[实用新型]一种聚酰胺纤维在超临界CO2张力处理的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高分子纤维改性装置，涉及一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置。

背景技术

聚酰胺纤维大多是刚性分子链，分子间有很强的相互作用，拉伸取向非常困难，以芳纶纤维为例，目前芳纶纤维的高取向主要通过两种方法来实现，即液晶纺丝方法和共聚PPTA的溶液纺丝拉伸取向。通过共聚物的溶液纺丝虽然能得到高取向性能好的芳香族纤维，但是由于共聚单体成本高，限制了其大规模应用。

超临界CO₂具有无毒环保、密度近于液体，粘度近于气体、扩散系数高、溶解渗透能力大等优点，在药物提取、发泡、污水处理等领域存在重要用途。利用超临界CO₂流体技术进行聚合物改性是新发展起来的一种方法。

该方法具有经济环保、反应可控、反应时间短，溶剂与产品分离简单等优点，存在较大工业应用价值。

把超临界CO₂流体技术及纤维的张力处理结合到一起改性聚酰胺纤维的技术目前尚无报道，作为一种新的改性方法，尚需要广大科研工作者做更多深入研究。

发明内容

本实用新型的目的在于：把纤维的改性，超临界CO₂流体技术及张力处理三者结合到一起，是一种纤维在超临界CO₂流体中一定张力下改性的装置，提供一种无污染、效率高、好控制、低成本的聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置。

此装置保证了反应过程中纤维处于拉伸状态，使分子链取向度，结晶度随着表面及内部接枝增大而增大，同时极性无定形区的取向增强，对极性高分子纤维的拉伸具有重要意义，此装置能有效地使纤维拉伸模量提高6%～15%，拉伸强度提高8%～45%。

本实用新型的一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置，所述装置主体为带有内衬的高压釜以及带有进气口和出气口的釜盖，所述高压釜的釜身包围在油浴中，所述高压釜内安放一纤维夹具，釜内有夹槽的装置，可实现夹具的拆卸；所述纤维夹具是一个带有弹簧的两个平行光滑的圆柱，可将纤维缠绕，利用压缩弹簧实现张力的夹具。夹具是可以拆下的，其与反应釜的连接就是通过简单地夹槽固定。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置，所述高压釜内安放有温度感应器，所述釜盖上设置有温度显示器。

如上所述的一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置，所述高压釜内安放有压力感应器，所述釜盖上设置有压力显示器。

如上所述的一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置，所述高压釜能承受20～25Mpa压力；所述油浴的温度保持在100～120℃。

在一定温度下，向釜中充入CO₂，控制体系压力及温度变化，使体系处于超临界CO₂状态。借助超临界CO₂流体可以部分破坏聚酰胺纤维中分子链间相互作用的性质，可以是纤维分子链进一步取向，进而得到性能更好的芳纶纤维，由于拉伸装置的存在，纤维在张力作用下，分子链取向度，结晶度变大，晶粒亦变大，使纤维强度及模量增大，达到改性纤维的目的。

有益效果

本实用新型的一种聚酰胺纤维在超临界CO₂张力处理的装置，保证纤维在超临界CO₂氛围中进行拉伸改性，由于纤维在反应中一直处于拉伸状态，纤维分子链取向度，结晶度变大，晶粒变大，结晶趋于完整，同时极性无定形区的取向增加，纤维强度与模量的提高，对极性高分子纤维的拉伸具有重要意义。

此装置还可用于PPTA、PAN原丝，杜邦公司Kevlar29、Kevlar49、Kevlar129、Nomex纤维、Twaron纤维、Technora纤维、Terlon纤维、或者国产芳III纤维、PBO、PI、PA6、PET、PE等在不同溶剂的纤维拉伸改性。同时，该装置还具有经济环保、反应可控、反应时间短等优点，具有较大工业应用价值。

附图说明

图1是示意图

其中1—纤维夹具，2—进气口，3—温度显示器，4—油浴，5—温度感应器，6—压力感应器，7—出气口，8—压力显示器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。