一种吸湿腈纶的制造方法技术

一种吸湿腈纶的制造方法，属于腈纶加工技术领域。本发明专利技术的吸湿腈纶的制造方法，通过对腈纶丝束采用先水浴加热后超声波处理的方式在腈纶丝束外表面形成孔洞，并通过二次水浴加热超声波处理的方式使腈纶丝束外表面的孔洞深入腈纶丝束内部，以达到改善腈纶丝束吸湿性的目的，并通过二次水解保证腈纶丝束中形成的细长孔洞畅通。本发明专利技术的吸湿腈纶的制造方法可显著提高腈纶丝束的吸湿性、保温性，并使腈纶丝束保持较高的拉伸强度。

【技术实现步骤摘要】

一种吸湿腈纶的制造方法，属于腈纶加工
 
技术介绍
腈纶是聚丙烯腈纤维（PAN）在中国的商品名，腈纶具有优良的性能，手感柔软温暖、弹性良好、耐光耐气候性特别优良；但腈纶也有很多缺点，如吸湿性差，易产生静电等。为改进腈纶的吸湿性，一般通过共聚、共混、水解等方法来制备吸湿性腈纶。通过共聚、共混方法制备吸湿性腈纶需要在聚合或者原液配制阶段进行，工艺复杂，而且需要对生产工艺及设备进行改造，投入较大；而通过水解方法来制备吸湿性腈纶只需对生产出来的腈纶丝束进行水解，工艺简单，投资较少，但此种方法水解时间长，得到的腈纶的吸湿性较差，如专利CN101914852公开了一种高吸湿吸水腈纶的制造方法，其特征在于：直接将腈纶加入到由氢氧化钠与胍类试剂、或者氢氧化钾与胍类试剂组成的混合溶液中，进行水解环化10 ～ 200 分钟，洗净烘干制得高吸湿吸水腈纶，此方法反应步骤较多，而且需要在一定压力的容器中进行，投资较大。 申请人通过研究发现现有的水解法制备吸湿性腈纶丝束存在如下缺陷：首先，现有的水解法制备吸湿腈纶只在腈纶丝束外表面形成亲水基团，因此获得的腈纶丝束吸湿只发生在外表面，腈纶丝束内部无法获得水解，腈纶丝束内部吸湿性依然较差，导致腈纶丝束吸湿效果较差，腈纶丝束织成服用材料时易起静电。 其次，虽然现有技术中已存在将超声波技术应用于蚕丝素纤维水解、酶解提取纤维素等领域，但超声波技术应用于腈纶水解依然存在着技术困难。其主要原因是：现有超声波技术在水解、酶解中只是用于将溶液中全部或部分固态物质在酶或溶液的作用下震荡分解，是起到加快反应的效果，而无需考虑产物的性能和形态。而腈纶丝束在水解改善吸湿性的同时，又要保证腈纶丝束具有较好的强度。将现有超声波技术直接应用于腈纶水解，虽然能加速腈纶丝束外表面的水解，但依然无法解决腈纶丝束内部水解差、吸湿性差的问题，反而会扩大腈纶丝束外表面和内部的水解差距；而过分加大超声波频率来获得腈纶丝束内部较好的水解效果，又会造成腈纶丝束外表面过分水解，腈纶丝束外表面和内部的水解差距进一步扩大。同时，过分加大超声波频率和工作时间，不但会因降低腈纶丝束的旦数（9000米纤维的克重）而挺高成本，而且会在腈纶丝束外表面形成疏松易断结构，降低对腈纶丝束的强度，影响腈纶丝束服用性能。 
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种吸湿腈纶的制造方法，该方法可形成深入腈纶丝束内部的孔洞，显著提高腈纶丝束的吸湿性，且保证腈纶丝束具有较高的拉伸强度。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该吸湿腈纶的制造方法，其特征在于：其特征在于，包括如下步骤： a) 腈纶初次水解：将腈纶丝束加入到盛有碱液的容器中，振荡均匀后放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min；b) 超声波处理：将经过初次水解的腈纶丝束放入超声波装置中进行超声波处理10min~60min，超声波功率为45~55w；c) 腈纶二次水解：经超声波处理的腈纶丝束再次放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min，对二次水解后的腈纶丝束进行水洗，水洗至洗液PH为中性，并烘干。步骤a)所述的碱液中的碱为NaOH、KOH或LiOH，碱液浓度为5~30%。 步骤a)所述的水浴温度为70~79℃，水解时间为30min~50min。 步骤b)所述的超声波处理时间为20min~40min，超声波功率为45~50w。 步骤c)所述的水浴温度为80~90℃，水解时间为30min~50min。 优选的，步骤b)所述的超声波处理时间为25min，超声波功率为45w。 优选的，步骤a)所述的碱液中的碱为NaOH的碱液浓度为5~20%。 优选的，步骤a)所述的碱液中的碱为KOH的碱液浓度为5~15%。 优选的，步骤a)所述的碱液中的碱为LiOH的碱液浓度为5~10%。 本专利技术的一种吸湿腈纶的制造方法说明如下：相较于其他水解溶液，采用碱液水解可使腈纶丝束具有较好的吸湿性能。 利用超声波的强力振动作用，加速腈纶丝束表皮物质的脱落，在超声波震动中已水解疏松的表皮物质不断脱落，露出未水解的新鲜表皮物质，超声波震动起到“挖凿”的作用，逐渐在腈纶丝束外表面“挖凿”形成细密的孔洞，并在超声波作用下孔洞深度不断向腈纶丝束内部延伸，细密的孔洞可以吸收液体，从而改善腈纶丝束内部的吸湿性，同时细密的孔洞可以隔绝冷热空气，起到保温的效果，从而使本专利技术获得的腈纶丝束具备较好的保温性能。 