專利名稱：一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，特別是涉及到一種用堿溶性聚酯作為溶離組分獲得熱致性液晶聚芳酯納原纖的制備方法。
背景技術(shù)：
熱致性液晶聚芳酯(TLCP)纖維是一種高性能纖維，具有高強(qiáng)高模、優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、極小的線膨脹系數(shù)、耐老化等優(yōu)異的性能，可滿足現(xiàn)在高科技對(duì)高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐輻射等綜合性能的需求。尤其是在航空航天、裝甲防護(hù)、艦艇繩纜等國(guó)防領(lǐng)域和高溫過(guò)濾材料、電子絕緣材料等軍民兩用領(lǐng)域上的應(yīng)用是非常廣泛的。由于液晶高分子原料價(jià)格昂貴，成型加工工藝難以控制，液晶聚合物工程塑料制品的各向異性和沖擊強(qiáng)度低等，人們更多地把液晶聚合物作為其它聚合物改性劑，或與其它聚合物制成合金，以擴(kuò)大液晶聚合物的應(yīng)用范圍。但對(duì)制備熱致性液晶聚芳酯納原纖的研究尚屬空白。目前，國(guó)內(nèi)通常采用雙組份復(fù)合紡絲法制備海島、超細(xì)纖維。該制備方法通常采用將兩組分分別進(jìn)行預(yù)結(jié)晶干燥、擠壓熔融后送入復(fù)合紡絲箱體，經(jīng)保溫的紡絲計(jì)量泵精確計(jì)量擠出，分配到各個(gè)復(fù)合紡絲組件中，兩個(gè)組分按噴絲組件設(shè)定的形狀復(fù)合成形，再經(jīng)牽伸、卷繞及后續(xù)處理得到超細(xì)纖維。該制備方法紡絲工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、且對(duì)設(shè)備有特殊的要求。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN102071493A，
公開(kāi)日2011年5月25日，發(fā)明名稱“一種熱致性液晶聚芳酯纖維的制備方法”，該申請(qǐng)案提供了一種摻有低分子量熱致液晶聚芳酯的高粘度熱致性液晶聚芳酯紡絲方法，目的是有效改善體系的流變形為，使加工溫度范圍增寬，有效解決熱致性液晶聚芳酯切片進(jìn)行紡絲時(shí)遇到的加工窗口溫度窄，對(duì)纖維紡絲加工設(shè)備精度要求高的難題。在該申請(qǐng)案中，主要解決的是高分子量熱致液晶聚芳酯紡絲成型工藝較難的問(wèn)題。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1189517A，
公開(kāi)日1998年8月5日，發(fā)明名稱為“一種含玻璃纖維和熱致性液晶聚合物微纖的混雜復(fù)合材料”，該申請(qǐng)案采用熱致液晶聚合物(TLCP)微纖和玻璃微纖混雜增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料，目的是克服玻璃纖維增強(qiáng)的PC體系熔融流動(dòng)性差、對(duì)設(shè)備的磨損、玻璃纖維大量折斷，以及TLCP增強(qiáng)PC體系拉伸性能差的缺點(diǎn)。在該申請(qǐng)案中，熱致液晶聚合物(TLCP)微纖只是作為一種增強(qiáng)材料，以改善玻璃纖維增強(qiáng)的PC體系所存在的問(wèn)題，并未涉及熱致液晶聚合物(TLCP)微纖及納纖的制備方法。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101608351A，
公開(kāi)日2009年12月23日，發(fā)明名稱為“一種熔融共混海島纖維及其生產(chǎn)方法”，該申請(qǐng)案采用PTT為島成分，PE為海成分，將PTT切片和PE分別進(jìn)行干燥后，經(jīng)不同的輸送管道，進(jìn)入混合管道混合均勻，然后通過(guò)噴絲板進(jìn)行噴絲，最后經(jīng)牽伸、卷曲、切斷后制得成品。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN101429689A，
公開(kāi)日2009年5月13日，發(fā)明名稱為“一種超細(xì)纖維及其生產(chǎn)方法”，該申請(qǐng)案是以再生聚酯切片及水溶性聚酯切片為原料，采用雙組份復(fù)合紡絲法，再經(jīng)后續(xù)的加彈加工得到可實(shí)用的超細(xì)纖維。在上述兩個(gè)該申請(qǐng)案中，海島纖維與超細(xì)纖維的制備在紡絲工藝過(guò)程中均須牽伸、卷繞，與常規(guī)的紡絲工藝流程相同?？梢?jiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中，目前還未見(jiàn)關(guān)于熱致性液晶聚芳酯納原纖短流程制備方法的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法。采用堿溶性聚酯作為溶離組分，將堿溶性聚酯與熱致性液晶聚芳酯進(jìn)行復(fù)合并紡絲，使熱致性液晶聚芳酯在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向取向并形成納原纖，再經(jīng)后續(xù)處理得到高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖，其技術(shù)方案為:一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，所述制備方法采用堿溶性聚酯作為溶離組分，將熱致性液晶聚芳酯與堿溶性聚酯先通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行復(fù)合，再通過(guò)紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，使熱致性液晶聚芳酯在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成了納原纖，再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖，其制備方法按以下步驟進(jìn)行:①原料預(yù)結(jié)晶干燥將堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯置于真空烘箱內(nèi)干燥，使其含水率低于30ppm。②復(fù)合物的制備將干燥后的堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯分別按質(zhì)量百分比在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。其中， 堿溶性聚酯85 95份熱致性液晶聚芳酯5 15份雙螺桿的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220 250°C，熔融區(qū)260 310°C，壓縮區(qū)250 300°C，出料口溫度 260 310°C ；再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)制備的復(fù)合物在100 130°C真空干燥，恒溫24 48h。