【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纤维材料，涉及一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法。
技术介绍
1、目前研究如双组分纤维的制备和应用，包括桔瓣型纤维和海岛型纤维等，这些纤维可以通过特定的纺丝工艺在基体纤维表面形成超细纤维结构，从而提高材料的性能。然而，仅经过纺丝工艺成型的双组分材料由于纤维的开裂程度较弱，其综合性能并不能满足一些特定应用的需求，需对双组分超细纤维进行开纤，获得更细的纤维形态和更细致的纤维结构。开纤的方法主要可以分为机械开纤、化学溶剂开纤和热能开纤三大类。然而，这些方法各自存在一定的局限性。例如，机械开纤能耗大；化学开纤污染环境；热能开纤损害材料本身性能。
2、例如，专利cn 114717749 a将lyocell纤维与另一种纤维材料经疏理水刺加工后，用氢氧化钠溶液分别进行超声和搅拌处理，制备含有毛刷结构微/纳米纤维的水刺非织造材料。专利cn 107217512 a利用机械方法预处理对位芳纶使其纤维表面粗糙化，或通过加工工艺调整，改善纤维内部结构，降低纤维表面的致密性，产生原纤化或类似气孔的结构。专利cn 105926272 a将lyoce11纤维织物进行前处理，然后放入浓碱液中，搅拌后浸润，得到膨润处理后的lyoce11纤维织物，脱去浓碱液后，进行超声波处理，清洗干燥，磨绒处理，利用液体介质中超声波的空化作用作为外力，均匀地处理lyoce11纤维制品，可使lyoce1l纤维更快的产生均匀的原纤化效果。然而，使用溶剂会对人体和环境均存在一定程度的影响。
3、因此，研究一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，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，之后对纺丝得到的纤维进行超声震荡，制得表面生长超细纤维的聚合物纤维；
4、基体相聚合物为聚丙烯（pp），分散相聚合物为pe、pbt、pet或ptt；
5、混合物中分散相聚合物的占比为30~50wt%；
6、分散相聚合物与基体相聚合物的零切黏度（剪切速率为0时的黏度）比值取值范围为0.01~1。
7、作为优选的技术方案：
8、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，基体相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~20000 pa·s，分散相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~1200 pa·s，纺丝温度为200~310 ℃。
9、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力不低于0.5×10-3n/m。低界面粘结强度的聚合物共混体系容易发生界面脱粘，导致纤维表面发生界面分离的极端情况——微纤分离，而高界面粘附强度的不相容聚合物共混物有利于形成界面分离有限的表面，从而产生深沟槽。一般来说，界面张力越低，越有利于两相之间的接触，能够使两相分子更好地相互靠近，从而增加分子间的相互作用机会，有利于提高界面粘结强度。
10、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，熔融共混纺丝时，熔体挤出的速度为2.5×10-11~1.5×10-8 m3/s，牵伸比为3.0~5.0，牵伸温度为80~160℃，纺丝速度为16m/min以上。
11、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，喷丝孔的长径比为3.0~6.0。纺丝成型时所采用喷丝孔的长径比对共混纤维的表面形貌有显著影响，长径比较小的话，熔体在喷丝孔内的停留时间短，剪切作用相对较弱，取向度低，挤出的共混纤维表面较粗糙，可能出现较多的不规则凸起、凹陷或粗细不均现象，甚至可能有熔体破裂导致的表面缺陷。而长径比较大的话，熔体在喷丝孔内受到的剪切作用和拉伸作用增强，停留时间增加，使熔体的取向度和均匀性提高，有助于形成更光滑、均匀的纤维表面，减少表面缺陷。但长径比过大，熔体压力降增大，易造成挤出不稳定，也可能影响纤维表面质量，实际生产中也易受到基体和加工条件的影响。
12、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，超声震荡的功率为300~500w，时间为30~120 min。
13、如上所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，表面生长超细纤维的聚合物纤维直径为5×10-5~8×10-5m，超细纤维的直径为2×10-6~8×10-6m。
14、专利技术原理：
