的组合物放进双螺杆挤出造粒机中。
所述双螺杆挤出机熔融挤出温度230℃。其中螺杆转速为160rpm,喂料频率5Hz。
将制备后的改性PVA切片放入真空干燥箱中90℃干燥12h以上，选用PA6为岛相材料，将PA6切片在真空干燥箱中90℃干燥12h。
干燥后的改性PVA切片与PA6切片分别从相应喂料口，喂入螺杆纺丝机，计量泵比例为3：7，经过海岛纺丝组件熔融挤出制成海岛初生纤维。
所述所述改性PVA纺丝时螺杆纺丝机熔融纺丝温度24℃。
得到的初生纤维经过上油及导丝装置，由卷绕机以1000m/min速度集束卷绕，后经牵伸及热定型处理得到集束状海岛纤维。
将所得海岛纤维浸入热水中，浴比为20：1，热水温度为95℃，60s后即可溶解“海”相PVA。产品经过测试，改性PVA切片的熔点为167℃，失重5％时温度为273℃。所得海岛初生纤维强力为15.3cN，线密度为14.6dtex，伸长率为246.8％。
实施例2
选用平均聚合度为300，醇解度为88％的PVA为原料，选用山梨醇作为增塑剂A，选用季戊四醇作为增塑剂B，共混组合形成复配增塑剂，选用抗氧剂1790，选用N,N-亚乙基双硬脂酰胺作为润滑剂。
其中增塑剂A与增塑剂B质量比例为4：1，PVA添加质量分数为93.6％，复配增塑剂质量分数为6％，抗氧剂质量分数为0.2％，润滑剂质量分数为0.2％。
将PVA原料、混匀的复配增塑剂、抗氧剂、润滑剂依次放入高速混料机中搅拌均匀，将混合均匀的组合物放进双螺杆挤出造粒机中。
所述双螺杆挤出机熔融挤出温度230℃。其中螺杆转速为160rpm,喂料频率5Hz。
将制备后的改性PVA切片放入真空干燥箱中90℃干燥12h以上，选用PA6为岛相材料，将PA6切片在真空干燥箱中90℃干燥12h。
干燥后的改性PVA切片与PA6切片分别从相应喂料口，喂入螺杆纺丝机，计量泵比例为3：7，经过海岛纺丝组件熔融挤出制成海岛初生纤维。
所述所述改性PVA纺丝时螺杆纺丝机熔融纺丝温度为260℃。
之后初生纤维经过上油及导丝装置，由卷绕机以1000m/min速度集束卷绕，后经牵伸及热定型处理得到集束状海岛纤维。
将所得海岛纤维浸入热水中，浴比为20：1，热水温度为95℃，60s后即可溶解“海”相PVA。
所得高热加工温度改性PVA切片熔点为168℃，失重5％时温度为275℃。所得海岛初生纤维强力为14.3cN，线密度为14.5dtex，伸长率为246.8％。
其中PVA/PA6海岛纤维的扫描电子显微镜图像如图1所述，其开纤后超细海岛纤维形态如图2所示，可见其直径为2-3微米。PVA热塑性改性前后红外光谱分析如图3a所示，热学性能分析如图3b-d所示，可见，通过改性，加工窗口明显变大，热稳定增加。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的螺杆纺丝机、双螺杆挤出机等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：
a)将未改性的PVA原料、复配增塑剂、抗氧剂、爽滑剂加入高速混料机中形成混合料；
b)将混合料通过双螺杆挤出机按照一定温度熔融共混，挤出后经过切粒干燥得到改性PVA切片；
c)将改性PVA切片放入真空干燥箱中干燥，形成海相材料；
d)去一定量的热塑性树脂干燥，形成岛相材料；
e)将一定量的海相材料和一定量的岛相材料分别从相应喂料口，喂入螺杆纺丝机，经过海岛纺丝组件熔融挤出制成海岛初生纤维；
f)将海岛初生纤维在热水中进行处理，去除海相材料，得到超细海岛纤维。
2.如权利要求1所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述PVA原料的聚合度为250-2000，醇解度为85％-99％。
3.如权利要求1所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述复配增塑剂由增塑剂A与增塑剂B组合而成，增塑剂A包括为多元醇类增塑剂及其衍生物、酰胺类增塑剂、无机金属盐增塑剂中的任一种或多种；所述增塑剂B为多元醇类增塑剂及其衍生物、酰胺类增塑剂、无机金属盐增塑剂中的任一种或多种，所述增塑剂A的成分与增塑剂B的成分不同，所述增塑剂A中包含的羟基数目多于增塑剂B包含的羟基数目。
4.如权利要求3所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述增塑剂A与增塑剂B的质量比为1-10:1-10。
5.如权利要求1所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1790、抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164或抗氧剂168。
6.如权利要求1所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述爽滑剂为乙撑双油酸酰胺、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、芥酸酰胺或油酸酰胺。
7.如权利要求2-6中任意一项所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述步骤a)中PVA原料的质量百分数为87.6-96.6％，复配增塑剂的质量百分数为3-12％、抗氧剂的质量百分数为0.2％、爽滑剂的质量百分数为0.2％。
8.如权利要求2-6中任意一项所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述步骤b)中双螺杆挤出机的温度为200-240℃，螺杆转速为160rpm，喂料频率4-5Hz。
