專利名稱：：高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于芳綸纖維制備領(lǐng)域，特別涉及高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維制備方法。
背景技術(shù)：
：芳綸纖維(Aramidfiber)是一種新型高科技合成纖維，主要分為兩種，對(duì)位芳酰胺纖維(PPTA)和間位芳酰胺纖維(PMIA)，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強(qiáng)度是鋼絲的56倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在56(TC的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。間位芳綸超短纖維是生產(chǎn)芳綸紙所用的主要原料之一，具有廣泛的應(yīng)用前景，目前的普通間位芳綸超短纖維生產(chǎn)的芳綸紙的強(qiáng)度和模量均不理想。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種高強(qiáng)度和高膜量的芳綸超短纖維的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其中包括如下步驟在以酰胺化合物為有機(jī)溶劑的體系中用間苯二甲酰氯和間苯二胺進(jìn)行溶液聚合，得到包含間苯二甲酰間苯二胺為重復(fù)單元的間位芳香族聚酰胺溶液，用氧化鈣或氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液，使紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度在3-6;經(jīng)濕法紡絲、清洗、熱處理、巻繞、切斷、打包即得制成長(zhǎng)度為0.5-20毫米的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維。本發(fā)明的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其中濕法紡絲是將紡絲原液脫泡并通過(guò)直徑為0.01-2毫米的噴絲孔的噴絲頭擠出，在溫度為20-5(TC的水溶液凝固浴中形成長(zhǎng)絲，在含有氯化鈣水溶液中經(jīng)過(guò)2-10倍的牽伸使其具有一定的物理機(jī)械性能。本發(fā)明的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其中熱處理步驟為，在定型溫度為350-45(TC下進(jìn)行高溫定型。本發(fā)明的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其中酰胺化合物選自二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。本發(fā)明在聚合反應(yīng)時(shí)分一次添加間苯二甲酰氯，僅一次中和，控制合理的原液的比濃對(duì)數(shù)粘度、牽伸的大小、熱處理的條件，從而使制得的芳綸超短纖維具有更高的強(qiáng)度和模量。下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。具體實(shí)施例方式實(shí)施例11、在二甲基乙酰胺的溶液中用單體間苯二甲酰氯(IPC)和單體間苯二胺(MPDA)進(jìn)行溶液聚合，用氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液；3濕法紡絲前采用的紡絲溶液為低鹽紡絲溶液，進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)分一次添加間苯二甲酰氯，一次中和，通過(guò)控制間苯二甲酰氯的添加量和加入適當(dāng)終止劑，使紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度為4.3-4.6。2、濕法紡絲將紡絲原液經(jīng)脫泡后通過(guò)直徑為0.01-2毫米的噴絲孔中擠出，通過(guò)溫度為20°C的水溶液形成長(zhǎng)絲，經(jīng)過(guò)一種特制牽伸機(jī)在一種含有氯化鈣的水溶液中，牽伸2倍使其具有良好的機(jī)械性能，水洗、烘干纖維；3、對(duì)烘干后的產(chǎn)品進(jìn)行35(TC熱處理，進(jìn)一步提高纖維的機(jī)械性能；4、經(jīng)過(guò)熱處理后的纖維經(jīng)巻繞絡(luò)筒后成高強(qiáng)高模間位芳綸長(zhǎng)絲束，再使用特制切斷機(jī)進(jìn)行切斷，切斷后的短纖維長(zhǎng)度一般為0.5-20毫米之間，經(jīng)篩分后，打包裝箱。實(shí)施例21、在二甲基甲酰胺的溶液中用單體間苯二甲酰氯(IPC)和單體間苯二胺(MPDA)進(jìn)行溶液聚合，用氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液；紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度為4.6-4.9。2、濕法紡絲將紡絲原液經(jīng)脫泡后通過(guò)直徑為0.01-2毫米的噴絲孔重?cái)D出，通過(guò)溫度為40°C的水溶液形成長(zhǎng)絲，經(jīng)過(guò)一種特制牽伸機(jī)在一種含有氯化鈣的水溶液中，牽伸6倍使其具有良好的機(jī)械性能，水洗、烘干纖維；3、對(duì)烘干后的產(chǎn)品進(jìn)行400°C熱處理；4、經(jīng)過(guò)熱處理后的纖維經(jīng)巻繞絡(luò)筒后成高強(qiáng)高模間位芳綸長(zhǎng)絲束，再使用特制切斷機(jī)進(jìn)行切斷，切斷后的短纖維長(zhǎng)度一般為0.5-20毫米之間，經(jīng)篩分后，打包裝箱。