③熔融紡絲將由步驟②制備的復(fù)合物置于紡絲機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，獲得含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維。熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230 250°C，熔融區(qū)270 320°C，壓縮區(qū)270 320°C，紡絲機(jī)箱體的溫度與壓縮區(qū)溫度一致。④后續(xù)處理將由步驟③獲得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維用NaOH溶液溶解掉堿溶性聚酯，再經(jīng)分離、烘干后，獲得高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖。所述的分離為抽濾洗滌或離心分離、透析中其中的一種。所述的熱致性液晶聚芳酯為主鏈型芳香共聚酯，熔融范圍為250°C 300°C。所述的堿溶性聚酯的熔融范圍為250°C 300°C。由于采用了以上技術(shù)方案，一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法及所制備的熱致性液晶聚芳酯納原纖具有以下優(yōu)點(diǎn):I本發(fā)明采用堿溶性聚酯作為溶離組分，將熱致性液晶聚芳酯與堿溶性聚酯通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)復(fù)合，再經(jīng)熔融紡絲，由于熱致性液晶聚芳酯已在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成了納原纖，所以通過(guò)該制備方法在紡絲過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行耗時(shí)的卷繞和后牽伸等工藝即可獲得熱致性液晶聚芳酯納原纖，從而縮短了制備工藝流程，因此由本發(fā)明獲得熱致性液晶聚芳酯納原纖的制備方法流程短、簡(jiǎn)便易操作，同時(shí)也減小了能耗和生產(chǎn)成本。2由于堿溶性聚酯與熱致性液晶聚芳酯的熔點(diǎn)接近、相容性好、對(duì)紡絲條件和儀器設(shè)備無(wú)苛刻要求等特點(diǎn)，所以可采用與一般聚合物相同的加工設(shè)備，還可減少對(duì)儀器設(shè)備的磨損，既環(huán)保又易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；3通過(guò)本發(fā)明獲得的熱致性液晶聚芳酯納原纖，由于具有高長(zhǎng)徑比、高強(qiáng)高模、耐高溫、耐輻射、比表面積大、易于同基體接觸等特點(diǎn)，從而可潤(rùn)滑聚合物熔體，降低粘度，便于加工成型，有利于大型和復(fù)雜模具充模；還可降低加工溫度，與低熔點(diǎn)的聚合物基體制備納米復(fù)合材料等。本發(fā)明充分利用堿溶性聚酯的水溶性特點(diǎn)，將堿溶性聚酯與熱致性液晶聚芳酯進(jìn)行復(fù)合并紡絲，使TLCP在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成納原纖，再將堿溶性聚酯溶解除去后，獲得具有高長(zhǎng)徑比、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐輻射等優(yōu)異性能的熱致性液晶聚芳酯納原纖，該制備工藝簡(jiǎn)單、流程短。此外，對(duì)獲得的熱致性液晶聚芳酯納原纖還可進(jìn)行表面改性，提高它與其它聚合物基體的界面相容性，可有效拓展熱致性液晶聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，所述制備方法采用堿溶性聚酯作為溶離組分，將熱致性液晶聚芳酯與堿溶性聚酯先通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行復(fù)合，再通過(guò)紡絲機(jī)進(jìn)行熔融 紡絲，使熱致性液晶聚芳酯在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成了納原纖，再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖，其制備方法按以下步驟進(jìn)行:①原料預(yù)結(jié)晶干燥將堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯置于真空烘箱內(nèi)干燥，真空干燥溫度初始溫度為80 100°C，I 2h之后升溫至120 140°C，恒溫10 12h后，再升溫至150 170°C，恒溫24 48h，使其含水率低于30ppm。②復(fù)合物的制備將干燥后的堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯分別按質(zhì)量百分比在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。其中，堿溶性聚酯85 95份熱致性液晶聚芳酯5 15份雙螺桿的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220 250°C，熔融區(qū)260 310°C，壓縮區(qū)250 300°C，出料口溫度 260 310°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)制備的復(fù)合物在100 130°C真空干燥，恒溫24 48h。③熔融紡絲將由步驟②制備的復(fù)合物置于紡絲機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，獲得含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維。
熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230 250°C，熔融區(qū)270 320°C，壓縮區(qū)270 320°C，紡絲機(jī)箱體的溫度與壓縮區(qū)溫度一致。④后續(xù)處理將由步驟③獲得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維用NaOH溶液溶解掉堿溶性聚酯，再經(jīng)分離、烘干后，獲得高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖。NaOH溶液的溫度為85 95°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I % 5%。所述的分離為抽濾洗滌或離心分離后透析中其中的一種。所述的熱致性液晶聚芳酯為主鏈型芳香共聚酯，熔融范圍為250°C 300°C。主鏈型芳香共聚酯可以是對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯或6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯或?qū)αu基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯或?qū)Ρ蕉姿?氫醌的無(wú)規(guī)共聚酯中其中的一種。所述的堿溶性聚酯的熔融范圍為250 300°C。