專利名稱：一種含聚苯乙烯的共混纖維及其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種共混纖維及其制造方法和用途。
特開昭63-108039報(bào)道了一種強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換纖維的制造方法，該纖維是以聚苯乙烯為海成分，以聚丙烯為島成分，在260℃下進(jìn)行熔融復(fù)合紡絲，島數(shù)為16，復(fù)合纖維單絲纖度為9旦。該制造方法所涉及的復(fù)合紡絲技術(shù)要求兩種組分分別經(jīng)由兩個(gè)螺桿擠出機(jī)，然后通過多孔的復(fù)合噴絲板紡制而成，無(wú)法在通用紡絲設(shè)備上進(jìn)行，所得島數(shù)由噴絲板決定。特開平2-289628報(bào)道了一種超細(xì)離子交換纖維及其制備方法。采用聚酯為海成分，以聚苯乙烯為島成分中的的鞘，以聚丙烯為島成分中的芯，紡制三成分復(fù)合纖維，經(jīng)拉伸后，纖維直徑為20μm，然后用堿溶液除去海成分的聚酯，得芯鞘型離子交換纖維的前體纖維，纖維直徑為0.5μm。上述復(fù)合紡絲技術(shù)同樣存在需要復(fù)合噴絲板的問題，而且工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，也無(wú)法在通用紡絲設(shè)備下進(jìn)行紡絲。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?8117712.3一種高流動(dòng)性聚丙烯樹脂組合物及其制備方法和用途公開了一種聚丙烯樹脂組合物以及中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?8117715.5公開了一種低溫聚丙烯紡絲技術(shù)，但所制得的僅為聚丙烯纖維。
本發(fā)明的一種含聚苯乙烯的共混纖維及其制造方法克服了已有技術(shù)中需要兩個(gè)螺桿擠出機(jī)，特殊的復(fù)合噴絲板，分散相島數(shù)較少，無(wú)法在通用熔融紡絲設(shè)備上進(jìn)行等缺點(diǎn)，提供了一種由聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等聚烯烴經(jīng)通用熔融紡絲設(shè)備制造共混纖維的技術(shù)。本發(fā)明的其他目的是提供了該種共混纖維及其用途。
本發(fā)明的一種含聚苯乙烯的共混纖維，是以聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等多種不相容的高聚物樹脂，經(jīng)過共混擠出，紡絲，生成微相分離的取向微纖結(jié)構(gòu)為特征的多相組分共混纖維，其微纖直徑為0.1-0.5μm。上述的聚苯乙烯樹脂的熔融指數(shù)為5-100，其共混重量百分比為60-90％，較佳為70-90％，上述的聚丙烯樹脂為熔融指數(shù)為10-80，較佳為20-60的專用聚丙烯樹脂組合物，其共混重量百分比為10-40％，較佳為10-30％。共混纖維中的專用聚丙烯樹脂組合物是我們發(fā)明的專用樹脂(中國(guó)發(fā)明專利CN1068580A、英國(guó)專利GB(11)2258869(13)B以及中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?8117712.3)，其中化學(xué)降解改性的聚丙烯均聚物重量百分?jǐn)?shù)為80-95％，聚合級(jí)聚丙烯為0-10％，高密度聚乙烯為0-10％，低密度聚乙烯為0-3％。
本發(fā)明的一種含聚苯乙烯的共混纖維是上述聚苯乙烯樹脂和聚丙烯樹脂按60-90∶10-40的重量百分比在180-210℃下熔融共混，切片，然后再將共混切片在通用熔融紡絲設(shè)備上，在紡絲溫度為240-280℃以及卷繞速度為200-500m/min下進(jìn)行紡絲，在牽伸溫度為60-150℃，牽伸倍數(shù)為1.5-2.5下進(jìn)行牽伸而得到的。
具體按如下工藝、步驟進(jìn)行1.將熔融指數(shù)為5-100的聚苯乙烯和熔融指數(shù)為10-80聚丙烯樹脂組合物按60-90∶10-40的重量百分比混合，在180-210℃下經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，鑄帶、造粒，切片，2.將上述切片在熔融溫度為240-270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為200-500m/min下紡絲，得卷繞絲，3.卷繞絲經(jīng)溫度為100-150℃，牽伸倍數(shù)為1.5-2.5的牽伸，得成品絲，單絲纖度為5-10旦。
本發(fā)明一種含聚苯乙烯的共混纖維的用途是通過交聯(lián)功能化處理來(lái)制備離子交換纖維，所得離子交換纖維可用于空氣、水等的凈化過濾，或金屬離子的吸附，或催化劑的制備等，也可用于制造生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新材料，例如人工腎或人工肝等。
本發(fā)明一種含聚苯乙烯的共混纖維實(shí)現(xiàn)了經(jīng)通用熔融紡絲設(shè)備制造多相組分共混纖維，經(jīng)掃描電鏡觀察該共混纖維是以微相分離的取向微纖結(jié)構(gòu)為特征的。其中的聚丙烯起到提高可紡性和微纖增強(qiáng)共混纖維力學(xué)性能的作用，聚苯乙烯組分則可以引入各種基團(tuán)，用于離子交換。