實(shí)施例31、在二甲基乙酰胺的溶液中用單體間苯二甲酰氯(IPC)和單體間苯二胺(MPDA)進(jìn)行溶液聚合，用氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液；紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度為5.4-5.7。2、濕法紡絲將紡絲原液經(jīng)脫泡后通過(guò)直徑為0.01-2毫米的噴絲孔重?cái)D出，通過(guò)溫度為50°C的水溶液形成長(zhǎng)絲，經(jīng)過(guò)一種特制牽伸機(jī)在一種含有氯化鈣的水溶液中，牽伸10倍使其具有良好的機(jī)械性能，水洗、烘干纖維；3、對(duì)烘干后的產(chǎn)品進(jìn)行45(TC熱處理，進(jìn)一步提高纖維的機(jī)械性能；4、經(jīng)過(guò)熱處理后的纖維經(jīng)巻繞絡(luò)筒后成高強(qiáng)高模間位芳綸長(zhǎng)絲束，再使用特制切斷機(jī)進(jìn)行切斷，切斷后的短纖維長(zhǎng)度一般為0.5-20毫米之間，經(jīng)篩分后，打包裝箱。從上述各個(gè)實(shí)施例的結(jié)果可以得知，原液的比濃對(duì)數(shù)粘度、牽伸的大小、以及熱處理的效果決定了纖維的強(qiáng)度及模量，實(shí)驗(yàn)證明，纖維的物理機(jī)械性能與以上所述的幾種因素成正比例對(duì)應(yīng)關(guān)系，但也不能過(guò)度，在達(dá)到極限值后，纖維的性能會(huì)降低。普通間位芳綸纖維與本實(shí)施例1的高強(qiáng)高模纖維的測(cè)試結(jié)果見對(duì)比表l，高強(qiáng)高模短切纖維更好的解決了造紙生產(chǎn)過(guò)程中纖維分散不均，產(chǎn)品強(qiáng)度差等缺點(diǎn)。短切纖維的實(shí)際利用率提高10%，用本發(fā)明的高強(qiáng)高模超切纖維制得的芳綸紙的強(qiáng)度也有很大提高，更好的滿足客戶要求，與普通芳綸紙具體對(duì)比情況請(qǐng)見下表2。表1:普通間位芳綸纖維與本實(shí)施例1的高強(qiáng)高模纖維的測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2:不同芳綸紙的強(qiáng)度對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟在酰胺化合物為有機(jī)溶劑的體系中用間苯二甲酰氯和間苯二胺進(jìn)行溶液聚合，得到包含間苯二甲酰間苯二胺為重復(fù)單元的間位芳香族聚酰胺溶液，用氧化鈣或氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液，使紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度在3-6；經(jīng)濕法紡絲、清洗、熱處理、卷繞、切斷、打包即制成長(zhǎng)度為0.5-20毫米的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維。2.如權(quán)利要求書l所述的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其特征在于所述濕法紡絲是將紡絲原液脫泡并通過(guò)直徑為0.01-2毫米的噴絲孔的噴絲頭擠出，在溫度為20-5(TC的水溶液凝固浴形成長(zhǎng)絲，在含有氯化鈣水溶液中經(jīng)過(guò)2-10倍的牽伸使其具有一定的物理機(jī)械性能。3.如權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其特征在于，所述熱處理步驟為，在定型溫度為350-45(TC下進(jìn)行高溫定型。4.按照權(quán)利要求書3所述的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維的制備方法，其特征在于所述酰胺化合物選自二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。全文摘要本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維制備方法，包括在酰胺化合物為有機(jī)溶劑的體系中用間苯二甲酰氯和間苯二胺進(jìn)行溶液聚合，得到包含間苯二甲酰間苯二胺為重復(fù)單元的間位芳香族聚酰胺溶液，用氧化鈣或氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)生成的鹽酸，得紡絲原液，使紡絲原液的比濃對(duì)數(shù)粘度在3-6；然后經(jīng)濕法紡絲、清洗、熱處理、卷繞、切斷、打包即得制成長(zhǎng)度為0.5-20毫米的高強(qiáng)高模間位芳綸超短纖維。本發(fā)明的間位芳綸超短纖維的強(qiáng)度和模量相對(duì)現(xiàn)有同類產(chǎn)品均有較大提高。文檔編號(hào)D01D5/06GK101736431SQ200910259778公開日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年12月24日優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日發(fā)明者宋翠艷,宋西全,王學(xué),王寅超,高東申請(qǐng)人:煙臺(tái)氨綸股份有限公司