一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维及其制备方法，制备方法为：将基体相聚合物和分散相聚合物混合得到混合物后进行熔融共混纺丝，通过控制基体相聚合物的种类、分散相聚合物的种类和纺丝温度控制分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力不低于0.5

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于纺丝
，涉及一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]纤维表面改性的方法可简单分为化学法和物理法。化学法中包括溶液刻蚀、植物纤维纤维脱胶处理等，但这些方法存在着如损伤大、可控性差、需进一步处理问题及对环境不友好等问题。物理法中包括等离子体处理、高能辐射处理、异形纤维和共混改性等。其中等离子体处理、高能辐射处理等方法存在着工艺和控制比较复杂、对设备要求高、难以规模化工业化连续化的问题。采用异形喷丝板又只能纺制一定规格的异形纤维，无法对纤维的表面结构进行调控。而共混法因其方法简单，可以实现连续、规模、准确调控等优点，受到大家的广泛关注。文献(Surface Structured Polymer Blend Fibers and Their Application in Fiber Reinforced Composite.)公开了一种在聚丙烯/聚苯乙烯共混纤维中获得表面凹槽和凹凸结构的方法，但该方法仅在40m/min低速条件下挤出和水浴冷却，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，将基体相聚合物和分散相聚合物混合得到混合物后进行熔融共混纺丝，通过控制分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力不低于0.5
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‑3N/m制得具有表面凹凸结构的聚合物纤维；具有表面凹凸结构的聚合物纤维由纤维本体以及分布在纤维本体表面的凸起或凹槽构成，凸起为相对于纤维本体表面凸出的部分，凹槽为相对于纤维本体表面凹陷的部分。2.根据权利要求1所述的一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，通过调整常数a的取值并控制常数C<1调整凸起的类型和长径比，凸起的类型包括球状凸起、椭球状凸起、短微纤状凸起和长微纤状凸起，凸起的长径比为凸起在纤维轴向上的长度与凸起在纤维横向上的长度的比值，取值范围为1～∞；常数a的计算公式如下：常数a的计算公式如下：常数a的计算公式如下：式中，η
m
为基体相聚合物的粘度，单位为Pa
·
s；为应力应变速率，单位为s
‑1；D
d
为聚合物共混物在流入喷丝孔前分散相聚合物的初始直径，单位为m；Γ为分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力，单位为N/m；p为分散相聚合物的粘度和基体相聚合物的粘度的比值；常数C的计算公式如下：W
a
＝γ
d
+γ
m
‑
Γ；式中，F为熔融共混纺丝时纤维所受的拉伸应力，单位为N；D为分散相的直径，单位为m；A为具有表面凹凸结构的聚合物纤维的横截面积，单位为m2；W
a
为基体相聚合物与分散相聚合物之间的界面结合功，单位为N/m；γ
d
和γ
m
分别为分散相聚合物和基体相聚合物的表面能，单位为N/m；常数a的取值区间为(0,0.1]时，凸起的类型为球状凸起，凸起的长径比为1；常数a的取值区间为(0.1,1]时，凸起的类型为球状和椭球状凸起，凸起的长径比为1～10；常数a的取值区间为(1,4]时，凸起的类型为短微纤状凸起，凸起的长径比为3～100；常数a的取值区间为(4,∞)时，凸起的类型为长微纤状凸起，凸起的长径比为10～∞。3.根据权利要求2所述的一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，常数a的取值是通过调节基体相聚合物的种类和分子量及其分布、分散相聚合物的种类和分子量及其分布、熔体挤出的速度、纺丝温度、拉伸温度和纺丝速度来实现控制的。4.根据权利要求3所述的一种具有表面凹凸结构的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，通过控制常数a>4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，潘丹，王立诚，孙俊芬，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：