15、通常情况下，分散相聚合物与基体相聚合物的零切黏度比值在0.01~1时，液滴最易发生破裂。在毛细管中，低黏度的分散相总是有向高剪切速率的地方迁移的趋势，在纺丝加工过程中，这种现象导致分散相较多的迁移到纤维表面，使得纤维表面分布无规则突起；随着分散相含量的升高，液滴状分散相增多，共混纤维表面也呈现出大量高度变化的不规则分布的突起，当分散相含量进一步增加到30%时，纤维内部长短微纤共存，纤维表面具有条状突起的长微纤越多，经过超声震荡后，最终在基体纤维表面形成大量且分布密集的超细纤维。之所以超声震荡后在基体纤维表面形成大量且分布密集的超细纤维，原因是超声波在液体介质中传播时产生的空化作用产生的强力微射流对纤维表面产生冲击和剪切，破坏共混纤维内部原纤间的一些比较弱的连接，促进纤维表面分裂出细小纤维，呈现超细纤维的特性。
16、随着分散相含量的增加，分散相极其容易发生聚并，形成大液滴，分散相含量增加，它在熔融加工过程中发生碰撞的概率增加，聚并形成大液滴的几率相应增加，而根据毛细管理论，大液滴能够具有更大的形变能力。不相容共混体系会形成典型的海-岛结构，其中分散相为岛相，连续相为海相。当两共混组分成分不变时，岛相与海相的确定取决于组分黏度和两者组分比。多数情况下，黏度较高的一相会形成成岛相，黏度较小的一相形成海相；组分比较低的一相会形成岛相，较高的一相会形成海相。当分散相聚合物与基体相聚合物的黏度比>1时，则分散相可能分布在基体中，难以迁移到表面，纤维表面呈现光滑的形态。而分散相含量若是>50%，分散相与基体分布会发生变化。具体来说，在不相容聚合物共混物中，根据相转变的一般理论和大量实验研究，当分散相体积分数逐渐增加并超过50%时，分散相粒子之间的相互作用和空间分布状态会发生显著变化。分散相粒子彼此接触、连接的概率大大增加，原有的连续相可能会被分散相分割成不连续的部分，从而使分散相转变为连续相，形成所谓的“相逆转”现象，黏度比则随之发生变化。
17、表面生长超细纤维的聚合物纤维，其保温性、压缩回弹性和摩擦性能均有显著提升，具体如下：
18、保温性提升：大量分布密集的超细纤维形成后，纤维间的空气被分割成许多微小的气室。这些气室中的空气不易流动，而空气是热的不良导体，能有效阻碍热量通过空气对流进行传递本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种表面生长超细纤维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，之后对纺丝得到的纤维进行超声震荡，制得表面生长超细纤维的聚合物纤维；
2.根据权利要求1所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，基体相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~20000 Pa·s，分散相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~1200 Pa·s，纺丝温度为200~310 ℃。
3.根据权利要求2所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力不低于0.5×10-3N/m。
4.根据权利要求1所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，熔融共混纺丝时，熔体挤出的速度为2.5×10-11~1.5×10-8 m3/s，牵伸比为3.0~5.0，牵伸温度为80~160℃，纺丝速度为16m/min以上。
5.根据权利要求1所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，喷丝孔的长径比为3.0~6.0。
<...【技术特征摘要】
1.一种表面生长超细纤维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，之后对纺丝得到的纤维进行超声震荡，制得表面生长超细纤维的聚合物纤维；
2.根据权利要求1所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，基体相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~20000 pa·s，分散相聚合物在纺丝温度下的零切黏度为50~1200 pa·s，纺丝温度为200~310 ℃。
3.根据权利要求2所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，分散相聚合物和基体相聚合物之间的界面张力不低于0.5×10-3n/m。
4.根据权利要求1所述的一种表面生长超细纤维的聚合物纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，孙燕燕，张世韬，刘衡，孙俊芬，蔡正国，李明远，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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