透明纤维的制造方法技术

本发明专利技术提供一种透明纤维的制造方法。此方法包括形成聚酰亚胺聚合物与有机溶剂混合的纺丝液。其中，所述聚酰亚胺聚合物的分量分散指数为1.3～2.6。利用此纺丝液进行干喷湿式纺丝步骤，以形成多条纤维。接着，对所述多条纤维进行热延伸步骤以形成多条透明纤维，其中用于热延伸步骤的温度为215℃～350℃。本发明专利技术的透明纤维制造方法以聚酰亚胺聚合物为材料并运用干喷湿式纺丝步骤配合热延伸步骤，可得到透明且高强度的聚酰亚胺纤维。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纤维的制造方法，尤其涉及一种透明纤维的制造方法。
技术介绍
近年来，聚酰亚胺纤维(polyimidefiber)的研究与发展受到了高度的注目，并且被广泛的应用于各种产业中。举例而言，聚酰亚胺纤维可作为防弹及防火织物，或者可将聚酰亚胺纤维作为复合材料增强剂，从而可用于航空及火箭的制造等等。随着聚酰亚胺合成方法的改进和纺丝技术的进步，市场对于其纤维性能的要求也越来越高。传统上，大多是运用熔融纺丝的方式来制造聚酰亚胺纤维。然而，熔融纺丝通常需要高温的处理，因此所形成的聚酰亚胺纤维的强度不佳且会发生热降解的情形。因此，市场上需要一种改良的聚酰亚胺纤维制造方法，以提供更高品质的纤维并同时改善现有处理的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种透明纤维的制造方法，可用来形成透明态样且具有高纤维细度及强度的聚酰亚胺纤维，并可解决现有处理的问题。本专利技术提供一种透明纤维的制造方法，此方法包括以下步骤。提供纺丝液。纺丝液包括聚酰亚胺聚合物以及有机溶剂，其中聚酰亚胺聚合物的分量分散指数(PDI)为1.3～2.6。利用所述纺丝液进行干喷湿式纺丝步骤，以形成多条纤维。接着，对上述多条纤维进行热延伸步骤以形成多条透明纤维，其中热延伸步骤的温度为215℃～350℃。在本专利技术的一实施例中，纺丝液中的聚酰亚胺聚合物的分子量范围是32000克/摩尔(g/mol)～55000克/摩尔。在本专利技术的一实施例中，纺丝液中的聚酰亚胺聚合物的重量百分比为8wt％至40wt％。在本专利技术的一实施例中，热延伸步骤的热延伸比为1至5。在本专利技术的一实施例中，在进行热延伸步骤之前，还包括进行热滚轮延伸程序。在本专利技术的一实施例中，热滚轮延伸程序的延伸比为1至5。在本专利技术的一实施例中，所述干喷湿式纺丝步骤包括将纺丝液装入纺丝装置中，且纺丝液通过纺丝装置喷出，经过空气之后再进入凝固浴中，以形成多条的透明纤维。在本专利技术的一实施例中，纺丝液的制备步骤包括将二胺单体、二酸酐单体以及有机溶剂混合后，进行缩合聚合反应，以形成聚酰胺酸聚合物，且使所述聚酰胺酸聚合物进行环化反应后，形成聚酰亚胺聚合物。在本专利技术的一实施例中，所述二胺单体为下列式1至式4其中之一：在本专利技术的一实施例中，所述二酸酐单体为下列式5至式7其中之一：基于上述，本专利技术采用分量分散指数为1.3～2.6的聚酰亚胺聚合物为制造透明纤维的材料，且运用干喷湿式的纺丝步骤配合温度为215℃～350℃的热延伸步骤，因此可得到高纤维细度及高纤维强度的聚酰亚胺纤维。此外，本专利技术的干喷湿式纺丝步骤不需要使用高毒性的溶剂，且后续的热延伸步骤的温度也可控制在较低的范围内，因此可改善现有处理的问题。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的一实施例的纺丝液的制造方法流程图；图2为表示本专利技术的一实施例的透明纤维的制造方法的示意图。附图标记说明：101：二胺单体；102：二酸酐单体；103：有机溶剂；104：缩合聚合反应；105：聚酰胺酸聚合物；106：环化反应；107：聚酰亚胺聚合物；201：纺丝液；202：纺丝装置；203：凝固浴；204：热滚轮；205：水洗槽；206：热延伸系统；207：透明纤维。具体实施方式图1是本专利技术的一实施例中纺丝液的制造方法流程图。首先，请参考图1，将二胺单体101、二酸酐单体102以及有机溶剂103混合。本专利技术所使用的二胺单体101为下列式1至式4所示的其中之一：本专利技术所使用的二酸酐单体102为下列式5至式7所示的其中之一：有机溶剂103用于溶解上述二胺单体101及二酸酐单体102。