CN110273214B - 一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维的制备方法,聚酰亚胺长纤维经过集束润洗后,通过水洗槽进入上油机,之后烘干并用电热板加热,再先后通过卷曲机、冷却输送机,即可进行张力调节,经过牵引张力机后最后做短切处理,最终得到高性能聚酰亚胺卷曲短纤维。该制备方法工艺流程简单而高效,实现安全稳定生产。该方法生产的高性能聚酰亚胺卷曲短切纤维,卷曲后不需要进行340℃左右的高温定型处理,对卷曲后的纤维进行常温冷却处理即可切断,并且其力学性能良好,比表面积及其它性能更优,满足工业应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及有机纤维领域,具体涉及一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺是一种综合性能非常优异的有机纤维,由于其含有特殊的酰亚胺环结构,因此能够同时具有非常优良的机械性能、耐高低温性能、自熄性能、耐辐射性能,以及优良的介电性能、耐腐蚀性能、生物相容性和低密度性。它的最大特点就是集各种优异性能于一体,是当今高性能纤维家族中的重要成员之一。在先进高强轻质复合材料、先进热塑性复合材料、防弹材料、透波材料、防切割材料和高性能绳索等方面具有广阔的应用前景。
在聚酰亚胺短纤维的生产过程中,通常在卷曲处理后还需要对其进行高温定型处理,工艺流程较为复杂,其成本较高。因而如何简化工艺,降低成本,同时制得的聚酰亚胺卷曲短纤维具有优良的性能,这是当前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了填补现有技术的空缺,提供一种能耗低、卷曲性能良好的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维的制备方法及其制备的短纤维。
本发明所述的一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维的制备方法,包括如下步骤:
(1)将聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,进行水洗湿润;
(2)通过长辊导丝机导入水洗槽;
(3)水洗后的聚酰亚胺长纤在经过烘干机处理后进入上油机,然后用烘干机再次进行烘干处理;
(4)烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度;
(5)从收丝架依次进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节;
(6)从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机做成短切,最后打包。
优选的,步骤(1)中水洗湿润的温度控制在99℃以下。
优选的,步骤(2)中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为50~80℃。
优选的,步骤(3)中水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为120~180℃。上油机用做上浆处理,上浆温度为5~50℃。上浆后烘干处理的温度为120~150℃。
优选的,步骤(4)中第一电热板、第二电热板的加热温度为340~480℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度100~300℃。
优选的,步骤(5)中卷曲机的工作压力为0.2MPa~0.6MPa。
优选的,步骤(5)中冷却输送机为常温鼓风冷却,冷却温度为5~25℃。
优选的,打包装置为液压打包机。
有益效果:本发明提供一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维的制备方法,其工艺流程简单而高效,实现安全稳定生产。采用本发明制备方法生产聚酰亚胺卷曲短切纤维,因电热板加热温度高于纤维玻璃化转变温度,蒸汽处理时间较短,在卷曲后无需再做高温定型处理,进行常温冷却处理即可切断。制备的聚酰亚胺卷曲短纤维卷曲性能良好,纤维规格为1.7~6dtex,长度为38~78mm,卷曲数3~15个/25mm,卷曲率2.5~14%,比表面积增大,可达50-150mm2/g,断裂强度1.5-25cN/dtex,断裂伸长率2.0~45%,能够满足后续工业应用需求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请进行示例性说明和进一步理解,但实施例仅作为例子给出,不视为本发明的全部技术方案,不是对本发明总的技术方案的限定。凡具有相同或相似技术特征,简单改变或替换的,均属本发明保护范围。
实施例1
将88根1000D/0.5k的高性能聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,集合成一束9万旦的大丝束,并进行水洗湿润,其中水洗湿润的温度控制在80℃;将此大丝束通过长辊导丝机导入水洗槽,其中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为50℃;水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为125℃;烘干处理后进入上油机进行上浆处理,上浆温度为30℃,然后用烘干机再次进行烘干处理,烘干处理的温度为120℃;再次烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,其中第一电热板、第二电热板的加热温度均为350℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度150℃;然后依次进入进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节,其中卷曲机压力为0.4MPa,冷却温度10℃;经过张力调整后从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机进行切断,并经液压打包机打包。经检测,得到的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维,短纤长度为78mm,卷曲度4.0个/25mm,卷曲率4.4%,比表面积为63.22mm2/g,断裂强度11cN/dtex,断裂伸长率32%。
实施例2
将56根200D/0.2k的高性能聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,集合成一束6万旦的大丝束,并进行水洗湿润,其中水洗湿润的温度控制在85℃;将此大丝束通过长辊导丝机导入水洗槽,其中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为65℃;水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为140℃;烘干处理后进入上油机进行上浆处理,上浆温度为25℃,然后用烘干机再次进行烘干处理,烘干处理的温度为145℃;再次烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,其中第一电热板、第二电热板的加热温度均为400℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度200℃;然后依次进入进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节,其中卷曲机压力为0.5MPa,冷却温度20℃;经过张力调整后从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机进行切断,并经液压打包机打包。经检测,得到的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维,短纤长度为62mm,卷曲度6.8个/25mm,卷曲率5.62%,比表面积为89.10mm2/g,断裂强度18cN/dtex,断裂伸长率3.6%。
实施例3
将88根1000D/1.0k的高性能聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,集合成一束9万旦的大丝束,并进行水洗湿润,其中水洗湿润的温度控制在85℃;将此大丝束通过长辊导丝机导入水洗槽,其中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为70℃;水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为120℃;烘干处理后进入上油机进行上浆处理,上浆温度为15℃,然后用烘干机再次进行烘干处理,烘干处理的温度为120℃;再次烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,其中第一电热板、第二电热板的加热温度均为390℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度180℃;然后依次进入进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节,其中卷曲机压力为0.5MPa,冷却温度15℃;经过张力调整后从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机进行切断,并经液压打包机打包。经检测,得到的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维,短纤长度为68mm,卷曲度4.5个/25mm,卷曲率3.15%,比表面积为53.66mm2/g,断裂强度18cN/dtex,断裂伸长率36%。
实施例4
将102根1700D/1.0k的高性能聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,集合成一束17万旦的大丝束,并进行水洗湿润,其中水洗湿润的温度控制在85℃;将此大丝束通过长辊导丝机导入水洗槽,其中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为75℃;水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为170℃;烘干处理后进入上油机进行上浆处理,上浆温度为40℃,然后用烘干机再次进行烘干处理,烘干处理的温度为150℃;再次烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,其中第一电热板、第二电热板的加热温度均为450℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度250℃;然后依次进入进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节,其中卷曲机压力为0.6MPa,冷却温度25℃;经过张力调整后从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机进行切断,并经液压打包机打包。经检测,得到的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维,短纤长度为65mm,卷曲度5.75个/25mm,卷曲率3.15%,比表面积为127.65mm2/g,断裂强度21cN/dtex,断裂伸长率42%。
由上述实施例可以看出,采取本发明的制备工艺,并合理控制各工艺参数,在卷曲后无需再做高温定型处理,进行常温冷却处理即可切断。所生产的聚酰亚胺卷曲短纤维卷曲性能良好,纤维规格为1.7~6dtex,长度为38~78mm,卷曲数3~15个/25mm,卷曲率2.5~14%,比表面积增大,可达50-150mm2/g,断裂强度1.5-25cN/dtex,断裂伸长率2.0~45%。
通过上述实施例可以看出,通过本发明的制备工艺,并优化相应工艺参数,在卷曲后无需再做高温定型处理。制备的聚酰亚胺卷曲短纤维卷曲性能良好,纤维规格为1.7~6dtex,长度为38~78mm,卷曲数3~15个/25mm,卷曲率2.5~14%,比表面积增大,可达50-150mm2/g,断裂强度1.5-25cN/dtex,断裂伸长率2.0~45%,能够满足后续工业应用需求。
Claims (1)
1.一种高性能聚酰亚胺卷曲短纤维的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将102根1700D/1.0k的高性能聚酰亚胺长纤由丝筒架导入集束架,集合成一束17万旦的大丝束,并进行水洗湿润,其中水洗湿润的温度控制在85℃;将此大丝束通过长辊导丝机导入水洗槽,其中长辊导丝机为七辊导丝机,水洗槽为三层水洗槽,水洗温度为75℃;水洗后的聚酰亚胺长纤经过六辊烘干机进行烘干处理,烘干温度为170℃;烘干处理后进入上油机进行上浆处理,上浆温度为40℃,然后用烘干机再次进行烘干处理,烘干处理的温度为150℃;再次烘干后依次进入第一电热板、第二电热板,再导入收丝架,其中第一电热板、第二电热板的加热温度均为450℃,之后导入收丝架,并做蒸汽处理增加润滑度,处理温度250℃;然后依次进入卷曲机、冷却输送机后进行张力调节,其中卷曲机压力为0.6MPa,冷却温度25℃;经过张力调整后从张力调节装置经过牵引张力机,送入切断机进行切断,并经液压打包机打包;经检测,得到的高性能聚酰亚胺卷曲短纤维,短纤长度为65mm,卷曲度5.75个/25mm,卷曲率3.15%,比表面积为127.65mm2/g,断裂强度21cN/dtex,断裂伸长率42%。
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