專利名稱：：一種偏芯雙組份復(fù)合纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬化學(xué)纖維制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種偏芯雙組份復(fù)合纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有治理污染的耐高溫過(guò)濾材料中主要合成纖維是-采用一般的PET(聚酯)或PA66(聚酰胺)或芳砜綸纖維制作無(wú)紡針制氈。其缺陷是不能長(zhǎng)期適用于高溫，高濕，酸堿復(fù)雜多變的污染治理的綜合性需要。采用單組份PPS(聚苯硫醚)紡制的纖維，如題為"一種線性高分子聚苯硫醚纖維熔融紡絲、拉伸熱定型方法"的中國(guó)專利200410096068.D。其缺陷是，由于價(jià)格昂貴，難以廣泛推廣應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。專利申請(qǐng)?zhí)?00610117544.1的"一種復(fù)合纖維及其制備方法"介紹了制備皮芯結(jié)構(gòu)的纖維，其中以PPS為皮層，PET,PA66為芯層的纖維的制備方法。采用復(fù)合紡PPS的纖維雖然可克服價(jià)格昂貴的問(wèn)題，但性能，特別是織物膨松性和長(zhǎng)期使用性仍嫌不夠。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述的缺陷，提供一種雙組份復(fù)合纖維及其制備方法，該復(fù)合纖維具有優(yōu)異的膨松性和可長(zhǎng)期使用性，成本低，制成纖維過(guò)濾材料可廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖如下—[A螺桿熔融擠出計(jì)量一B螺桿熔融擠出計(jì)量]—雙組份復(fù)合紡絲箱體一皮芯形復(fù)合紡絲組件一單體抽吸裝置一環(huán)吹風(fēng)冷卻—甬道一巻繞上油一牽引喂入一存絲桶(巻繞絲)—集束一八輥導(dǎo)絲輥—一道拉伸輥一油浴加熱槽一二道拉伸輥—加熱蒸汽箱一三道拉伸輥一預(yù)熱箱—巻曲機(jī)一疊絲機(jī)—松弛熱定型一張力牽引機(jī)一切斷機(jī)一打包機(jī)。本發(fā)明的一種雙組份復(fù)合纖維，包括以PPS(聚苯硫醚)為皮層，以PET(聚酯)、PET、或PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)為芯層的偏芯皮芯結(jié)構(gòu)，紡制的長(zhǎng)纖維或短纖維如圖l;所述的皮芯組分的重量比例為30/7070/30，開(kāi)口弧度為15/36045/360°。其中A為PPS組分，B為PET、PBT、PA6、或PA66組分。噴絲孔直徑為0.2-0.5mm，因?yàn)槠?，纖維具有優(yōu)異的長(zhǎng)效三維巻曲性能，作為過(guò)濾材料膨松性大大提高。并且由于芯層部分外露，長(zhǎng)期使用后，芯層材料被熱解或水解，逐漸離開(kāi)芯層，纖維變成"C"字形截面，表面積增大，過(guò)濾性又得到改善，因此可延長(zhǎng)濾材使用壽命。本發(fā)明的一種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法，包括下述步驟(1)真空干燥階段將PPS(聚苯硫醚)、PET，PBT，PA6，或PA66分別在旋轉(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，其干燥溫度70155°C，干燥時(shí)間424小時(shí)，然后將經(jīng)干燥的原料分別輸送入各自的儲(chǔ)料桶，供熔融紡絲；(2)紡絲巻繞階段噴絲孔直徑為0.2-0.4mm，控制二組分計(jì)量泵的供量，使二組分比例在30/7070/30，開(kāi)口弧度范圍為10/360。45/360。;復(fù)合纖維皮層PPS原料的紡絲螺桿溫度如下冷卻區(qū)50105X:，進(jìn)料區(qū)280305，熔融區(qū)295355，計(jì)量壓縮區(qū)285325。C，彎管法蘭區(qū)275325°C;復(fù)合纖維芯層PET，PBT，PA6，PA66原料的紡絲螺桿溫度如下冷卻區(qū)5010(TC，進(jìn)料區(qū)190220，熔融區(qū)220300，計(jì)量壓縮區(qū)265285°C，彎管法蘭區(qū)275295°C;復(fù)合紡絲箱體溫度285350°C,環(huán)吹風(fēng)板距1550cm，冷卻風(fēng)速0.130.65米/秒，風(fēng)溫2030。