[实用新型]一种制备超细聚四氟乙烯纤维用的喷丝板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷丝板，具体地说是一种制备超细聚四氟乙烯纤维用的喷丝板。

背景技术

聚四氟乙烯纤维具有耐腐蚀、摩擦系数低、耐燃烧等优点，在航天航空领域、工业、医疗和生活上有重要的应用。因聚四氟乙烯不溶于溶剂，不能采用溶液纺丝成型；由于分子刚性大，在熔点（327℃）以上粘度大，不流动，仅形成凝胶状物，也不能采用熔融纺丝成型。目前通常一般有三种方法加工聚四氟乙烯纤维：乳液纺丝、糊料挤出和切割法。

乳液纺丝与溶液纺丝类似，实际上是将聚四氟乙烯与粘胶或聚乙烯醇（作为载体）混合，采用溶液法纺丝制出纤维，再通过高温方法将其中的载体烧掉。该方法由于聚乙烯醇载体的加入，一方面强度下降，使纤维无法实现高倍牵伸，无法制得直径低于12微米的聚四氟乙烯纤维，另一方面，由于聚乙烯醇载体烧结物残留在纤维内部，造成局部的耐温耐腐蚀性能下降。

切割法的起始原料为聚四氟乙烯薄膜或致密的烧结圆柱体，切成细带丝后在熔点（327℃）以上烧结，再经拉伸和热处理制出聚四氟乙烯纤维。由于切割设备的限制也无法制得更细的纤维。

糊料挤出也是聚四氟乙烯纤维的加工方法之一。它是将聚四氟乙烯粉末与易挥发物质（如润滑油、汽油、煤油等）调成糊状物，然后从喷丝头挤压纺丝，使易挥发物质挥发，然后在高温下高度拉伸，得到非均相的白色带条纱。该方法制得的纤维均匀度差，纺织性能难于控制。

发明内容

为了克服现有技术存在的无法制得超细聚四氟乙烯纤维的问题，本实用新型的目的是提供一种制备超细聚四氟乙烯纤维用的喷丝板，该专用喷丝板结构简单、操作方便，利用该喷丝板能生产出超细聚四氟乙烯纤维，且得到的超细聚四氟乙烯纤维综合性能好。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种制备超细聚四氟乙烯纤维用的喷丝板，其特征在于：该喷丝板包括底板、面板和芯管，在面板上设有圆孔，芯管的一端固定在底板上，另一端伸入到圆孔中，在底板上设有第1通道，芯管与第1通道相通；在面板上设第2通道，圆孔与第2通道相通。

本实用新型中，底板与面板通过侧板连接，第2通道设置在侧板上。

利用本实用新型可制得直径10微米以下的超细聚四氟乙烯纤维，操作方便、简单易行，得到的超细聚四氟乙烯纤维耐温耐腐蚀性能远高于乳液纺丝产品、细度均匀度高于糊料挤出及切割法产品，综合性能好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中面板圆孔与芯管装配的结构示意图。

具体实施方式

一种制备超细聚四氟乙烯纤维用的喷丝板，该喷丝板包括底板1、面板2和芯管3，在面板2上设有圆孔21，芯管3的一端固定在底板1上，另一端伸入到圆孔21中，在底板1上设有第1通道11，芯管3与第1通道11相通；底板1与面板2通过侧板4连接，第2通道12设置在侧板上。圆孔21与第2通道12相通。

利用该喷丝板能生产出超细聚四氟乙烯纤维，将聚四氟乙烯纤维加热到其玻璃化温度以上，进行3段拉伸，拉伸倍数控制在每段2~3倍，达到8~27倍牵伸，然后自然冷却，制得超细聚四氟乙烯纤维。步骤如下：

制备纺丝液1

用聚四氟乙烯高浓缩乳液，加水稀释，使其粘度低于100cp，加入烧碱调整PH值为9。

制备纺丝液2

用醇解度为88%聚乙烯醇（2488,1788等）在冷水中配制为15%的聚乙烯醇溶液，加入硫酸使其PH值在4，按1:100并加入硼酸便于其形成凝胶，可根据搅拌速度加入适量消泡剂，消泡剂为二甲基硅油。静止真空脱泡12小时备用。

制备过饱和凝固浴

将硫酸钠（芒硝）用45摄氏度的温水溶解，并形成有晶体析出的过饱和溶液，加入烧碱调整PH值为13。

纺丝

将纺丝液1与纺丝液2分别经过计量泵，再经过专用喷丝板，其中纺丝液1经过第1通道11，形成纤维的“芯”，纺丝液2经过第2通道12形成纤维的“皮”，浸入过饱和凝固浴中，经过2倍牵伸形成具有“皮芯”结构的初生纤维。

烧结

将初生纤维先经过120℃烘箱烘燥10分钟，进入烧结烘箱，烧结烘箱内温度控制在280℃内，烧结20分钟，使外层聚乙烯醇充分炭化，内层聚四氟乙烯材料在高温下熔融结合成聚四氟乙烯纤维。

高倍拉伸制得超细聚四氟乙烯纤维

通过将烧结后的聚四氟乙烯纤维加热到其玻璃化温度以上，进行3段拉伸，拉伸倍数控制在每段3倍，达到27倍牵伸，然后进行自然冷却，制得超细聚四氟乙烯纤维。

该纤维直径为8微米，强度为3cN/dtex,细度离散值<10%。

利用本实用新型生产出超细聚四氟乙烯纤维，操作方便、简单易行，得到的超细聚四氟乙烯纤维综合性能好。