CN1277272A - 一种含聚苯乙烯的共混纤维及其制造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种共混纤维,是以聚苯乙烯、聚丙烯树脂组合物等多种不相容的高聚物树脂,经过共混挤出,纺丝,生成微相分离的取向微纤结构为特征的多相组分共混纤维,微纤直径为0.5μm,实现了经通用熔融纺丝设备制造多组分微相分离的共混纤维,其中的聚丙烯起到提高可纺性和微纤增强共混纤维力学性能的作用,聚苯乙烯组分则可用以引入各种基团,制成离子交换纤维,用于空气、水等的净化过滤,或金属离子的吸附,或催化剂的制备等,也可用于制造生物医学领域的新材料,如人工肾或人工肝等。

Description

一种含聚苯乙烯的共混纤维及其制造方法和用途
本发明涉及一种共混纤维及其制造方法和用途。
特开昭63-108039报道了一种强酸型阳离子交换纤维的制造方法，该纤维是以聚苯乙烯为海成分，以聚丙烯为岛成分，在260℃下进行熔融复合纺丝，岛数为16，复合纤维单丝纤度为9旦。该制造方法所涉及的复合纺丝技术要求两种组分分别经由两个螺杆挤出机，然后通过多孔的复合喷丝板纺制而成，无法在通用纺丝设备上进行，所得岛数由喷丝板决定。特开平2-289628报道了一种超细离子交换纤维及其制备方法。采用聚酯为海成分，以聚苯乙烯为岛成分中的的鞘，以聚丙烯为岛成分中的芯，纺制三成分复合纤维，经拉伸后，纤维直径为20μm，然后用碱溶液除去海成分的聚酯，得芯鞘型离子交换纤维的前体纤维，纤维直径为0.5μm。上述复合纺丝技术同样存在需要复合喷丝板的问题，而且工艺复杂，价格昂贵，也无法在通用纺丝设备下进行纺丝。中国发明专利申请号98117712.3一种高流动性聚丙烯树脂组合物及其制备方法和用途公开了一种聚丙烯树脂组合物以及中国发明专利申请号98117715.5公开了一种低温聚丙烯纺丝技术，但所制得的仅为聚丙烯纤维。
本发明的一种含聚苯乙烯的共混纤维及其制造方法克服了已有技术中需要两个螺杆挤出机，特殊的复合喷丝板，分散相岛数较少，无法在通用熔融纺丝设备上进行等缺点，提供了一种由聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃经通用熔融纺丝设备制造共混纤维的技术。本发明的其他目的是提供了该种共混纤维及其用途。
本发明的一种含聚苯乙烯的共混纤维，是以聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等多种不相容的高聚物树脂，经过共混挤出，纺丝，生成微相分离的取向微纤结构为特征的多相组分共混纤维，其微纤直径为0.1-0.5μm。上述的聚苯乙烯树脂的熔融指数为5-100，其共混重量百分比为60-90％，较佳为70-90％，上述的聚丙烯树脂为熔融指数为10-80，较佳为20-60的专用聚丙烯树脂组合物，其共混重量百分比为10-40％，较佳为10-30％。共混纤维中的专用聚丙烯树脂组合物是我们发明的专用树脂(中国发明专利CN1068580A、英国专利GB(11)2258869(13)B以及中国发明专利申请号98117712.3)，其中化学降解改性的聚丙烯均聚物重量百分数为80-95％，聚合级聚丙烯为0-10％，高密度聚乙烯为0-10％，低密度聚乙烯为0-3％。
本发明的一种含聚苯乙烯的共混纤维是上述聚苯乙烯树脂和聚丙烯树脂按60-90∶10-40的重量百分比在180-210℃下熔融共混，切片，然后再将共混切片在通用熔融纺丝设备上，在纺丝温度为240-280℃以及卷绕速度为200-500m/min下进行纺丝，在牵伸温度为60-150℃，牵伸倍数为1.5-2.5下进行牵伸而得到的。
具体按如下工艺、步骤进行：
1.将熔融指数为5-100的聚苯乙烯和熔融指数为10-80聚丙烯树脂组合物按60-90∶10-40的重量百分比混合，在180-210℃下经螺杆挤出机挤出，铸带、造粒，切片，
2.将上述切片在熔融温度为240-270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为200-500m/min下纺丝，得卷绕丝，
3.卷绕丝经温度为100-150℃，牵伸倍数为1.5-2.5的牵伸，得成品丝，单丝纤度为5-10旦。
本发明一种含聚苯乙烯的共混纤维的用途是通过交联功能化处理来制备离子交换纤维，所得离子交换纤维可用于空气、水等的净化过滤，或金属离子的吸附，或催化剂的制备等，也可用于制造生物医学领域的新材料，例如人工肾或人工肝等。
本发明一种含聚苯乙烯的共混纤维实现了经通用熔融纺丝设备制造多相组分共混纤维，经扫描电镜观察该共混纤维是以微相分离的取向微纤结构为特征的。其中的聚丙烯起到提高可纺性和微纤增强共混纤维力学性能的作用，聚苯乙烯组分则可以引入各种基团，用于离子交换。
实施例
本发明拟通过下述实施例简单说明本发明的特点和优点，但不能认为本发明仅限于实施例的内容。实施例1选用熔融指数为20的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为10/90下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为360m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。实施例2选用熔融指数为20的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为20/80下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为360m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。实施例3选用熔融指数为60的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为10/90下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为360m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。实施例4选用熔融指数为60的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为20/80下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在240℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为360m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。实施例5选用熔融指数为60的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为10/90下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为250m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。实施例6选用熔融指数为20的上述聚丙烯树脂组合物和熔融指数为9的聚苯乙烯在重量比例为30/70下经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度210℃。然后将共混切片在270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为360m/min下纺丝，得卷绕丝。卷绕丝经热牵伸温度为60-150℃下的牵伸，牵伸倍数1.5倍，得成品丝的性能见表1。
                        表1  实施例1-6
所得成品纤维的纤度及形态
实施例1  6.88旦，以取向微纤为特征的多组分微相分离纤维
实施例2  7.08旦，以取向微纤为特征的多组分微相分离纤维
实施例3  6.88旦，以取向微纤为特征的多组分微相分离纤维
实施例4  6.98旦，以取向微纤为特征的多组分微相分离纤维
实施例5  9.58旦，以取向微纤为特征的多组分微相分离纤维
实施例6  7.31旦，—