C，單體抽吸風(fēng)壓力5030mra/H20;紡絲速度200800m/min，單束巻繞絲纖度50015000dtex;(3)后拉伸熱定型階段集束總纖度2085萬(wàn)dtex，拉伸總倍率3.05.2倍；一級(jí)拉伸倍率3.03.5，拉伸溫度5090。C;二級(jí)拉伸倍率l.11.3，拉伸溫度105165°C。熱定型溫度I區(qū)125145°C，H區(qū)130165。C，III區(qū)140155。C，IV區(qū)105130°C，定型時(shí)間1040分鐘，切斷長(zhǎng)度38120國(guó)。步驟l中所述的PPS(聚苯硫醚)、PET，PBT，PA6，或PA66原料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫時(shí)間6小時(shí)至130°C，保溫6小時(shí)；步驟2中所述的皮層PPS原料紡絲螺桿溫度是冷卻區(qū)85°C，進(jìn)料區(qū)295，熔融區(qū)320，計(jì)量壓縮區(qū)325'C，彎管法蘭區(qū)32(TC。步驟2中所述的芯層PET，PBT，PA6,或PA66原料紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)70°C，進(jìn)料區(qū)275°C，熔融區(qū)290。C，計(jì)量壓縮區(qū)300。C，彎管法蘭區(qū)285。C;步驟2或3中箱體310'C，環(huán)吹風(fēng)板距25cm,風(fēng)速0.42m/min，風(fēng)溫28'C，單體抽吸風(fēng)量70mm/H2O，紡速750m/min，后拉伸總倍率4.2倍，一級(jí)拉伸3.5倍，拉伸溫度(加熱蒸汽箱)125°C，熱定型溫度I區(qū)125°C，H區(qū)135。C，III區(qū)140°C，IV區(qū)120°C，定型時(shí)間28分鐘。本發(fā)明所述的PPS為皮層，PET，PBT或PA為芯層的偏芯雙組份復(fù)合短纖維。由于偏芯造成的纖維內(nèi)應(yīng)力能引起纖維徑向不同收縮，纖維具有優(yōu)異的長(zhǎng)效三維巻曲性能，作為過(guò)濾材料，其膨松性可大大提高。而且由于芯層部分外露，長(zhǎng)期使用后，芯層材料被熱解或水解，逐漸離開(kāi)芯層，纖維變成"C"字形截面，表面積增大，過(guò)濾性又得到改善，由此可延長(zhǎng)濾材使用壽命。因此可應(yīng)用于火力發(fā)電廠、鋼廠、垃圾焚燒處理廠粉塵過(guò)濾袋，也可應(yīng)用液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)，如印染、造紙、醫(yī)藥食品、有色金屬冶煉過(guò)程中的高溫污水處理材料。本發(fā)明的有益效果是采用皮芯結(jié)構(gòu)的雙組份復(fù)合紡絲，較之單組份PPS纖維，成本大約可減少50%以上，為環(huán)境保護(hù)下的大規(guī)模污染治理奠定了價(jià)格基礎(chǔ)，從而促進(jìn)該過(guò)濾材料的更廣泛應(yīng)用。因?yàn)槠?，纖維具有優(yōu)異的長(zhǎng)效三維巻曲性能，作為過(guò)濾材料膨松性大大提高。并且由于芯層部分外露，長(zhǎng)期使用后，芯層材料被熱解或水解，逐漸離開(kāi)芯層，纖維變成"C"字形截面，表面積增大，過(guò)濾性又得到改善，因此可延長(zhǎng)使用壽命。用這種纖維制作的針刺無(wú)紡布膨松性高、過(guò)濾效果好、使用壽命長(zhǎng)，可制成濾袋，用于熱電廠、煉鋼廠、垃圾焚燒廠的粉塵過(guò)濾，也可用在印染、醫(yī)藥、食品、金屬礦業(yè)的污水過(guò)濾。圖1復(fù)合纖維的皮芯結(jié)構(gòu)；其中A為皮層直徑，PPS組分；B為芯層直徑，PET、PBT、PA6、或PA66組分；C為偏芯開(kāi)口弧度。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1原料干燥PPS切片經(jīng)篩選后送入真空轉(zhuǎn)鼓密閉抽真空、升溫。升溫8小時(shí)至15(TC，保溫10小時(shí)。冷卻后出料輸送至AII紡絲料貯存桶。PET切片、特性粘度0.68，在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫時(shí)間6小時(shí)至13(TC，在此溫度下保溫6小時(shí)，冷卻后輸送到Bft紡絲料貯存桶。Att紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)85。