[发明专利]一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法

说明书

技术领域

一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法，是一种采用热致相分离技术和共混纺丝方法制造聚丙烯裂纹纤维的方法，本发明涉及纤维制造技术领域。

背景技术

聚丙烯裂纹纤维是工业和民用领域用功能性纤维之一。它具有较大的比表面积，且内部有大量微孔，是一种良好的过滤介质。聚丙烯裂纹纤维具有应用价值高，成本低廉，使用寿命长，过滤效果好等优点，可广泛应用于有色金属冶炼、选矿、选煤、化工、化肥、建材、陶瓷、制药、食品、污水处理等众多行业的板框压滤机、真空吸滤机、离心过滤机等固液分离设备配套中。而且，在制造聚丙烯裂纹纤维的过程中加入了降解剂，聚丙烯裂纹纤维在完成其使用功能后可迅速降解，实现环境友好。例如，在粘胶纤维的生产过滤中以聚丙烯裂纹纤维毡代替棉花，不仅具有工艺简单，操作方便，过滤质量好，效率高等优点，而且能大大降低生产成本，提高产量2.5倍。目前，我国用于过滤材料的聚丙烯纤维大部分主要依靠进口。所以，聚丙烯裂纹纤维产品的研发与生产也就成为了我国当前材料与环保领域迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种聚丙烯裂纹纤维的制造方法。通过改变聚丙烯纤维的纵横截面形态来提高其过滤性能。

本发明的技术方案：采用热致相分离技术和共混纺丝方法。制造过程分两部分，制造聚丙烯裂纹纤维母粒和共混纺丝。将聚丙烯、稀释剂硬脂酸、极性高聚物羧甲基纤维素钠、成核剂二苯亚甲基山梨醇DBS、降解剂液态二叔丁基过氧化物按重量份数配比混合，重量配比如下：

聚丙烯：                           10

稀释剂：    硬脂酸                 0.1～0.5

极性高聚物：羧甲基纤维素钠         0.5～1

成核剂：    二苯亚甲基山梨醇(DBS)  0.1～0.5

降解剂：    液态二叔丁基过氧化物   0.1～0.3

将聚丙烯、硬脂酸，羧甲基纤维素钠，DBS，液态二叔丁基过氧化物按照上述比例混合，称取一定的重量，放入混合机内低速均匀混合，然后用长径比适当的双螺杆挤出机进行挤出造粒，造粒工艺与常规的聚丙烯母粒造粒工艺基本相同，制得聚丙烯裂纹纤维母粒；

得到的聚丙烯裂纹纤维母粒与纯聚丙烯以0.1～0.15∶1的重量比例混合，经共混熔融纺丝、牵伸、卷曲、热定型等工艺过程进行共混纺丝，纺丝工艺与常规的聚丙烯纺丝工艺基本相同，得到聚丙烯裂纹纤维。

根据纺丝选用的喷丝板的形状，制造的聚丙烯裂纹纤维的横截面为圆形、C形、圆形中空或三角形。

通过变换聚丙烯、硬脂酸、羧甲基纤维素钠、DBS、液态二叔丁基过氧化物的用量比例，得到不同性能的聚丙烯裂纹纤维。

上述各原料的作用：硬脂酸在高温时与聚丙烯形成均相溶液，当温度降低到一定程度后，与聚丙烯发生热致相分离在纤维的内部形成微孔；羧甲基纤维素钠使裂纹纤维具有选择性吸附作用；DBS与聚丙烯混合，在纺丝过程中聚丙烯受热熔融，DBS则成为应力集中点，在高倍牵伸作用下使纤维表面形成裂纹；液态二叔丁基过氧化物使聚丙烯裂纹纤维在使用完毕后的较短时间内可降解。

本发明制造的聚丙烯裂纹纤维与普通聚丙烯纤维相比，聚丙烯裂纹纤维的表面形态发生了变化：普通聚丙烯纤维的表面比较平滑，凹凸形状不明显，也没有孔洞、微孔和裂缝(如图1)；聚丙烯裂纹纤维的表面形态有如下几种：①纤维的表面有许多大小不一的微孔，且微孔尺寸分布较宽(如图2)；②纤维的表面出现许多裂纹，且裂纹形状各异(如图3和图4)；③纤维表面出现大量的微孔，裂纹，大小不等的突起(如图5)。纤维对苯的吸附量也明显增加，按照图6的测试方法，制造的聚丙烯裂纹纤维的静态苯饱和吸附量为裂纹纤维重量的5％～10％，按照图7的测试方法，常压流动苯吸附量为裂纹纤维重量的10％～25％。

在制造聚丙烯裂纹纤维时，既可以采用圆形孔径喷丝板制造横截面为圆形的聚丙烯裂纹纤维，也可以采用非圆形孔径喷丝板制造横截面为非圆形的聚丙烯裂纹纤维，如C形、圆形中空及三角形等，即聚丙烯异型裂纹纤维。

本发明的有益效果：聚丙烯裂纹纤维产品的研发与生产为我国当前材料与环保领域解决了迫切需要解决的课题。

附图说明

图1普通聚丙烯纤维的表面形态。

图2聚丙烯裂纹纤维的表面微孔形态。

图3聚丙烯裂纹纤维的表面裂纹形态。

图4聚丙烯裂纹纤维的表面裂纹形态。

图5聚丙烯裂纹纤维的表面形态。