[发明专利]低温水可溶聚乙烯醇长丝及其制备方法

说明书

本发明涉及聚乙烯醇纤维领域，特别涉及一种低温水可溶聚乙烯醇长丝及其制备方法。将经过初步处理的聚乙烯醇一种或两种进行混合，同时加入助流动剂，然后将上述混合物加入单螺杆挤出机塑化熔融，过滤除杂后由计量泵将熔融物料送入纺丝组件，并从喷丝孔中挤出，挤出的丝条经挥发去除水分后，依次进入油雾润滑区、塑化拉伸区和紧张热定型区，最后卷绕得到聚乙烯醇长丝。本发明的原料为普通国产原料，原料来源丰富，价格低。本发明制备的产品为低温水溶长丝，减少了短纤维使用过程的梳棉、纺纱、上浆等工序。本发明单一水增塑‑生物基二氧化硅助流体系，无污染、绿色环保。

技术领域

本发明涉及聚乙烯醇纤维领域，特别涉及一种低温水可溶聚乙烯醇长丝及其制备方法。

背景技术

低温水可溶聚乙烯醇长丝在医疗卫生、高档纺织面料加工等领域有广泛的市场应用前景。但目前该技术主要被日本公司垄断，国内虽然有文献报道在低温水溶长丝方面取得技术进展，但无规模化产品问世。更难见以水增塑的低温水溶纱线的技术报导。中国专利申请CN102031572A报道了一种水溶性聚乙烯醇纤维的制备工艺及其应用，其公开了以二甲基亚砜和水作为混合溶剂溶解聚乙烯醇，采用多孔湿法冻胶纺丝的方法制备聚乙烯醇纤维。本发明与其相比具有的明显优势在于：(1)本发明不用有机溶剂二甲基亚砜，不存在二甲基亚砜的回收和泄露问题，前者导致工艺路线长、设备投资和运行费用大，生产成本高；后者导致环境污染，并要求设备具有较好的气密性，否则会导致生产环境中有机试剂超标(二甲基亚砜蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.6％-28.6％(vol))，对人体造成危害，严重时甚至会导致爆炸，造成环境和人体伤害。(2)二甲基亚砜沸点为189℃，其与水形成恒沸物，导致纤维内部的水分挥发困难，增加能耗同时需要增加丝条固化长度，导致设备高度增加，车间层高增大，增加建筑费用。(3)本发明使用的助流剂为生物基纳米二氧化硅，是天然植物焚烧之后的分离产物，其具有一般二氧化硅的物理性质和轻质特性，其加入聚乙烯醇，既可以改善聚乙烯醇的流动性，又可以在成纤后与聚乙烯醇大分子形成互穿网络结构，提高分子间的作用力，提高纤维强度。而因其无毒，所以不存在分离和污染问题，是一种绿色纤维成形技术，同时实现了资源再利用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明第一个目的是提供低温水可溶聚乙烯醇长丝的制备方法。该方法制备的聚乙烯醇长丝纤维表面光滑、强度高、低温水溶性好。

本发明采用如下技术方案：一种低温水可溶聚乙烯醇长丝的制备方法，将经过冰水洗涤和初步溶胀处理的分子质量为22000-88000、酯化度为88-99的聚乙烯醇一种或两种，进行混合，同时加入助流动剂，然后将上述混合物加入单螺杆挤出机于80-110℃进行塑化熔融，过滤除杂后由计量泵将熔融物料送入纺丝组件，并从喷丝孔中挤出，挤出的丝条经挥发去除水分后，依次进入油雾润滑区、塑化拉伸区和紧张热定型区，最后卷绕得到聚乙烯醇长丝。

进一步的，经初步溶胀的聚乙烯醇颗粒含水率为40-60％。

进一步的，聚乙烯醇与助流动剂的质量比为(90-98)：(10:2)。

进一步的，助流动剂为来自稻草壳的纳米二氧化硅-生物基纳米二氧化硅。

进一步的，所述单螺杆挤出机为直径为30mm，长径比为38：1，螺杆入口端套筒最底部设有直径为0.5-1.0mm引水孔。

进一步的，所述的纺丝组件压力为10-20MPa。

进一步的，所述的油雾润滑区长度为300cm，以保证丝条能充分与雾化剂接触、并实现纤维初步成型和表面摩擦系数的降低，保证后续的塑化拉伸，油雾润滑区温度为25-45℃，雾化剂主要成分为羊毛脂、橄榄油、氨基硅油的一种或两种。

进一步的，所述塑化拉伸区分为三级拉伸，第一级拉伸温度为50-90℃，拉伸倍率为1.5-2.0，第二级拉伸温度为70-170℃，拉伸倍率为1.8-2.6，第三级拉伸温度为140-210℃，拉伸倍率为1.3-1.8。