一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，采用卷曲机对聚苯硫醚短纤维进行卷曲处理，卷曲机背压为0.30～0.5MPa，卷曲机背压气缸直径为140～180mm，进入卷曲机的纤维数量为50～70万根，背压气缸对每万根短纤维的作用力为90～160N；背压气缸对每万根短纤维的作用力为F，满足下式(Ⅰ)；式中，P为卷曲机背压，d为卷曲机背压气缸直径，N为进入卷曲机的纤维数量。本发明专利技术公开的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，同时赋予聚苯硫醚短纤维优异的卷曲性能及力学性能。卷曲性能及力学性能。卷曲性能及力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法


[0001]本专利技术涉及纤维的制备领域，尤其涉及一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法。

技术介绍

[0002]卷曲性能是评价短纤维的一个重要指标，也是影响纤维品质和加工性能的重要参数。优异的卷曲性能可增加纤维之间的摩擦力和抱合力，改善纤维可纺性，与此同时也可提供纤维较好的蓬松性和弹性，从而提高织物抗皱性，赋予其良好的手感。
[0003]在短纤维生产过程中，通常利用卷曲机来赋予纤维一定的卷曲，其中最常用的为填塞箱式卷曲机，其工作原理是将经蒸汽预热后的平直丝片，利用一对卷曲辊轮将其喂入卷曲箱内，再通过作用在卷曲辊上的主压以及作用在卷曲箱上的背压，使丝片在卷曲箱内获得均匀的卷曲。卷曲机对纤维进行卷曲时，进入卷曲箱的纤维会将带有背压气缸的卷曲刀弹起，当赋予背压气缸一定压力后，其又会将已产生卷曲的纤维回压，从而赋予纤维良好的卷曲性能。故而，作用在卷曲刀上的背压气缸的压力或是说作用在纤维上的作用力是影响纤维卷曲的关键因素。
[0004]聚苯硫醚(PPS)是聚芳硫醚的一种，其分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予PPS以刚性；此外，PPS分子结构对称，易于结晶；基于PPS分子结构的特性，其纤维制品的刚性较大，与普通纤维相比，PPS纤维生产时卷曲更为困难，为了提升其纤维卷曲性能，目前常用方法是增大卷曲机的背压，来增加作用在纤维上的作用力。但是任何设备均有其运行能力的限制，单纯的增大卷曲机背压，会给卷曲机带来较大的负荷，不但不能显著提升纤维卷曲性能，反而会对卷曲机造成损伤。
[0005]此外，PPS纤维各项性能之间存在着平衡关系，对纤维进行卷曲时，卷曲刀对纤维产生一定的作用力，会使得纤维的内应力增大，从而导致纤维的强力下降。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术公开了一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，在赋予聚苯硫醚短纤维优异卷曲性能的同时，能有效降低卷曲对纤维断裂强度的损耗，保证制备的聚苯硫醚短纤维兼具优异的卷曲性能及力学性能。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，采用卷曲机对聚苯硫醚短纤维进行卷曲处理，卷曲机背压为0.30～0.50MPa，卷曲机背压气缸直径为140～180mm，进入卷曲机的纤维数量为50～70万根，背压气缸对每万根短纤维的作用力为90～160N；
[0009]所述背压气缸对每万根短纤维的作用力为F，满足下式(Ⅰ)：
[0010][0011]式中，P为卷曲机背压，d为卷曲机背压气缸直径，N为进入卷曲机的纤维数量。
[0012]在上述的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法中，卷曲机入口纤维的温度为120～150℃。
[0013]本专利技术提出的方法，首次提出了每万根纤维作用力的概念，经试验发现，通过控制作用在每万根纤维上的作用力以及进入卷曲机的纤维温度在合适的范围，可以保证获得的聚苯硫醚短纤维兼具优异的卷曲性能及力学性能。
[0014]经试验发现，当每万根纤维作用力过大时，卷曲过程中纤维卷曲处所受的作用力较大，容易形成应力集中点，进而降低纤维的力学性能；反之，当每万根纤维作用力过小时，则不利于纤维卷曲的形成与维持，会使得纤维卷曲数、卷曲率偏低。即使将每万根纤维作用力控制在上述范围内，若进入卷曲机的纤维温度过低，也会使得纤维中的分子链运动不充分，从而不利于纤维卷曲的形成。
[0015]本专利技术提出的每万根纤维作用力，在不增大卷曲机背压的前提下，通过增大背压气缸直径，并控制进入卷曲机的纤维数量，将三者设置在合适的范围内从而将每万根纤维作用力控制在90～160N的范围内。该方式避免了因单纯增大背压对卷曲机的损伤。
