[发明专利]改性锦纶6短纤维的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成锦纶短纤的一种加工工艺。

背景技术

锦纶6短纤维具有优异的综合物理机械性能，在一般条件下使用，其耐磨性能、回弹性能是所有合成纤维中最好的。因此，其一直作为现代压榨造纸毛毯的首选原料。造纸毛毯是现代造纸机上湿纸页脱水和垫托必不可少的贵重易耗材料，其主要应用于造纸机的压榨部，是造纸生产中重要的脱水介质。它在造纸过程中起着纸页成形、传递纸页、滤水、传送带带动其他被动辊筒等重要作用。它直接和纸页接触，其性能直接影响着纸页的匀度、表面平整度、光滑度、紧度以及纸机的生产效率、造纸的生产成本。

生产造纸毛毯的原料选择极其重要。要求生产造纸毛毯用的短纤维有良好的机械性能，例如强度、弯曲加工性能、耐磨和回弹性；良好的加工性能，例如表面摩擦性能、最佳卷曲度和合适的纤维长度。现代压榨造纸毛毯绝大部分使用锦纶6短纤维。造纸毛毯从结构上看由长丝帘子线织成的底布或是由单丝捻线合股再织成的底网是毛毯的骨架部分，其用量较少；锦纶6短纤维作为针刺在底布或底网上的短纤维，其用量较大，一条造纸毛毯锦纶6短纤维的用量一般要占到整条毛毯重量的60％以上。短纤维形成的表面层在毛毯运转过程中直接与纸机的机件及腐蚀性强的纸浆液接触，同时还要承受高压冲毯水冲刷和真空吸收箱吸力的破坏作用，因此短纤维的性能优劣对造纸毛毯的质量、毛毯使用寿命进而对纸张的质量、纸张的生产成本起着至关重要的作用。只有提高锦纶短纤维的性能指标，使之更好地适应造纸毛毯的性能要求，才能更好地提高造纸毛毯的产品质量。

锦纶6短纤维虽然具有聚己内酰胺材料自身所拥有的优良性能，但也存在材料本身所带来的缺陷。首先是纤维的耐热性能不够好，软化点为180℃，在150℃下，经历数小时，强度和延伸会显著下降，收缩率增加。现在高档造纸毛毯的热定型温度都要达到180℃以上，纤维的耐热性差对毛毯的质量显然会产生不利的影响。由于耐热性不够纤维的安全使用温度仅为93℃，在超过此温度条件下使用纤维会产生时蠕动变型，影响毛毯尺寸的稳定性。其次是锦纶6纤维的耐酸性和耐氧化剂作用性能较差。由于对自然资源的珍惜和环境保护的强化，现代造纸工业纸浆原料的来源呈现多样化，特别是废纸制浆后的利用。纸浆在制浆生产过程中必须加入多种起不同作用的化学品，其中包括酸性化学品与强氧化剂，例如漂白纸浆用的过氧化氢及氯化物，这一类化学品会对纤维起到较强的腐蚀作用，在高温条件下会使纤维变黄、脆损，物理机械性能大大下降。因此提高锦纶6短纤维的耐热、抗腐蚀性能是保证造纸毛毯质量，提升毛毯档次的首要条件。目前普通锦纶6短纤维被大量地用来生产中、低档的造纸毛毯，而高档的BOM造纸毛毯则需要用性能优异的改性锦纶6短纤维来生产。

发明内容

本发明目的在于发明能提高造纸毛毯耐热、抗腐蚀性，提升毛毯档次的改性锦纶6短纤维的一种加工方法。

本发明之加工方法是：将分子量为17500～20000、含水率为0.2～0.25％的锦纶6切片与耐温耐腐添加剂以18∶1～20∶1的质量比混合，熔体温度控制在268℃～272℃条件下进行纺丝，然后拉伸形成短纤；所述耐温耐腐添加剂主要由锦纶6切片、功能粉体、分散剂、偶联剂组成。

根据对成纤高聚物性质的分析，成纤高聚物的结晶能力和所达到的结晶度才会对成品纤维的性能起到重大的影响。在形成初生纤维的过程中，产生的是非晶态结构或非稳定的结晶结构，经取向拉伸使大分子与其共聚集体沿纤维轴向排列起来，然后通过结晶作用将纤维的这一取向状态固定下来，从而提供纤维的强度。同时结晶还提供纤维的模量，建立结构中的网络点，提供弹性回复、耐蠕变性、耐溶济性，并提供足够的工作温区。几乎所有的化学纤维都属于取向的部分结晶高聚物，聚己内酰胺纤维的结晶度通常在50％以下，且其晶态结构很复杂，晶体可能有下列几种类型的变体：γ型(假六方晶系)、β型(六方晶系)、α型(单斜晶系)。α型的晶体是最稳定的形式，在几种晶体结构中密度最高。因此要提高锦纶6短纤维的耐热、耐磨、抗腐蚀性能就必须设法提高纤维的结晶度。

根据聚合物共混理论，理想的体系应该是两组分部分既相容，又各自成相，相间存在一界面层，在层中两种聚合物的分子链相互扩散，有明显的浓度梯度。通过增大共混组分间的相容性，进而增强扩散，使相界面弥散，界面层厚度加大，是获得综合性能优异共混物的重要条件。