[发明专利]一种聚苯硫醚复合纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纤维及其制造方法，具体的说，本发明涉及一种聚苯硫醚复合纤维及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，高性能纤维在现代工业、航天、建筑、军事等领域的应用越来越广泛。聚苯硫醚纤维是目前世界主要地区急需的高性能纤维之一，保持着较高的增长速度。它是一种综合性能优异的高科技纤维，不仅耐腐蚀、耐高温、阻燃、无毒，还具有均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性。

聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，简称PPS)是以苯环在对位上连接硫原子而形成的刚性主链，结构上由于有大π键的存在，所以性能极其稳定。产品有线型、交联型和直链型3种，可以通过注塑和挤出成型加工成塑料制品，也可经过双向拉伸制成薄膜和纺丝制成纤维，还可通过填充增强制成复合材料。PPS纤维最大的特点就是能在较高温度和极其恶劣的工作环境下长期使用，主要用于热过滤材料。因此，如何提高过滤的效率和效果是很重要的一个问题。

CN1962973公开了一种抗氧聚苯硫醚纤维的制造方法，采用对聚苯硫醚树脂进行改性处理，在树脂中添加具有抑制和延缓氧化和降解作用的改性剂，可以有效地抑制和延缓纤维被高温氧化和降解。改性剂不仅可以阻断链降解反应的进行，能够分解周边的过氧化物，还可以屏蔽聚苯硫醚大分子中的弱键，防止被氧化。用改性树脂生产的工业烟气过滤材料可以大大提高使用寿命，降低生产成本。虽然该纤维的使用寿命得到了提高，但产品的过滤性能并没有得到改善。

CN1948564公开了一种复合纤维及其制备方法，复合纤维是以PPS(聚苯硫醚)为皮层，以PET(聚酯)、PET、或PA6(聚酰胺)、或PA66(聚酰胺)为芯层的皮芯结构，纺制的长纤维或短纤维，其制备方法包括(1)真空干燥(2)纺丝卷绕(3)后拉伸热定型。该纤维通过皮芯结构来降低成本，但产品的过滤性能并没有得到明显的提高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种过滤性能好的聚苯硫醚复合纤维，同时该纤维成本较低。

本发明的另一个目的在于提供一种聚苯硫醚复合纤维的制造方法。

为了实现本发明的目的，提供一种异形截面聚苯硫醚复合纤维，具有皮层和芯层，所述的皮层含有聚苯硫醚，所述的芯层为热塑性树脂，所述的皮层的横截面为异形截面，该异形截面具有3-8个伸向该复合纤维外的突出部。

本发明优选所述的皮层包括重量百分数大于80％的聚苯硫醚，所述的芯层为与PPS具有相似流变性能的其他单组分热塑性树脂或共混热塑性树脂，皮层与芯层的重量复合比为70∶30-30∶70。其他单组分热塑性树脂是指除聚苯硫醚外的已知的可以与本发明的皮层复合的热塑性树脂，当然也可为已知的可以与本发明的皮层复合的共混热塑性树脂，这样的共混热塑性树脂中可能包括聚苯硫醚，在这里出于成本的考虑优选为不包括聚苯硫醚的共混热塑性树脂，而是相对便宜的其他树脂的共混。

本发明所述的突出部的数量可为3-8个。所述的叶片形突起的数量如果太少，一方面比表面积小，另外一方面纤维之间所形成的过滤孔隙也大大减少，就达不到提高下游产品的过滤性能的作用，如果太多，则会在除掉过滤产品上的灰尘时带来麻烦。

本发明还优选所述的突出部与皮层相连的一端到其远离皮层的一端的长度与其底部的宽度的比值为0.2-2∶1，更优选的范围是1-2∶1。本发明进一步优选所述的突出部相对于其长度方向为对称图形。经过反复试验，这样对称的形状可以进一步提升过滤的效果。

作为优选的一种情况，本发明所述的芯层的横截面上具有2-4个伸向该复合纤维皮层的芯层突出部，更优选所述的芯层突出部远离芯层一端的宽度大于靠近芯层一端的宽度，还优选所述的芯层突出部远离芯层的一端到靠近芯层的一端的长度为该皮层厚度的10-50％，还优选所述的芯层突出部相对于其长度方向为对称图形。现有技术中常有通过共混或改性来来改善聚苯硫醚的性能，这些改性和共混会对不同成分的界面之间的结合造成影响。为了使本发明所能适用的范围更广，可采用上述的芯层结构来加强芯层和皮层之间的结合，使得纤维的耐剥离能力增加；而且，由于突起的特定形状，使得采用相对数量较少的突起就能达到耐剥离的效果，从而使得生产该纤维的难度大大降低，通过一种相对简单、容易实现的纤维结构保证了复合纤维的耐剥离性。

本发明所述的热塑性树脂优选为PA或PET，也可为PA和PET按照1∶4-4∶1的比例混合或其他已知可行的成分与PA或PET混合。