[0016]其中，卷曲机背压为0.30～0.50MPa，经试验发现，当卷曲机背压小于0.3Mpa时，卷曲机背压气缸对于纤维的作用力过小，不利于卷曲的形成和维持，当大于0.50MPa时，一方面会增加卷曲机的负荷，另一方面也会造成应力集中点，使得纤维的力学性能下降；优选为0.35～0.45MPa。卷曲机背压气缸直径为140～180mm，经试验发现，当小于140mm时，其对纤维作用力的贡献有限，无法有效增大气缸对纤维的作用力；当大于180mm时，气缸与卷曲机的匹配性有所降低；优选为150～170mm。进入卷曲机的纤维数量优选为50～70万根，经试验发现，当小于50万根时，纤维无法完全填充卷曲箱，卷曲辊对纤维的咬合性下降，不利于卷曲的形成，当大于70万根时，纤维数量超过了卷曲机的填充量，会导致背压气缸作用到纤维上的作用力不均，不利于纤维卷曲；更优选为55～65万根。背压气缸对每万根短纤维的作用力为90～160N，经试验发现，当其小于90N时，不利于纤维卷曲的形成与维持，会使得纤维卷曲数、卷曲率偏低，当大于160N时，在卷曲过程中纤维容易形成应力集中点，进而降低纤维的力学性能；优选为95～157N，更优选为122～157N。卷曲机入口纤维的温度为120～150℃，经试验发现，当温度低于120℃时，纤维中无定型区分子链的运动不充分，不利于纤维卷曲形成的同时也容易造成应力集中点，当温度大大超过150℃时，其在增加能耗的同时对纤维卷曲性能的贡献也非常有限；优选为120～140℃。
[0017]经试验发现，优选的上述工艺条件下制备得到的聚苯硫醚短纤维兼具更佳的卷曲性能及力学性能。所述的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，具体包括：
[0018](1)将聚苯硫醚树脂挤出造粒得到聚苯硫醚切片，经熔融纺丝得到初生纤维；
[0019]所述熔融纺丝的温度为305～325℃，优选为310～320℃；熔体吐出量为320～480g/min，优选为350～450g/min；牵引速度为650～1000m/min，优选为700～900m/min；
[0020]所得初生纤维纤度为4.5～6.5dtex，优选为4.8～6.2dtex；EYS1.5为140～180％，优选为150～170％。
[0021]所述EYS1.5是指在应力应变曲线上，屈服点应力1.5倍时对应的伸长率。
[0022](2)将所述初生纤维经牵伸、定型、预热工艺后进入卷曲机进行卷曲处理，最后经热定型、切断、开松后得到高卷曲性能的聚苯硫醚短纤维。
[0023]所述牵伸分两次进行，第一次牵伸在高温油浴槽内进行，所述高温油浴槽的温度
为90～105℃，优选为95～100℃；第一次牵伸的倍率为2.0～4.0，优选为2.5～3.5；第二次牵伸在蒸汽烘箱中进行，第二次牵伸的倍率为1.0～1.5，优选为1.05～1.2。
[0024]所述定型在紧张热定型机内进行，定型温度为200～250℃，优选为220～240℃。
[0025]定型后再经蒸汽箱预热，将纤维加热至卷曲机入口纤维的要求温度后进入卷曲机进行卷曲处理。
[0026]所得聚苯硫醚短纤维的纤度为1.5～2.5dtex、断裂强度为4.1～5.2cN/dtex、断裂伸长率为28～35％、开松度为35本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，采用卷曲机对聚苯硫醚短纤维进行卷曲处理，其特征在于：卷曲机背压为0.30～0.50MPa，卷曲机背压气缸直径为140～180mm，进入卷曲机的纤维数量为50～70万根，背压气缸对每万根短纤维的作用力为90～160N；所述背压气缸对每万根短纤维的作用力为F，满足下式(Ⅰ)：式中，P为卷曲机背压，d为卷曲机背压气缸直径，N为进入卷曲机的纤维数量。2.根据权利要求1所述的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，其特征在于，进入卷曲机前，卷曲机入口纤维的温度为120～150℃。3.根据权利要求1所述的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，其特征在于，控制背压气缸对每万根短纤维的作用力F为95～157N。4.根据权利要求1所述的提升聚苯硫醚短纤维卷曲性能的方法，其特征在于，具体包括：(1)将聚苯硫醚树脂挤出造粒得到聚苯硫醚切片，经熔融纺丝得到初生纤维；(2)将所述初生纤维经牵伸、定型、预热工艺后进入卷曲机进行卷曲处理，最后经热定型后得到高卷曲性能的聚苯硫醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周贵阳，沈佳丽，俞孟飞，王国伟，黄平，陈庆聪，宁旭，
申请(专利权)人：浙江新和成特种材料有限公司浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：