一种芳纶纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种芳纶纤维及其制备方法和应用，该芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：将芳纶聚合物输送至喷丝头，先后通过高温成型液、室温成型液喷出成型，得到纤维；将纤维经过三级拉伸、水洗、第二次拉伸、烘干、定型、第三次拉伸，即得芳纶纤维；三级拉伸的每一级拉伸倍数为1～1.2倍，每一级拉伸的拉伸液包括二甲基乙酰胺、丁二醇和水的混合物。本发明专利技术制备得到的芳纶纤维强度达到3.5cn/dtex以上，模量为60～130cn/dtex，截面是不规则的扁圆形或豆型，由于芳纶纤维具有不规则形状，比表面积较大，有着更大的接触面积和更好的抱合力，在造纸领域和过滤行业有着非常卓越的优点。域和过滤行业有着非常卓越的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及芳纶纤维制备
，尤其涉及一种芳纶纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]芳纶纤维全称为“芳香族聚酰胺纤维”，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的耐温性、热稳定性、阻燃性、绝缘性能和抗老化性能。广泛应用于航空、航天、国防工业、汽车工业、耐热及防护服装、制作丝绳、运动器材以及复合材料的增强体。
[0003]目前国内芳纶纤维的截面是圆形，圆形的纤维的比表面积较小，抱合力差等缺陷，从而限制了芳纶纤维的使用。
[0004]基于此有必要提供一种芳纶纤维的制备方法以克服目前的芳纶纤维存在的缺陷。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种芳纶纤维及其制备方法和应用，解决或至少部分解决现有技术中存在的技术缺陷。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]一种芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将芳纶聚合物输送至喷丝头，先后通过高温成型液、室温成型液喷出成型，得到纤维；
[0009]将纤维经过三级拉伸、水洗、第二次拉伸、烘干、定型、第三次拉伸，即得芳纶纤维；
[0010]其中，所述三级拉伸的每一级拉伸倍数为1～1.2倍，每一级拉伸的拉伸液包括二甲基乙酰胺、丁二醇和水的混合物，所述拉伸液中二甲基乙酰胺的质量浓度为10～30％、丁二醇的质量浓度为0～20％。
[0011]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述第二次拉伸具体为：于温度为90～100℃的水中拉伸，拉伸倍数为1.5～2倍。
[0012]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述第三拉伸具体为：于温度为 270～300℃下拉伸1.5～2倍；
[0013]所述烘干的温度为100～120℃；
[0014]所述定型的温度为270～300℃。
[0015]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述高温成型液的温度为 30～85℃，所述高温成型液包括氯化钙、丁二醇和水的混合物，所述高温成型液中氯化钙的质量浓度为20～50％、丁二醇的质量浓度为0～20％。
[0016]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述室温成型液包括二甲基乙酰胺、丁二
醇和水的混合物，其中，所述室温成型液中二甲基乙酰胺的质量浓度为10～60％、丁二醇的质量浓度为0～20％。
[0017]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述喷丝头的孔数为 1000～5000，所述喷丝头的孔径为0.05～0.3mm。
[0018]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，将芳纶聚合物输送至喷丝头之前还包括：将芳纶聚合物通过过滤介质过滤，真空脱泡，然后于20～70℃保存后，再通过纺前过滤器过滤，其中，过滤介质为烧结毡滤芯，过滤介质的目数为200～500目。
[0019]优选的是，所述的芳纶纤维的制备方法，所述芳纶聚合物的制备方法包括以下步骤：
[0020]将间苯二胺加到酰胺类极性有机溶剂中得到混合溶液；
[0021]将相当于间苯二胺当量70～80％的间苯二甲酰氯加入至混合溶液进行第一次聚合反应，并和氨气进行中和反应，过滤后收集滤液；
[0022]将余下的20～30％的间苯二甲酰氯加入至滤液中进行第二次聚合反应，反应后使用碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物中和。
[0023]第二方面，本专利技术还提供了一种芳纶纤维，采用所述的制备方法制备得到。
