一种制备聚砜类微孔纤维非织造布的方法技术

一种制备聚砜类微孔纤维非织造布的方法，包括如下步骤：定量喂入聚砜类固体切片进入螺杆后，经螺杆压缩段压实并逐渐熔化。在螺杆熔融段，将超临界流体经注入装置注入熔体中，形成均相聚砜类熔体。在过滤器部分，均相聚砜类熔体应经过过滤介质。在计量泵部分，均相聚砜类熔体经齿轮计量泵进行熔体计量。均相聚砜类熔体经熔喷模头入口区、孔流区和膨化区从模头喷丝孔挤出形成超细微孔纤维。经牵伸和冷却固化的聚砜类超细微孔纤维在牵伸气流的作用下，吹向凝网帘或滚筒，凝网帘下部或滚筒内部均设有真空抽吸装置，由此纤维收集在凝网帘或滚筒上，依靠自身热粘合或其他加固方法成为聚砜类微孔纤维非织造布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用超临界流体熔喷纺丝制备微孔纤维非织造布的方法。
技术介绍
聚砜类非织造布是一种耐高温的特种热塑性非织造布，具有优异的综合性能，如耐热性，抗氧化性，耐水解性和阻燃性等，广泛应用于电气、电子、机械、医疗、化工、食品及航空航天领域。超临界流体，是指某种物质在临界点临界温度，临界压力以上，所具有不同于液体或气体的独特物性的流体，既具有气体的特性又具有液体的特性，因此可以说，超临界流体是存在于气体、液体这两种流体状态以外的第三流体。超临界流体具有与液体相近的密度，因而有很强的溶剂强度，同时具有与气体相近的粘度，流动性比液体好得多，传质系数也比液体大得多。且流体的密度、溶剂强度和粘度等性能均可通过压力和温度的变化方便地进行调节，因而有广泛的应用前景。在聚合物加工中采用超临界C02虽然不多，但已得到相当的重视和广泛的研究，如超临界C02为介质的聚合反应、采用超临界C02向聚合物中加入添加剂、超临界C02溶胀聚合得到共混物和复合材料、聚合物分级、萃取齐聚物和溶剂、结晶和微球制备。通过改变超临界流体的温度或压力，可以得到处于气态和液态之间的任一密度； 在临界点附近，压力和温度的微小变化可导致密度的巨大变化。由于粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力都与密度有关，因此可以方便地调节压力和温度来控制超临界流体的物理化学性质。微孔聚合物的制备主要基于气体过饱和法。基本过程为首先使高压气体(CO2 和队)溶解于聚合物中形成聚合物/气体饱和体系；然后通过压力骤降和(或)温度骤升使之进入过饱和状态，从而大量气核同时引发和增长；最后通过淬火等方法使微孔结构定型。传统泡沫塑料物理发泡的改进在于严格控制温度、压力、时间等工艺参数，使得大量气核能够同时引发，且不归并成大泡，从而得到微孔结构。采用过饱和原理制备微孔聚合物的工艺方法，根据操作的连续程度不同主要有分步法、半连续法以及挤出、注塑、滚塑等连续法。分步法及半连续法由于形成聚合物/气体饱和体系所需时间由气体向聚合物基体的扩散速度决定，因而耗时长，无法满足工业生产的需要，主要应用于理论研究。而与实际塑料加工相一致的连续法的出现，使得微孔纤维的实际应用成为可能。聚醚砜微孔纤维的力学性能主要取决与微孔结构(包括孔尺寸、孔密度、孔分布、和孔取向)以及分子链取向。 而通过优化工艺，控制微孔结构和分子链取向可以得到性能优良的聚砜类微孔纤维。超临界流体既不同于气体，也不同于液体，具有许多独特的物理化学性质其具有接近于液体的密度，这赋予它很强的溶剂化能力；其粘度与气体接近，扩散系数比液体大， 因而具有良好的传质性能。通过改变超临界流体的温度或压力，可以得到处于气态和液态之间的任一密度；在临界点附近，压力和温度的微小变化可导致密度的巨大变化。由于粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力都与密度有关，因此可以方便地调节压力和温度来控制超临界流体的物理化学性质。与其他物质相比，CO2临界条件适宜(31. rc , Pc=7. 38MPa)，易于操作，且其便宜易得、无毒不燃、化学性质稳定、使用安全，所以在众多超临界流体中超临界CO2流体的应用最多。虽然对于大多数聚合物而言，超临界二氧化碳(SCCO2)是不良溶剂，但是它可以溶解许多小分子，并且它对聚合物有很强的溶胀性。