C，進(jìn)料區(qū)295，熔融區(qū)315，計(jì)量壓縮區(qū)325°C，彎管法蘭區(qū)315。C。Btf紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)70°C，進(jìn)料區(qū)275°C，熔融區(qū)290°C,計(jì)量壓縮區(qū)300°C，彎管法蘭區(qū)285。C,復(fù)合紡絲箱體31(TC，環(huán)吹風(fēng)板距25cm，風(fēng)速0.42m/min，風(fēng)溫28。C，單體抽吸風(fēng)量70咖/仏0，紡速750m/min?？刂贫M分計(jì)量泵的供量，使A/B二組分比例在70/30，開(kāi)口弧度C為15/360°。后拉伸總倍率4.2倍，一級(jí)拉伸3.5倍，拉伸溫度(蒸汽箱加熱)125°C。熱定型溫度I區(qū)125°C，II區(qū)135°C,III區(qū)140°C，IV區(qū)120°C，定型時(shí)間28分鐘。測(cè)得皮芯PPS/PET強(qiáng)度3.85cN/dtex，伸長(zhǎng)17%。針刺成過(guò)濾氈150g/m2。實(shí)施例2紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為30/70，開(kāi)口弧度為15°，纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例3紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為70/30，開(kāi)口弧度為45°,纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例4紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為30/70，開(kāi)口弧度為45°，纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例5紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為70/30，開(kāi)口弧度為10°,纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例6紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為30/70，開(kāi)口弧度為10°，纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例7紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為70/30，開(kāi)口弧度為60°，纖維性能和截面情況如表1所示。實(shí)施例8紡絲條件如同實(shí)施例1，只是通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)量泵使皮芯組分的比例為30/70，開(kāi)口弧度為60°，纖維性能和截面情況如表1所示。對(duì)照例原料干燥PPS切片經(jīng)篩選后送入真空轉(zhuǎn)鼓密閉抽真空、升溫。升溫8小時(shí)至150'C，保溫10小時(shí)。冷卻后出料輸送至紡絲料貯存桶。紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)85'C，進(jìn)料區(qū)295,熔融區(qū)315，計(jì)量壓縮區(qū)325'C，彎管法蘭區(qū)320'C。復(fù)合紡絲箱體310'C，環(huán)吹風(fēng)板距25cm，風(fēng)速0.42m/min，風(fēng)溫28°C，抽吸風(fēng)量70mm/H20，紡速750m/min。。后拉伸總倍率4.2倍，一級(jí)拉伸3.5倍，拉伸溫度(蒸汽箱加熱)125。C。熱定型溫度I區(qū)125'C,1I區(qū)135。C，III區(qū)14(TC，IV區(qū)120°C，定型時(shí)間28分鐘。測(cè)得純PPS纖維強(qiáng)度3.85cN/dtex，伸長(zhǎng)32%。針刺成過(guò)濾氈150g/m2。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種偏芯雙組份復(fù)合纖維，包括以PPS為皮層，以PET、PET、或PA6、或PA66為芯層的偏芯皮芯結(jié)構(gòu)，紡制的長(zhǎng)纖維或短纖維。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙組份復(fù)合纖維，其特征在于皮芯組分的重量比例為10/9090/10，開(kāi)口弧度為15/36060/360°。