[0024]第三方面，本专利技术还提供了一种所述的芳纶纤维在造纸领域、制备滤材中的应用。
[0025]本专利技术的一种芳纶纤维的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术的芳纶纤维的制备方法，通过将芳纶聚合物输送至喷丝头后，首先在高温成型液里面首次成型，然后经过室温的成型液二次成型，此时的纤维已经具备一定的强度，然后经过三级拉伸，赋予纤维更高的强度，再把经过拉伸的纤维通过高效水洗机洗涤干净，然后进行第二次拉伸，再进入干燥区干燥，再进入结晶机机结晶定型，并同时拉伸，即第三次拉伸，制备得到的芳纶纤维的的截面是非圆形，本专利技术制备得到的芳纶纤维强度达到3.5cn/dtex以上，模量为60～130cn/dtex，截面是不规则的扁圆形或豆型，由于芳纶纤维具有不规则形状，比表面积非常大，有着更大的接触面积和更好的抱合力，在造纸领域和过滤行业有着非常卓越的优点；采用本专利技术的芳纶纤维为原料制备的纸页在抗张强度、断裂强度、电气性能方面有着其他同类纤维无可超越的性能。
具体实施方式
[0028]本申请实施例提供了一种芳纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0029]S1、将芳纶聚合物输送至喷丝头，先后通过高温成型液、室温成型液喷出成型，得到纤维；
[0030]S2、将纤维经过三级拉伸、水洗、第二次拉伸、烘干、定型、第三次拉伸，即得芳纶纤维；
[0031]其中，三级拉伸的每一级拉伸倍数为1～1.2倍，每一级拉伸的拉伸液包括二甲基乙酰胺、丁二醇和水的混合物，所述拉伸液中二甲基乙酰胺的质量浓度为10～30％、丁二醇的质量浓度为0～20％。
[0032]需要说明的是，本申请的芳纶纤维的制备方法，通过将芳纶聚合物输送至喷丝头后，首先在高温成型液里面首次成型，然后经过室温的成型液二次成型，此时的纤维已经具备一定的强度，然后经过三级拉伸，赋予纤维更高的强度，再把经过拉伸的纤维通过高效水
洗机洗涤干净，然后进行第二次拉伸，再进入干燥区干燥，再进入结晶机机结晶定型，并同时拉伸，即第三次拉伸，制备得到的芳纶纤维的的截面是非圆形，具体的，截面为扁圆形或豆型；其中三级拉伸均在室温25℃下进行，每一级拉伸的拉伸液均包括二甲基乙酰胺、丁二醇和水的混合物，每一级拉伸倍数为1～1.2倍。本专利技术制备得到的芳纶纤维强度达到 3.5cn/dtex以上，模量为60～130cn/dtex，截面是不规则的扁圆形或豆型，由于芳纶纤维具有不规则形状，比表面积非常大，有着更大的接触面积和更好的抱合力，在造纸领域和过滤行业有着非常卓越的优点。本纤维造成的纸页在抗张强度、断裂强度、电气性能方面有着其他同类纤维无可超越的性能。
[0033]在一些实施例中，第二次拉伸具体为：于温度为90～100℃的水中拉伸，拉伸倍数为1.5～2倍。即第二次拉伸即为热水拉伸。第二次拉伸是为了把纤维里面残留的微量溶剂在高温的水浴中进一步清洗干净，经过高温水浴拉伸处理的纤维的有机溶剂的含量低于500ppm，并让纤维进一步紧密。
[0034]在一些实施例中，第三次拉伸具体为：于温度为270～300℃下拉伸1.5～2 倍；
[0035]烘干的温度为100～120℃；
[0036]定型的温度为270～300℃。
[0037]上述实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将芳纶聚合物输送至喷丝头，先后通过高温成型液、室温成型液喷出成型，得到纤维；将纤维经过三级拉伸、水洗、第二次拉伸、烘干、定型、第三次拉伸，即得芳纶纤维；其中，所述三级拉伸的每一级拉伸倍数为1～1.2倍，每一级拉伸的拉伸液包括二甲基乙酰胺、丁二醇和水的混合物，所述拉伸液中二甲基乙酰胺的质量浓度为10～30％、丁二醇的质量浓度为0～20％。2.如权利要求1所述的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述第二次拉伸具体为：于温度为90～100℃的水中拉伸，拉伸倍数为1.5～2倍。3.如权利要求1所述的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述第三拉伸具体为：于温度为270～300℃下拉伸1.5～2倍；所述烘干的温度为100～120℃；所述定型的温度为270～300℃。4.如权利要求1所述的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述高温成型液的温度为30～85℃，所述高温成型液包括氯化钙、丁二醇和水的混合物，所述高温成型液中氯化钙的质量浓度为20～50％、丁二醇的质量浓度为0～20％。5.如权利要求1所述的芳纶纤维的制备方法，其特征在于，所述室温成型液包括二甲基乙酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永锋，常小斌，蒋少波，李健雄，李健灿，尹盛东，
申请(专利权)人：赣州龙邦材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：