近年来，有关超细纤维的应用日趋广泛，如工业废水的处理、海水淡化、混合物质的分离和浓缩、工业金属的分离和回收等。随着科学技术的迅猛发展，微孔发泡技术、超临界流体技术和纤维技术交叉结合，优势互补，将(X)2应用到纤维的制备中，使其由被动变主动，取得了一些重大的突破。其基本原理是①聚合物在高压下被惰性气体(CO2)饱和，形成聚合物气体均相体系； ②通过减压或升温，降低气体在聚合物中的溶解度，产生超饱和状态；③气泡成核、长大及定型。超临界技术目前应用于高分子体系的成熟技术为超临界流体微孔塑料注射成型技术。与传统注射过程相比，采用超临界流体微孔塑料注射成型过程具有节能降耗、制品性能优异、成型周期短、节约原材料等优点。微孔塑料注射成型过程提供了传统注塑过程所不具有的巨大能力，为开发新型塑料产品、优化注塑工艺和降低产品成本开拓了广阔的空间。 而超临界流体以其特殊的性质而广泛应用与聚合物加工，主要包括聚合物改性、复合、合成、造粒等，尤其实在微孔发泡方面。在这些方面，超临界队和(X)2的应用最为广泛，他是清洁并且适用范围很广的溶剂，是环境有害的有机溶剂和氟氯烃的最好替代物。超临界N2和 CO2除了具有超临界流体的一般特征外，还具有许多特点。他们是廉价，不燃、无毒的，并且来源广泛，易于回收。超临界流体对聚合物的塑化作用可以以较低的温度下进行加工，而且他改变了聚合物的物理性质，如密度、扩散性、膨胀体积。微孔指孔径为0.0广50um，孔密度109 1013孔/cm3，因此，含微孔纤维具有一下有点质轻、省料、吸收冲击载荷强、隔音和隔热性能好、比强度高等特性。同时由于纤维的强度大，因此，具有微孔结构聚砜类纤维在医疗领域以及制作汽车、飞机和各种运输器材等领域有特殊的应用价值。传统上，当纤维上的孔洞孔径较大时，纤维受力，纤维孔洞是纤维断裂的发源地， 降低纤维的强度。而当纤维上的孔洞孔径达到微孔尺度范围时，由于相当于纤维的无定形区的尺度，同时由于发泡过程对定形区的结晶度实现调整，当泡体受力时，泡孔尺度小于纤维瑕疵的尺度，改变裂纹方向，分散并改变裂纹方向，相对于未发泡的实体塑料，微孔泡沫塑料不仅密度降低，而且性能得到改善高的韧性，低的热传导系数、高的抗冲击强度、低的介电常数。但是由于聚砜类非织造布是一种比较特殊的高分子聚合物聚集体，具有加工温度较高、高温下熔体强度较低，超临界流体在其中溶解度较低等不利于微孔发泡的缺点，因此，能否采用超临界流体的熔喷非织造布的方法，制备聚砜类微孔纤维非织造布，是非织造布生产领域技术人员十分关注的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用超临界流体熔喷纺丝制备聚砜类微孔纤维非织造布的方法，以满足纺织、电气、电子、机械、医疗、化工、食品及航空航天等相关领域的需求。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下本专利技术的应用超临界流体熔喷纺丝制备微孔纤维非织造布的方法，包括如下步骤(1)定量喂入聚砜类固体切片进入螺杆后，在螺杆进料段被输送和预热，继而经螺杆压缩段压实并逐渐熔化；(2)在螺杆熔融段，将超临界流体经注入装置注入聚砜类熔体中，形成均相聚砜类熔体；(3)在过滤器部分，均相聚砜类熔体应经过过滤介质，滤去杂质和聚合反应后残留的催化剂；(4)在计量泵部分，均相聚砜类熔体经齿轮计量泵进行熔体计量，以精确控制纤维细度和均勻度；(5)均相聚砜类聚合物熔体经熔喷模头入口区、孔流区和膨化区从模头喷丝孔挤出；(6)从模头喷丝孔挤出的聚砜类熔体细流因环境压力突然降低发生膨化胀大的同时， 受到两侧高速热空气流的牵伸，处于粘流态的熔体细流被迅速拉细；同时，两侧的室温空气掺入牵伸热空气流，使熔体细流冷却固化成形，形成超细微孔聚砜类纤维；(7)经牵伸和冷却固化的聚砜类超细微孔纤维在牵伸气流的作用下，吹向凝网帘或滚筒，凝网帘下部或滚筒内部均设有真空抽吸装置，由此纤维收集在凝网帘或滚筒上，依靠自身热粘合、胶黏剂或低温热粘合纤维等其它加固方法成为聚砜类微孔纤维非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎晨，张夏楠，吴红艳，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：