具體實(shí)施例實(shí)施例1將熔點(diǎn)為250°C的對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為250°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為80°C，lh升溫至1200C，恒溫IOh后，再升溫至150°C，恒溫24h，使其含水率達(dá)到30ppm。將干燥后的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為85/15，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220°C，熔融區(qū)260°C，壓縮區(qū)250°C，出料口溫度260°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為100°C，恒溫時(shí)間為24h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)270°C，箱體溫度270°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為85°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在60 80nm，長(zhǎng)度在5 10 μ m。實(shí)施例2將熔點(diǎn)為280°C的對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為280°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為90°C，lh升溫至1300C，恒溫Ilh后，再升溫至160°C，恒溫32h，使其含水率達(dá)到20ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為90/10，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)285°C，壓縮區(qū)270°C，出料口溫度285°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為120°C，恒溫時(shí)間為32h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)295°C，壓縮區(qū)295°C，箱體溫度295°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為90°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在50 80nm，長(zhǎng)度在I 5 μ m。實(shí)施例3將熔點(diǎn)為300°C的對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為300°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為100°C，2h升溫至1400C，恒溫12h后，再升溫至170°C，恒溫48h，使其含水率達(dá)到13ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/6-羥基-2-萘甲酸的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為95/5，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū)300°C，出料口溫度310°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為130°C，恒溫時(shí)間為48h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)320°C，壓縮區(qū)320°C，箱體溫度320°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為95°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在30 50nm，長(zhǎng)度在0.5 3 μ m。實(shí)施例4將熔點(diǎn)為250°C的6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為250°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為80°C，Ih升溫至120°C，恒溫IOh后，再升溫至150°C，恒溫24h，使其含水率達(dá)到30ppm。將干燥后的堿溶性聚酯和6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為85/15，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220°C，熔融區(qū)260°C，壓縮區(qū)250°C，出料口溫度260°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為100°C，恒溫時(shí)間為24h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)270°C，箱體溫度270°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為85°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在60 80nm，長(zhǎng)度在5 10 μ m。實(shí)施例5將熔點(diǎn)為280°C的6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為280°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為90°C，Ih升溫至130°C，恒溫Ilh后，再升溫至160°C，恒溫32h，使其含水率達(dá)到20ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為90/10，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)285°C，壓縮區(qū)270°C，出料口溫度285°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為120°C，恒溫時(shí)間為32h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)295°C，壓縮區(qū)295°C，箱體溫度295°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為90°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在50 80nm，長(zhǎng)度在I 5 μ m0實(shí)施例6將熔點(diǎn)為300°C的6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為300°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為100°C，2h升溫至140°C，恒溫12h后，再升溫至170°C，恒溫48h，使其含水率達(dá)到13ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和6-羥基-2-萘甲酸/對(duì)苯二甲酸/對(duì)氨基苯酚的全芳香無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為95/5，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)2500C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū)300°C，出料口溫度310°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為130°C，恒溫時(shí)間為48h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)320°C，壓縮區(qū)320°C，箱體溫度320°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為95°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在30 50nm，長(zhǎng)度在0.5 3 μ m0實(shí)施例7將熔點(diǎn)為250°C的對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為250°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為80°C，Ih升溫至120°C，恒溫IOh后，再升溫至150°C，恒溫24h，使其含水率達(dá)到30ppm。將干燥后的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為85/15，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220°C，熔融區(qū)260°C，壓縮區(qū)250°C，出料口溫度260°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為IOO0C，恒溫時(shí)間為24h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)270°C，箱體溫度270°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為85°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在60 80nm，長(zhǎng)度在5 10 μ m。實(shí)施例8將熔點(diǎn)為280°C的對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為280°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為90°C，Ih升溫至130°C，恒溫Ilh后，再升溫至160°C，恒溫32h，使其含水率達(dá)到20ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為90/10，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)285°C，壓縮區(qū)270°C，出料口溫度285°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為1200C，恒溫時(shí)間為32h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)295°C，壓縮區(qū)295°C，箱體溫度295°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為90°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在50 80nm，長(zhǎng)度在I 5 μ m。實(shí)施例9將熔點(diǎn)為300°C的對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯與熔點(diǎn)為300°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為100°C，2h升溫至140°C，恒溫12h后，再升溫至170°C，恒溫48h，使其含水率達(dá)到13ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)羥基苯甲酸/對(duì)苯二甲酸乙二酯的無(wú)規(guī)共聚酯按質(zhì)量百分比為95/5，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū)300°C，出料口溫度310°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為130°C，恒溫時(shí)間為48h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)320°C，壓縮區(qū)320°C，箱體溫度320°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為95°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在30 50nm，長(zhǎng)度在0.5 3 μ m。實(shí)施例10將熔點(diǎn)為250°C的對(duì)苯二甲酸/氫醌與熔點(diǎn)為250°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為80°C，Ih升溫至120°C，恒溫IOh后，再升溫至150°C，恒溫24h，使其含水率達(dá)到30ppm。將干燥后的堿溶性聚酯和對(duì)苯二甲酸/氫醌按質(zhì)量百分比為85/15，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220°C，熔融區(qū)260°C，壓縮區(qū)250°C，出料口溫度260°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為100°C，恒溫時(shí)間為24h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230°C，熔融區(qū)270°C，壓縮區(qū)270°C，箱體溫度270°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為85°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次去離子水抽濾洗滌，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在60 80nm，長(zhǎng)度在5 10 μ m0實(shí)施例11將熔點(diǎn)為280°C的對(duì)苯二甲酸/氫醌與熔點(diǎn)為280°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為90°C，Ih升溫至130°C，恒溫Ilh后，再升溫至160°C，恒溫32h，使其含水率達(dá)到20ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)苯二甲酸/氫醌按質(zhì)量百分比為90/10，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)285°C，壓縮區(qū)270°C，出料口溫度285°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為120°C，恒溫時(shí)間為32h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)240°C，熔融區(qū)295°C，壓縮區(qū)295°C，箱體溫度295°C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為90°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在50 80nm，長(zhǎng)度在I 5 μ m。實(shí)施例12將熔點(diǎn)為300°C的對(duì)苯二甲酸/氫醌與熔點(diǎn)為300°C堿溶性聚酯進(jìn)行預(yù)結(jié)晶真空干燥，真空干燥溫度初始溫度為10(TC，2h升溫至140°C，恒溫12h后，再升溫至170°C，恒溫48h，使其含水率達(dá)到13ppm。將干燥好的堿溶性聚酯和對(duì)苯二甲酸/氫醌按質(zhì)量百分比為95/5，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混合，雙螺桿擠出機(jī)的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)310°C，壓縮區(qū)300°C，出料口溫度310°C。再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的復(fù)合物進(jìn)行真空干燥，真空干燥溫度為130°C，恒溫時(shí)間為48h。然后再將干燥后的復(fù)合物進(jìn)行熔融紡絲，熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)250°C，熔融區(qū)320°C，壓縮區(qū)320°C，箱體溫度3200C。最后將紡絲成型后所得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維溶于溫度為95°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的NaOH溶液中以除去堿溶性聚酯，再經(jīng)多次離心分離透析，然后烘干，即獲得本發(fā)明的熱致性液晶聚芳酯納原纖。其直徑在30 50nm，長(zhǎng)度在0.5 3 μ m。
權(quán)利要求
1.一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，其特征在于:所述制備方法采用堿溶性聚酯作為溶離組分，將熱致性液晶聚芳酯與堿溶性聚酯先通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行復(fù)合，再通過(guò)紡絲機(jī)進(jìn)行熔融紡絲，使熱致性液晶聚芳酯在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成了納原纖，再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖，其制備方法按以下步驟進(jìn)行: ①原料預(yù)結(jié)晶干燥 將堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯置于真空烘箱內(nèi)干燥，使其含水率低于30ppm ； ②復(fù)合物的制備 將干燥后的堿溶性聚酯和熱致性液晶聚芳酯分別按質(zhì)量百分比在雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出； 其中， 堿溶性聚酯85 95份 熱致性液晶聚芳酯5 15份 雙螺桿的加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)220 250°C，熔融區(qū)260 310°C，壓縮區(qū)250 300°C，出料口溫度 260 310°C ； 再將經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)制備的復(fù)合物在100 130°C真空干燥，恒溫24 48h ； ③熔融紡絲 將由步驟②制備的復(fù)合物置于紡絲機(jī)中進(jìn)行熔融紡絲，獲得含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維； 熔融紡絲的螺桿加熱溫度分別為:進(jìn)料區(qū)230 250°C，熔融區(qū)270 320°C，壓縮區(qū)270 320°C，紡絲機(jī)箱體的溫度與壓縮區(qū)溫度一致； ④后續(xù)處理 將由步驟③獲得的含有熱致性液晶聚芳酯納原纖的堿溶性聚酯纖維用NaOH溶液溶解掉堿溶性聚酯，再經(jīng)分離、烘干后，獲得高長(zhǎng)徑比的熱致性液晶聚芳酯納原纖； 所述的分離為抽濾洗滌或離心分離、透析中其中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，其特征在于，所述的熱致性液晶聚芳酯為主鏈型芳香共聚酯，熔融范圍為250°C 300°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，其特征在于，所述的堿溶性聚酯的熔融范圍為250°C 300°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱致性液晶聚芳酯納原纖的短流程制備方法，特別是涉及一種用堿溶性聚酯與熱致性液晶聚芳酯通過(guò)熔融共混獲得熱致性液晶聚芳酯納原纖的制備方法，本發(fā)明以堿溶性聚酯為溶離組分，將熱致性液晶聚芳酯與水溶性聚酯復(fù)合并紡絲，使熱致性液晶聚芳酯在高長(zhǎng)徑比的噴絲孔內(nèi)沿熔體流動(dòng)方向充分取向并形成納原纖，通過(guò)熱堿液將堿溶性聚酯溶解除去，再經(jīng)分離、烘干后，得到綜合性能優(yōu)異的熱致性液晶聚芳酯納原纖。本發(fā)明能夠制備出具有高長(zhǎng)徑比、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐輻射等優(yōu)異性能的熱致性液晶聚芳酯納原纖，同時(shí)制備工藝簡(jiǎn)單、流程短，不需進(jìn)行耗時(shí)的卷繞和后牽伸加工過(guò)程，既環(huán)保又易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D01F8/14GK103160953SQ20131008170
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者王羅新, 施偉利, 王樺, 吳靜, 周虎 申請(qǐng)人:武漢紡織大學(xué)