[发明专利]电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的制备方法，包括以下步骤：a.将聚丙烯腈原料在机械搅拌下溶于极性溶剂，得到均匀的纺丝溶液；b.将步骤a中的聚丙烯腈溶液在静电纺丝机中制成聚丙烯腈非织造布；c.将步骤b中的非织造布分切成宽度为0.5～6厘米的细长条；d.将步骤c中的细长条在80～95℃的水浴中牵伸，牵伸比为2～5倍，然后在110～150℃的空气中牵伸，牵伸比为3～10倍，得到内部纤维高度取向的纤维束；e.将步骤d中的纤维束加捻，得到长度不低于2000米的电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱。

技术领域

本发明涉及高分子纤维连续长线纱领域，尤其涉及电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯腈纤维，俗称腈纶或人造羊毛，是一种常用的人造纤维，可代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物，保暖效果很好，其还具有优异的耐候性、耐晒性，露天曝晒一年后，强度仅下降20％，因此也常被用来做成窗帘、篷布等。

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，近十几年被越来越多地用来制备纳米纤维材料，其工作方式为：将聚合物溶液或熔体在高压电场中喷出射流，在一段运行距离中固化，最后由接收装置接收纺丝。因静电纺丝工艺简便，还可根据需求制出各种形式的纤维，如实心纤维、空心纤维、核壳结构的纤维等，故其在多个领域都有广阔的前景。

但是，目前静电纺丝技术还只是用来制造非织造布或在工业非织造布上喷涂一个纳米蛛网薄层(一般面密度在1g/m²左右)，也能制造不连续的、线密度较大的粗纱线，世界上还没有技术能连续制造超小线密度或超高支数的电纺纳米纤维纱。常规纤维纱线的线密度在6Tex以上，纱线的支数一般小于150支，绝大多数在100支以下。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的制备方法，包括以下步骤：

a.将聚丙烯腈原料在机械搅拌下溶于极性溶剂，得到均匀的纺丝溶液；

b.将步骤a中的聚丙烯腈溶液在静电纺丝机中制成聚丙烯腈非织造布；

c.将步骤b中的非织造布分切成宽度为0.5～6厘米的细长条；

d.将步骤c中的细长条在80～95℃的水浴中牵伸，牵伸比为2～5倍，然后在110～150℃的空气中牵伸，牵伸比为3～10倍，得到内部纤维高度取向的纤维束；

e.将步骤d中的纤维束加捻，得到长度不低于2000米的电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱。

作为一种优选的技术方案，所述步骤a中的极性溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺中的一种或多种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述步骤d中的水浴牵伸和空气牵伸为5辊牵伸。

作为一种优选的技术方案，所述步骤d中水浴牵伸的放卷速度为2～8米/分钟。

作为一种优选的技术方案，所述步骤d中空气牵伸的放卷速度为3～8米/分钟。

作为一种优选的技术方案，所述步骤d中的纤维束的纤维取向度为90％～95％。

作为一种优选的技术方案，所述步骤e中加捻的放卷速度为5～50米/分钟。

作为一种优选的技术方案，所述步骤e中加捻的捻度为500～1500捻/米。

本发明的第二方面提供了一种电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱，其是由上述的电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的制备方法制备得到的。

本发明的第三方面提供了一种电纺聚丙烯腈纳米纤维连续长线纱的应用，即用于纯纺或混纺，织造轻便、保暖的高档面料。