一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種微孔中空聚苯硫醚纖維及其制備方法，由原料干燥、聚合物與水溶性高分子共混、熔融紡絲、水浴冷卻、萃取、干燥、熱處理上油以及卷繞8個工藝步驟組成。本發明提供的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法克服了現有技術的不足，制備效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產過程綠色環保；所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，比表面積大，大大提高了過濾的效率和精度。
【專利說明】一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，屬于新型高分子纖維材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]聚苯硫醚纖維及單絲的主要用途是作為工業燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐、煉鋼爐、機動車尾氣等裝置工作環境的粉塵的捕獲及過濾織物。聚苯硫醚織物是可長期地暴露在酸性環境之中、可在高溫環境中使用并且能耐磨損的少數幾種纖維之一。用于工業燃煤鍋爐的聚苯硫醚過濾織物，在接觸溫度190°C以下的濕態酸性環境中使用壽命可達3年左右。
[0003]中國專利CN102418160A公開了一種大直徑圓中空聚合物單絲及其生產方法，單絲主體為聚酯、聚酰胺、聚烯烴、PPS、PEI或PEEK，單絲直徑為0.08-5mm，單絲中空度為30%-50%，單絲強度≥3.0CN/dtex，單絲截面呈圓形。
[0004]中國專利CN101142347B公開了一種聚苯硫醚復絲紗的制造方法。這種單絲線密度為5-30dtex、總線密度為500-2500dtex，斷裂強度為50-80cN/tex，對于斷裂強度為60-80cN/tex的紗，斷裂伸長率為8%-16%，而對于斷裂強度為50-60cN/tex的紗，斷裂伸長率在16%-30%的范圍內。
[0005]上述傳統濾布過濾效率低，過濾精度不高。單絲濾布具有剛性大、強度好、尺寸穩定性高的優點，過濾通量及過濾精度容易控制，且濾渣極易剝離，可以提高連續使用壽命，是優良的結構性過濾材料。
[0006]但是一般的單絲作為過濾織物，比表面積較低，過濾效率和過濾精度有待提高。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種比表面積大、過濾效率和過濾精度高的過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲的制備方法。
[0008]為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:該方法由以下8個步驟組成:
[0009]步驟1:原料干燥
[0010]將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在110-180°C下干燥10-15小時；
[0011]步驟2:共混
[0012]將經干燥的PPS樹脂與水溶性聚合物以100: 5-100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0013]步驟3:熔融紡絲
[0014]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為280-320°C，制得直徑為0.1-7.8mm的中空單絲，中空單絲的中空度為20%-50% ；
[0015]步驟4:水浴萃取
[0016]采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時間為5?20分鐘，得到孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米；
[0017]步驟5:干燥
[0018]采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為100?130°C ；
[0019]步驟6:牽伸
[0020]在160?190°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為4?10倍；
[0021]步驟7:熱處理
[0022]將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為200?230°C ；
[0023]步驟8:上油以及卷繞
[0024]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為0.05?2.5mm、強度為
2.5?5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0025]優選地，所述步驟2中水溶性聚合物為聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、水溶性淀粉中的一種或幾種的混合物。
[0026]本發明提供的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，采用熔析法在PPS單絲中引入直徑為0.1?30微米的微孔結構，大大增加了 PPS單絲的比表面積，且利用單絲在徑向上成孔梯度的特性，達到雙重梯度過濾，得到小尺度的梯度過濾效果的過濾織物，大大提高了粉塵捕獲和過濾的效率和精度，所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲非常適合作為高溫條件下的過濾材料。
[0027]本發明提供的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法克服了現有技術的不足，制備效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產過程綠色環保；所制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，比表面積大，大大提高了過濾的效率和精度。
【具體實施方式】
[0028]為使本發明更明顯易懂，茲以四個優選實施例，作詳細說明如下。
[0029]實施例1
[0030]一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個步驟組成:
[0031]步驟1:原料干燥
[0032]將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在110°C下干燥15小時；
[0033]步驟2:共混
[0034]將經干燥的PPS樹脂與聚氧化乙烯(PEO)以100: 5的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0035]步驟3:熔融紡絲
[0036]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為280°C，制得直徑為
2.5mm的中空單絲，中空單絲的中空度為20% ；
[0037]步驟4:水浴萃取
[0038]采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60°C，萃取時間為20分鐘，得到孔隙率為10%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1微米；
[0039]步驟5:干燥
[0040]采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為100°C ；
[0041]步驟6:牽伸
[0042]在160°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為8倍;
[0043]步驟7:熱處理
[0044]將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為200°C ；
[0045]步驟8:上油以及卷繞
[0046]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為0.07mm、強度為3.1cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0047]實施例2
[0048]一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個步驟組成:
[0049]步驟1:原料干燥
[0050]將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在180°C下干燥10小時；
[0051]步驟2:共混
[0052]將經干燥的PPS樹脂與聚乙烯醇(PVA)以100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0053]步驟3:熔融紡絲
