[发明专利]一种聚丙烯腈纤维的配方及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯腈纤维制备工艺领域，具体涉及一种聚丙烯腈纤维的配方及制备工艺。

背景技术

聚丙烯腈纤维是指聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85％(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。常用的第二单体为非离子型单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等，第三单体为离子型单体如丙烯磺酸钠和2-亚甲基-1，4-丁二酸等。

聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛，弹性较好，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15％，有合成羊毛之称。强度22.1～48.5cN/tex，耐晒性能优良，可做成窗帘、幕布、篷布、炮衣等。能耐酸、耐氧化剂和一般有机溶剂，但耐碱性较差。纤维软化温度190～230℃，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域。

但是随着生活水平的提高，人们对合成纤维的要求也越来越高，传统聚丙烯腈纤维已不能适应人们的需求，因此需要对聚丙烯腈纤维进行改性。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种聚丙烯腈纤维的配方及制备工艺，以丙烯腈和丙烯酸甲酯为主要原料，在高度提纯以后，加入一定量的纯碱、共混抗静电剂、阻燃剂和抗菌消臭剂，采用半湿法浓缩喷丝法制备出可以吸湿、抗静电、阻燃和抗菌除臭的聚丙烯腈纤维，具有优良的物理性能，并且与传统工艺相比较，性能指标均在标准优等品的范围之内，在某些方面如热稳定性方面，比优等品品质更好，可以有效解决背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种聚丙烯腈纤维的配方，按照重量份数由如下原料组成：

丙烯腈40-60份、丙烯酸甲酯20-30份、甲基丙烯酸甲酯4-6份、丙烯磺酸钠1-3份、2-亚甲基-1，4-丁二酸1-2份、丙烯酸15-20份、甲基丙烯酸8-13份、二羰基吡咯化合物8-12份、纯碱3-5份、共混抗静电剂2-3份、阻燃剂3-5份、抗菌消臭剂1-2份、染色剂1-2份。

根据上述技术方案，所述共混抗静电剂选择共混碳黑、石墨和碳纤维，且碳黑、石墨和碳纤维重量份数为1∶2∶1。

根据上述技术方案，所述阻燃剂选择偏二氯乙烯。

根据上述技术方案，所述抗菌消臭剂选择3-烯丙基-5，5-二甲基己内酰脲/丙烯腈共聚物和硫氰酸钠水溶液按照重量份数比2∶1配成的纺丝液基液。

根据上述技术方案，所述染色剂选择弱酸性衣康酸或者弱碱性甲基乙烯吡啶。

另外本发明还设计了一种聚丙烯腈纤维的制备工艺，包括如下步骤：

(1)将丙烯腈和丙烯酸甲酯进行提纯，要求纯度达到90％。；

(2)按配方进行配料，将配好的原料放入反应釜中，并以蒸馏水为介质进行悬浮聚合，在聚合之后进行静置形成絮状沉淀，在沉淀之后进行过滤，沉淀物在200℃的恒温炉中进行干燥，干燥后放入球磨罐中进行球磨，将球磨后的沉淀溶于溶解度为60％的二甲基亚砜溶剂中形成纺丝溶液；

(3)将纺丝溶液放入密封炉内进行浓缩形成浓缩纺织液；

(4)将浓缩纺织液放入纺丝炉中，调节温度和压强，经过喷丝头加工得到成品。

根据上述技术方案，所述步骤(1)中，球磨后过300目筛。

根据上述技术方案，所述步骤(3)中，浓缩过程在20MPa的条件下进行，且在密封炉内冲入保护气体氮气，浓缩纺织液的数均分子量为53000～106000，浓度为25％～30％。

根据上述技术方案，所述步骤(4)中，温度和压力的调节分为四段，升温升压阶段、浓缩保温恒压阶段、退火恒压阶段和退火降压阶段。

根据上述技术方案，所述升温升压阶段的温度从20℃升至320℃，升温平均速率为10℃/min，压强从0.1MPa升至20MPa；所述浓缩保温恒压阶段的温度保持在320℃不变，压强保持在20MPa不变，保持40min；所述退火恒压阶段阶段的温度先降至200℃-250℃，压强保持在20MPa不变，再保持20min；所述退火降压阶段的温度从200℃-250℃降至30℃，降温平均速率为6℃/min。

本发明的有益效果：

本发明以丙烯腈和丙烯酸甲酯为主要原料，在高度提纯以后，加入一定量的纯碱、共混抗静电剂、阻燃剂和抗菌消臭剂，采用半湿法浓缩喷丝法制备出可以吸湿、抗静电、阻燃和抗菌除臭的聚丙烯腈纤维，具有优良的物理性能，并且与传统工艺相比较，性能指标均在标准优等品的范围之内，在某些方面如热稳定性方面，比优等品品质更好。

附图说明

图1为本发明生产工艺流程图。

具体实施方式