3.—種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法，包括如下步驟(1)真空干燥將所述的PPS、PET，PBT,PA6，或PA66分別在真空轉(zhuǎn)鼓中干燥，然后輸送入各自的儲(chǔ)料桶，供熔融紡絲，溫度70155。C,時(shí)間424小時(shí)；(2)紡絲巻繞所述的皮層PPS原料的紡絲螺桿溫度分別是冷卻區(qū)50105°C，進(jìn)料區(qū)280305。C，熔融區(qū)295355°C，計(jì)量壓縮區(qū)285315°C，彎管法蘭區(qū)275305°C;所述的芯層PET，PBT或PA6，或PA66原料的紡絲螺桿溫度是冷卻區(qū)50100°C，進(jìn)料區(qū)190220°C，熔融區(qū)2203(XTC，計(jì)量壓縮區(qū)265285°C，彎管法蘭區(qū)275295°C;箱體溫度285350°C，環(huán)吹風(fēng)板距1550cm，風(fēng)速0.130.65米/秒，風(fēng)溫2035°C,單體抽吸風(fēng)量5030mm/H20;紡絲速度200800m/min，單束巻繞絲纖度50015000dtex;(3)后拉伸熱定型集束總纖度2085萬(wàn)dtex，拉伸總倍率3.05.2倍；一級(jí)拉伸倍率3.03.5，拉伸溫度5090°C;二級(jí)拉伸倍率1.11.3，拉伸溫度105165°C。熱定型溫度I區(qū)125145°C,II區(qū)130165°C,III區(qū)140155°C,IV區(qū)105130°C，定型時(shí)間1040分鐘，切斷長(zhǎng)度38110mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法其特征在于步驟1中所述的PPS、PET,PBT，PA6，或PA66原料在真空轉(zhuǎn)鼓內(nèi)升溫時(shí)間6小時(shí)至130°C，保溫6小時(shí)；5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法其特征在于步驟2中所述的皮層PPS原料紡絲螺桿溫度是冷卻區(qū)85'C，進(jìn)料區(qū)295，熔融區(qū)320，計(jì)量壓縮區(qū)325°C，彎管法蘭區(qū)320。C。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法其特征在于步驟2中所述的芯層PET,PBT，PA6，或PA66原料紡絲螺桿溫度冷卻區(qū)70°C,進(jìn)料區(qū)275。C，熔融區(qū)290。C，計(jì)量壓縮區(qū)30(TC，彎管法蘭區(qū)285。C;7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種偏芯雙組份復(fù)合纖維的制備方法其特征在于步驟2或3中箱體31(TC，環(huán)吹風(fēng)板距25cm，風(fēng)速0.42m/min，風(fēng)溫28'C，單體抽吸風(fēng)量70mm/H2O，紡速750m/min，后拉伸總倍率4.2倍，一級(jí)拉伸3.5倍，拉伸溫度125°C，熱定型溫度I區(qū)125。C，n區(qū)135。C，m區(qū)14(TC，IV區(qū)12(TC，定型時(shí)間28分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及一種偏芯雙組份復(fù)合纖維及其制備方法，復(fù)合纖維包括PPS(聚苯硫醚)為皮層，以PET(聚酯)、PBT、PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)為芯層的偏芯皮芯結(jié)構(gòu)而紡制的長(zhǎng)纖維或短纖維，其制備包括(1)真空干燥(2)雙組分紡絲、卷繞(3)后拉伸熱定型該復(fù)合纖維具有優(yōu)異的膨松性和可長(zhǎng)期使用性，成本低，制成纖維過(guò)濾材料可廣泛應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域。文檔編號(hào)D01F8/14GK101109110SQ20071004283公開(kāi)日2008年1月23日申請(qǐng)日期2007年6月27日優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日發(fā)明者倪建華,崔曉玲,潘湘慶,王依民,王燕萍申請(qǐng)人:東華大學(xué);上海市紡織科學(xué)研究院