實(shí)施例本發(fā)明擬通過下述實(shí)施例簡(jiǎn)單說明本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，但不能認(rèn)為本發(fā)明僅限于實(shí)施例的內(nèi)容。實(shí)施例1選用熔融指數(shù)為20的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為10/90下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為360m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。實(shí)施例2選用熔融指數(shù)為20的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為20/80下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為360m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。實(shí)施例3選用熔融指數(shù)為60的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為10/90下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為360m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。實(shí)施例4選用熔融指數(shù)為60的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為20/80下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在240℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為360m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。實(shí)施例5選用熔融指數(shù)為60的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為10/90下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為250m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。實(shí)施例6選用熔融指數(shù)為20的上述聚丙烯樹脂組合物和熔融指數(shù)為9的聚苯乙烯在重量比例為30/70下經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出溫度210℃。然后將共混切片在270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為360m/min下紡絲，得卷繞絲。卷繞絲經(jīng)熱牽伸溫度為60-150℃下的牽伸，牽伸倍數(shù)1.5倍，得成品絲的性能見表1。
表1 實(shí)施例1-權(quán)利要求
1.一種含聚苯乙烯的共混纖維，包括聚苯乙烯和聚丙烯組合物兩種組分，其特征在于所述的共混纖維包括如下組分和含量(重量百分比)聚苯乙烯為70-90％，聚丙烯組合物為10-30％。所述聚苯乙烯的熔融指數(shù)為5-100，所述聚丙烯組合物的熔融指數(shù)為20-60。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含聚苯乙烯的一種共混纖維，其特征在于所述的共混纖維是具有微相分離的、含有取向微纖的精細(xì)結(jié)構(gòu)的多相組分共混纖維，其微纖的直徑為0.1-0.5μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含聚苯乙烯的一種共混纖維，其特征在于所述的聚丙烯為聚丙烯樹脂組合物，其中，按重量百分比，化學(xué)降解改性的聚丙烯均聚物占80-95％，聚合級(jí)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.根據(jù)權(quán)利要求1所述含聚苯乙烯的一種共混纖維的制備方法，其特征在于按下列順序、步驟進(jìn)行(1)將熔融指數(shù)為5-100的聚苯乙烯和熔融指數(shù)為20-60聚丙烯樹脂組合物按70-90∶10-30的重量百分比混合，在180-210℃下經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，鑄帶、造粒，切片，(2)將上述切片在熔融溫度為240-270℃下經(jīng)螺桿擠出，并在紡絲速度為200-500m/min下紡絲，得卷繞絲，(3)卷繞絲經(jīng)溫度為100-150℃，牽伸倍數(shù)為1.5-2.5的牽伸，得成品絲，單絲纖度為5-10旦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含聚苯乙烯的一種共混纖維的用途，其特征在于所述共混纖維可通過交聯(lián)功能化處理來(lái)制備離子交換纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述含聚苯乙烯的一種共混纖維的用途，其特征在于所述的離子交換纖維可用于空氣、水等的凈化過濾，或金屬離子的吸附，或催化劑的制備等。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述含聚苯乙烯的一種共混纖維的用途，其特征在于所述的離子交換纖維可用于制造生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域新材料，例如人工腎或人工肝等。
全文摘要
本發(fā)明的一種共混纖維,是以聚苯乙烯、聚丙烯樹脂組合物等多種不相容的高聚物樹脂,經(jīng)過共混擠出,紡絲,生成微相分離的取向微纖結(jié)構(gòu)為特征的多相組分共混纖維,微纖直徑為0.5μm,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)通用熔融紡絲設(shè)備制造多組分微相分離的共混纖維,其中的聚丙烯起到提高可紡性和微纖增強(qiáng)共混纖維力學(xué)性能的作用,聚苯乙烯組分則可用以引入各種基團(tuán),制成離子交換纖維,用于空氣、水等的凈化過濾,或金屬離子的吸附,或催化劑的制備等,也可用于制造生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新材料,如人工腎或人工肝等。
文檔編號(hào)D01F8/06GK1277272SQ9910808
公開日2000年12月20日 申請(qǐng)日期1999年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月11日
發(fā)明者梁志梅, 胡先波, 徐怡莊, 吳瑾光, 徐端夫 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所