Claims (7)

1.一种含聚苯乙烯的共混纤维，包括聚苯乙烯和聚丙烯组合物两种组分，其特征在于所述的共混纤维包括如下组分和含量(重量百分比)：
聚苯乙烯为70-90％，聚丙烯组合物为10-30％。
所述聚苯乙烯的熔融指数为5-100，所述聚丙烯组合物的熔融指数为20-60。
2.根据权利要求1所述含聚苯乙烯的一种共混纤维，其特征在于所述的共混纤维是具有微相分离的、含有取向微纤的精细结构的多相组分共混纤维，其微纤的直径为0.1-0.5μm。
3.根据权利要求1所述含聚苯乙烯的一种共混纤维，其特征在于所述的聚丙烯为聚丙烯树脂组合物，其中，按重量百分比，化学降解改性的聚丙烯均聚物占80-95％，聚合级聚丙烯占1-10％，高密度聚乙烯占0.1-10％，低密度聚乙烯占0.1-3％。
4.根据权利要求1所述含聚苯乙烯的一种共混纤维的制备方法，其特征在于按下列顺序、步骤进行：
(1)将熔融指数为5-100的聚苯乙烯和熔融指数为20-60聚丙烯树脂组合物按70-90∶10-30的重量百分比混合，在180-210℃下经螺杆挤出机挤出，铸带、造粒，切片，
(2)将上述切片在熔融温度为240-270℃下经螺杆挤出，并在纺丝速度为200-500m/min下纺丝，得卷绕丝，
(3)卷绕丝经温度为100-150℃，牵伸倍数为1.5-2.5的牵伸，得成品丝，单丝纤度为5-10旦。
5.根据权利要求1所述含聚苯乙烯的一种共混纤维的用途，其特征在于所述共混纤维可通过交联功能化处理来制备离子交换纤维。
6.根据权利要求5所述含聚苯乙烯的一种共混纤维的用途，其特征在于所述的离子交换纤维可用于空气、水等的净化过滤，或金属离子的吸附，或催化剂的制备等。
7.根据权利要求5所述含聚苯乙烯的一种共混纤维的用途，其特征在于所述的离子交换纤维可用于制造生物医学领域新材料，例如人工肾或人工肝等。
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