[0054]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為320°C，制得直徑為
2.5mm的中空單絲，中空單絲的中空度為40% ；
[0055]步驟4:水浴萃取
[0056]采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為95°C，萃取時間為15分鐘，得到孔隙率為30%的微孔中空單絲，微孔直徑為50微米；
[0057]步驟5:干燥
[0058]采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為130°C ；
[0059]步驟6:牽伸
[0060]在180°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為10倍;
[0061]步驟7:熱處理
[0062]將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為230°C ；
[0063]步驟8:上油以及卷繞
[0064]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為0.08mm、強度為5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0065]實施例3
[0066]一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個步驟組成:
[0067]步驟1:原料干燥
[0068]將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在150°C下干燥12小時；
[0069]步驟2:共混[0070]將經干燥的PPS樹脂與聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)以100: 15的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0071]步驟3:熔融紡絲
[0072]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為300°C，制得直徑為
3.6mm的中空單絲，中空單絲的中空度為50% ；
[0073]步驟4:水浴萃取
[0074]采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為80°C，萃取時間為17分鐘，得到孔隙率為30%的微孔中空單絲，微孔直徑為20微米；
[0075]步驟5:干燥
[0076]采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為120°C ；
[0077]步驟6:牽伸
[0078]在170°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為6倍;
[0079]步驟7:熱處理
[0080]將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為230°C ；
[0081]步驟8:上油以及卷繞
[0082]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為1.5mm、強度為2.ScN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0083]實施例4
[0084]一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法由以下8個步驟組成:
[0085]步驟1:原料干燥
[0086]將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在150°C下干燥12小時；
[0087]步驟2:共混
[0088]將經干燥的PPS樹脂與聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)以100: 10: 8的比例均勻混合，制得PPS混合物；
[0089]步驟3:熔融紡絲
[0090]將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為310°C，制得直徑為
2.4mm的中空單絲，中空單絲的中空度為30% ；
[0091]步驟4:水浴萃取
[0092]采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為80°C，萃取時間為17分鐘，得到孔隙率為25%的微孔中空單絲，微孔直徑為28微米；
[0093]步驟5:干燥
[0094]采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為120°C ；
[0095]步驟6:牽伸
[0096]在150°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為8倍;
[0097]步驟7:熱處理
[0098]將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為220°C ；
[0099]步驟8:上油以及卷繞[0100]將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為0.8mm、強度為4.6cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
[0101]本發明生產效率高，微孔孔徑大小可控，且水溶性聚合物易于濃縮回收，生產過程綠色環保。本發明制備的微孔中空聚苯硫醚單絲具有較高的孔隙率、微孔孔徑分布均勻，特別適合作為高溫或強酸酸/強堿等苛刻化學環境下的粉塵過濾材料。
【權利要求】
1.一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:該方法由以下8個步驟組成: 步驟1:原料干燥 將PPS樹脂切片置于真空烘箱中，在110?180°C下干燥10?15小時； 步驟2:共混 將經干燥的PPS樹脂與水溶性聚合物以100: 5?100: 25的比例均勻混合，制得PPS混合物； 步驟3:熔融紡絲 將PPS混合物加入雙螺桿紡絲機進行熔融紡絲，紡絲溫度為280?320°C，制得直徑為0.1?7.8mm的中空單絲，中空單絲的中空度為10%?50% ； 步驟4:水浴萃取 采用水浴對中空單絲進行萃取，除去中空單絲中的水溶性聚合物；水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時間為5?20分鐘，得到孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米； 步驟5:干燥 采用熱空氣對微孔中空單絲進行干燥，熱空氣溫度為100?130°C ； 步驟6:牽伸 在160?190°C下，采用七輥牽伸機對干燥后的微孔中空單絲進行牽伸，牽伸倍數為4?10倍； 步驟7:熱處理 將牽伸后的微孔中空單絲通過熱輥進行熱處理，熱輥溫度為200?230°C ； 步驟8:上油以及卷繞 將熱處理后的微孔中空單絲上油及轉繞好，得到直徑為0.05?2.5mm、強度為2.5?5.7cN/dtex的微孔中空聚苯硫醚單絲。
2.如權利要求1所述的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲制備方法，其特征在于:所述步驟2中水溶性聚合物為聚氧化乙烯(PEO)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、水溶性淀粉中的一種或幾種的混合物。
3.根據權利要求1所述的過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的經干燥的PPS樹脂與水溶性聚合物的混合比為100: 5?100: 25。
4.根據權利要求1所述的過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的紡絲溫度為280?320°C，水浴萃取溫度為60?95°C，萃取時間為5?20分鐘。
5.根據權利要求1所述的，一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，所述的熱空氣干燥溫度為 IOO0C- 130。。。
6.根據權利要求1所述的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的聚苯硫醚單絲的牽伸溫度為160°C?190°C，牽伸倍數為6?10倍。
7.根據權利要求1所述的一種過濾用微孔中空聚苯硫醚單絲，其特征在于，所述的聚苯硫醚單絲的孔隙率為10%?50%的微孔中空單絲，微孔直徑為0.1?50微米，中空度為10%?50%。
【文檔編號】D01F6/76GK103572398SQ201210257773
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月24日 優先權日:2012年7月24日
【發明者】郭海洋, 鄧佳, 倪建華, 郭志洪, 郭勇, 石兵, 徐速, 張月, 王依民 申請人:上海杜為化纖有限公司