申请人发现：如在超声波作用下，腈纶丝束内部形成的孔洞过大，则会对腈纶丝束的拉伸强度造成不良影响，温度过高或碱液浓度过高，均会使腈纶丝束表皮物质脱落过快、过大，形成较大的孔洞；而温度过低或碱液浓度过低，则会使超声波“挖凿”较为困难，造成水解和超声波处理用时过长。申请人经研究发现：在步骤a)中，采用温和的水浴条件下水解，将水解温度控制在70~95℃，解时间为30min~50min可保证水解脱落的表皮物质颗粒较细小，在后续超声波处理中形成细小致密的孔洞，使腈纶丝束保持较高的拉伸强度。 超声波处理结束后直接水洗腈纶丝束至中性的话，腈纶丝束的吸湿性依然无法获得较大提高。申请人发现其主要原因是：由于腈纶丝束中形成的孔洞细长，孔洞内存有较多脱落后未完全水解的疏松表皮物质，超声波处理形成的细长孔洞被堵塞，无法畅通的吸收水分。因此申请人设计在步骤b)超声波处理完成后，采用步骤c）进行二次水解。在温和的水浴条件下，水解清除细长孔洞内残留的脱落后未完全水解的疏松表皮物质，使细长孔洞畅通。温和的80~90℃水浴条件、30min~50min的水解时间，可保证已形成的细长孔洞不会被水解破坏。 与现有技术相比，本专利技术的吸湿腈纶的制造方法所具有的有益效果是： 1、采用了在腈纶水解中期加入超声波处理工艺，强化了碱液对腈纶丝束的水解，在达到同样吸湿效果的条件下，较普通的水解工艺的水解时间明显缩短。2、本专利技术的吸湿腈纶的制造方法所获得的腈纶丝束外表面和内部的水解程度差距较小，腈纶丝束中形成深入丝束内部的致密细小孔洞，腈纶丝束内部同样具有较好的吸湿性，同时由于形成的孔洞细小致密，不会对腈纶丝束的强度造成不良影响。采用本专利技术制造方法获得的吸湿腈纶，成衣贴身、吸汗、保温，整体服用性能优异。 3、本专利技术工艺简单，设备投资小。通过本技术可以在比常规水解方法短的水解时间内得到吸湿性一样的产品或者在同样的水解时间下得到吸湿性较常规水解方法高3~5%的产品。 附图说明图1是二次水解完成后腈纶纤维的电镜图像。 具体实施方式实施例1~18为本专利技术吸湿腈纶的制造方法的配比组分见表1和表2。其中实施例1为最佳实施方式。 实施例1a)、腈纶初次水解：称取3g腈纶，称取一定量NaOH配制成15%的碱液，将腈纶丝束放入锥形瓶内，向锥形瓶内加入150g15%的碱液，使碱液液面没过腈纶上部，摇动锥形瓶以利于腈纶在容器内碱液充分接触，将锥形瓶置于90℃的水浴中，打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸湿腈纶的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：a) 腈纶初次水解：将腈纶丝束加入到盛有碱液的容器中，振荡均匀后放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min；b) 超声波处理：将经过初次水解的腈纶丝束放入超声波装置中进行超声波处理10min~60min，超声波功率为45~55w；c) 腈纶二次水解：经超声波处理的腈纶丝束再次放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min，对二次水解后的腈纶丝束进行水洗，水洗至洗液PH为中性，并烘干。

【技术特征摘要】
1.一种吸湿腈纶的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
a) 腈纶初次水解：将腈纶丝束加入到盛有碱液的容器中，振荡均匀后放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min；
b) 超声波处理：将经过初次水解的腈纶丝束放入超声波装置中进行超声波处理10min~60min，超声波功率为45~55w；
c) 腈纶二次水解：经超声波处理的腈纶丝束再次放入水浴中水解，水浴温度70~95℃，水解时间20min~60min，对二次水解后的腈纶丝束进行水洗，水洗至洗液PH为中性，并烘干。
2.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制造方法，其特征在于：步骤a)所述的碱液中的碱为NaOH、KOH或LiOH，碱液浓度为5~30%。
3.根据权利要求1所述的吸湿腈纶的制造方法，其特征在于：步骤a)所述的水浴温度为70~79℃，水解时间为30min~50m...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，李留忠，郭卫东，袁锦慧，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37