[发明专利]水增塑熔融胶体纺制高度原纤化聚丙烯腈浆粕

说明书

技术领域

本发明涉及一种高度原纤化聚丙烯腈浆粕的制造方法。 

背景技术

聚丙烯腈浆粕除具有聚丙烯腈本身所具有的：优异的环境适应性，对湿度不敏感以及较高的使用温度外，还具有原纤化程度高、在基体中的分散性能好及干、湿加工性能好的特点。在绝大多数情况下可以取代石棉或芳纶浆粕用于摩擦密封材料、特种纸、无纺布等多个领域，性价比较高。目前，聚丙烯腈浆粕的制造技术方面所见报导不多，主要有以下几种：共混湿法纺丝研磨法、离心纺丝法和增塑熔融挤出研磨法以及沉析法等。 

上海兰邦工业纤维有限公司在CN200610025775.X、CN200710038948.6提出采用含有不同比例同种结构单体的两种聚丙烯腈聚合体进行共混湿法纺丝，其混和浆液在凝固过程中发生微观相分离，形成外观无异于普通纤维丝束而内部微纤非常丰富的聚丙烯腈丝束，将该丝束切断后，短切纤维和水同时输送进入和泵入研磨设备，在高剪切速率的作用下，制得比表面积在5～15m²/g的高度原纤化聚丙烯腈浆粕状纤维。 

USP5296286提出了喷射纺丝法制备聚丙烯腈浆粕，即是将聚丙烯腈的纺丝原液通过一长的狭缝形模口而被挤出，经喷管型的高速成气流装置所拉伸或在狭缝形模品周围开有高速气流喷孔，原液一经模口压出，立即受到周围高速气流的喷吹，从而形成浆粕。该方法设备复杂，成本较高。 

US5401576、KR9208998等文献提出了增塑熔融挤出研磨法制备聚丙烯腈浆粕，即将用水增塑的聚丙烯腈升温熔融状态，然后降温到熔点以下，使其成为过冷熔体；挤出后研磨叩解，得到长度为1～20mm、直径为0.1～50μm的聚丙烯腈浆粕。 

CN200410093262中提出了用沉析法制备聚丙烯腈浆粕，即将聚丙烯睛粉末在二甲基乙酰胺等极性有机溶剂中完全溶解，配制成均匀的浆液，该浆液注入凝固液中，在强剪切力的作用下，直接沉析出聚丙烯腈浆粕。该法省略了纺丝、切断、研磨等工序，可以大幅度降低制造成本，但该方法工艺条件比较苛刻，较难控制。 

发明内容

本发明提供一种制造高度原纤化聚丙烯腈浆粕的方法。 

本发明的技术方案是：利用聚丙烯睛具有水合作用，可进行水增塑熔融的特点，采用双阶双螺杆挤出机组，使聚丙烯腈粉末在水合作用下充分熔融后，在适当降低温度的条件下形成聚丙烯腈熔融纺丝胶体，该胶体在剪切力的作用下非常易于取向，在挤出机头施加高剪切应力对其进行高剪切纺丝，形成内部微纤非常丰富的聚丙烯腈纤维，切断后，与水同时进入 研磨设备，连续制浆，得到比表面积高于15m²/g的高度原纤维化聚丙烯腈浆粕。 

本发明与现有制备技术相比具有以下优点： 

1.可以充分利有聚丙烯腈纤维的废丝，将价值极低的废丝加工成高度原纤化聚丙烯腈浆粕用于许多高端产品，真正实现变废为宝； 

2.利用水作为增塑剂，采用双阶双螺杆挤出机组对聚丙烯腈粉体进行熔融胶体纺丝，一方面，工艺流程简单、环保、经济，另一方面，水增塑聚丙烯腈熔融体随着温度的降低，在熔点以下的一定的温度范围内会出现类似于对位芳酰胺纺丝浆液的液晶现象，此时，熔体仍为单相且在剪切力的作用下非常容易取向，在该条件下纺丝易形成内部微纤非常丰富的聚丙烯腈纤维，有利于后序的纤维原纤化； 

3.制得的聚丙烯睛浆粕原纤化程度高，比表面积高于15m²/g。 

附图说明

图1为本发明高度原纤化聚丙烯腈浆粕的工艺流程图。 

图2为本发明方法制造的高度原纤化聚丙烯腈浆粕扫描电镜照片。 

具体实施方式

一种制造高度原纤化聚丙烯腈浆粕的方法，利用聚丙烯腈具有水合作用，可进行水增塑熔融的特点，采用双阶双螺杆挤出机组，使聚丙烯腈粉末在水合作用下充分熔融后，在适当降低温度的条件下形成聚丙烯腈熔融纺丝胶体，该胶体在剪切力的作用下非常易于取向，在挤出机头施加高剪切应力对其进行高剪切纺丝，形成内部微纤非常丰富的聚丙烯腈纤维，切断后，与水同时进入研磨设备，连续制浆，得到比表面积高于15m2/g的高度原纤维化聚丙烯腈浆粕。 

所述的聚丙烯腈粉末指的是聚丙烯腈的均聚体或共聚体，或者是常规聚丙烯腈废丝经粉碎得到粉末。 

所述的水增塑聚丙烯腈粉末中，增塑剂水的含量为10～50wt％，最好为15～25wt％。 

所述的水增塑聚丙烯腈熔融过程在双螺杆挤出机组的上阶完成，熔融温度一般在其熔点以上5～40℃。