详言之，有机溶剂103可例如是二甲基乙酰胺(DMAc)或是N-甲基吡咯酮(NMP)，但不以此为限。将上述二胺单体101、二酸酐单体102溶解于有机溶剂103后，进行缩合聚合反应104，以形成聚酰胺酸聚合物105(polyamicacid)。接着，使聚酰胺酸聚合物105进行环化反应106，以形成聚酰亚胺聚合物107(polyimide)的纺丝液。通过上述纺丝液的制造方法所形成的聚酰亚胺聚合物107的分量分散指数(PDI)为1.3～2.6且分子量范围是32000克/摩尔～55000克/摩尔。图2是本专利技术的一实施例的透明纤维的制造方法流程图。请参考图2，在纺丝液201形成后，使其进行干喷湿式纺丝步骤。首先，将纺丝液201装入纺丝装置202中，并使其经由纺丝装置202喷出。接着，使纺丝液201接触空气后进入凝固浴203，从而形成多条纤维。接着，进行一热滚轮延伸程序，运用热滚轮204使所形成的多条纤维延伸，并且将经延伸的多条纤维置入水洗槽205中，以将残留在多条纤维上的有机溶剂洗净。再来，可运用热滚轮204进行另一热滚轮延伸程序。其中，所述两个热滚轮延伸程序的延伸比加起来的总和为1至5。虽然本实施例进行了两次热滚轮延伸程序，但本专利技术不以此为限。举例而言，本专利技术的另一实施例也可以只实行一次又或者是多次热滚轮延伸程序以使延伸比达到总和为1至5的范围。最后，运用热延伸系统206对多条纤维进行热延伸步骤，使多条纤维经受热延伸处理以形成透明纤维207。其中，热延伸步骤的温度为215℃～350℃，且热延伸比为1至5。由于本实施例使用干喷湿式纺丝步骤配合温度为215℃～350℃的热延伸步骤，因此无论是以高PDI或低PDI(即PDI＝1.3～2.6)的聚酰亚胺聚合物作为材料时，都可以制造出高强度的纤维。以下，通过实验例来详细说明上述实施例所提出的透明纤维的制备及其特性。然而，下列实验例并非用以限定本专利技术。实验例以下使用实验例及比较例说明本专利技术的制造方法所形成的透明纤维可以保持良好的纤维细度及具有较好的纤维强度。实验例1将分子量47000及分量分散指数(PDI)为2.6的聚酰亚胺聚合物(商品名称ULTEM9011，由Sabic公司所生产)以固含量30wt％溶于二甲基乙酰胺溶液中进行湿纺。将纺丝液脱泡后加热至90℃后，使用孔径150μm的点胶针作为纺口，并且以压力100psi进行湿纺，其中凝固浴为水，且螺拉转速为94rpm。湿纺后可得到连续单根纤维，其中根据螺拉转速所换算成的纤维长度/形成时间比为14.8m/min。接着，将所形成的纤维经过水洗槽洗净后进行一热滚轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明纤维的制造方法，其特征在于，包括：提供纺丝液，该纺丝液包括聚酰亚胺聚合物以及有机溶剂，其中该聚酰亚胺聚合物的分量分散指数为1.3～2.6；利用该纺丝液进行干喷湿式纺丝步骤，以形成多条纤维；对该些纤维进行热延伸步骤以形成多条透明纤维，其中该热延伸步骤的温度为215℃～350℃。

【技术特征摘要】
2014.11.26 TW 1031409721.一种透明纤维的制造方法，其特征在于，包括：
提供纺丝液，该纺丝液包括聚酰亚胺聚合物以及有机溶剂，其中该聚酰
亚胺聚合物的分量分散指数为1.3～2.6；
利用该纺丝液进行干喷湿式纺丝步骤，以形成多条纤维；
对该些纤维进行热延伸步骤以形成多条透明纤维，其中该热延伸步骤的
温度为215℃～350℃。
2.根据权利要求1所述的透明纤维的制造方法，其特征在于，该纺丝液
中的该聚酰亚胺聚合物的分子量范围是32000克/摩尔～55000克/摩尔。
3.根据权利要求1所述的透明纤维的制造方法，其特征在于，该纺丝液
的该聚酰亚胺聚合物的重量百分比为8wt％至40wt％。
4.根据权利要求1所述的透明纤维的制造方法，其特征在于，该热延伸
步骤的热延伸比为1至5。
5.根据权利要求1所述的透明纤维的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周上智，陈俊宏，林俊宏，
申请(专利权)人：财团法人纺织产业综合研究所，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71