9.如权利要求2-6中任意一项所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述步骤e)的螺杆纺丝机熔融纺丝温度为250-270℃，侧吹风温度为15-35℃海岛初生纤维卷绕速度500-1500m/min。
10.如权利要求1中任意一项所述的以高效水溶性改性PVA为海的超细海岛纤维制备方法，其特征在于，所述热水处理具体参数为：浴比为20-30：1，处理时间为30-60s，水温为65-95℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210627537.5A CN115094538A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210627537.5A CN115094538A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115094538A true CN115094538A (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=83288567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210627537.5A Pending CN115094538A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115094538A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115747988A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-07 | 明新梅诺卡(江苏)新材料有限公司 | 一种改性pva为海的超细纤维制备方法 |
-
2022
- 2022-06-06 CN CN202210627537.5A patent/CN115094538A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115747988A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-07 | 明新梅诺卡(江苏)新材料有限公司 | 一种改性pva为海的超细纤维制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4679641B2 (ja) | セルロース製品のパイロットスケール（ｐｉｌｏｔｓｃａｌｅ）製造のための非毒性プロセスおよびシステム | |
| CN108660524B (zh) | 以水可溶的改性pva为海的海岛纤维复合熔融纺丝方法 | |
| US20190210250A1 (en) | Isotropized ready-to-use plastic pellets with highly entangled nanofibrils and method of production | |
| CN103031611B (zh) | 一种聚乙烯醇纤维及其制备方法和应用 | |
| CN109251494B (zh) | 一种天然杜仲胶/纤维素改性聚乳酸复合材料及制备方法 | |
| CN108505190B (zh) | 利用水溶性聚乙烯醇海岛纤维制备桃皮绒面料基布的方法 | |
| JP5716318B2 (ja) | 回収ポリエステル樹脂の再生方法、およびリサイクルポリエステル樹脂を用いた成形品 | |
| CN110628188B (zh) | 一种利用pet塑料废料回收制得的pet复合材料及其应用 | |
| CN103469588A (zh) | 剑麻纤维表面上浆剂及剑麻纤维复合材料的制备方法 | |
| CN108486683B (zh) | 具有水溶性海相的pet/pva海岛纤维及其生产工艺 | |
| CN109440215A (zh) | 一种高性能聚乙烯纤维的制备方法 | |
| CN110079891A (zh) | 一种可生物降解的pva熔融纺丝树脂及其应用 | |
| CN115094538A (zh) | 一种以高效水溶性改性pva为海的超细海岛纤维制备方法 | |
| KR970011096B1 (ko) | 셀룰로오스와 3급 아민옥사이드의 펠렛상 혼합 분말과 셀룰로오스 방사 용액 및 그의 제조 방법 | |
| CN108396435B (zh) | 一种基于改性pva海岛纤维的新型超细纤维面料 | |
| CN111235688A (zh) | 一种可生物降解的聚酯纤维及其制备方法 | |
| CN108624016B (zh) | 芳纶纤维改性碳纤维增强聚乳酸热塑性复合材料及制备方法 | |
| JP3267781B2 (ja) | 再生セルロース成形品の製造方法 | |
| CN108532027B (zh) | 具有水溶性海相的pa/pva海岛纤维及其生产工艺 | |
| CN112980154A (zh) | 一种抗静电母粒制备的混炼方法 | |
| CN113279087A (zh) | 高耐水解性的聚乳酸纤维及其制备方法 | |
| CN108424601A (zh) | 复合纤维用可熔融加工的水溶性pva切片及其制备工艺 | |
| CN108659424A (zh) | 一种改性聚乙烯醇的水溶式造粒方法 | |
| CN110819004A (zh) | 一种薄壁注塑增强聚丙烯复合材料的制备方法 | |
| CN114891158B (zh) | 一种低温水溶开纤海岛纤维及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |