[发明专利]一种超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺及应用

权利要求书

1.一种超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，步骤包括：

步骤一：将单体(Ⅰ)和单体(Ⅱ)提纯后，与溶剂一起加入到聚合反应釜中，得到聚酰胺酸溶液，随后与PSA机械混合，得到聚酰胺酸和PSA的纺丝原料液；

步骤二：将纺丝原料液在高压电场中实施静电纺丝，用不锈钢网带为收集器，收集得到聚酰胺酸/PSA电纺纤维毡或非织造布；

步骤三：将上述所得聚酰胺酸/PSA电纺纤维毡或非织造布分切成宽度在0.5-5.0厘米的细长条，并将此长条进行热牵伸亚胺化形成取向电纺纤维束；

步骤四：将上述电纺纤维束加捻得到超高支电纺PI/PSA复合纤维长线纱；

其中，所述单体(I)为二酐，其结构通式为：

单体(II)为二胺，其结构通式为：

H₂N-R₂-NH₂ (Ⅱ)；

所得到的聚酰亚胺具有以下化学结构通式：

其中n和m值分别为100-500之间的自然数；R₁为C4-C30的二酐单体的残基结构，选自均苯四酸二酐残基、联苯二酐残基、二苯砜二酐残基、三苯二醚二酐残基、联三苯二酐残基、2.6－联二苯嘧啶二酐残基、二苯酮二酐残基、3,6桥烯环己四酸二酐残基、六氟丙酮二苯二酐残基、联苯二酚二苯二醚二酐残基、二苯硫醚二酐残基、2,2-丙酮联二苯二酐残基中的一种或多种；R₂为C6-C30二胺单体的残基结构，选自二苯醚二胺残基、对苯二胺残基、二甲氧基联苯二胺残基、二苯基甲烷二胺残基、间苯二胺残基、联苯二胺残基、二苯氧基二苯酚二胺残基、2-甲基二苯醚二胺残基、2,6-嘧啶联二苯二胺残基、(3,3’-二甲基)二苯甲烷二胺残基中的一种或多种；两种聚合物PI和PSA的比例，即质量比x/y＝(1-9)：(1-9)；所述热牵伸亚胺化工艺参数为：牵伸加工为三段5辊牵伸：第一段牵伸放卷速度为5-10m/min，牵伸比为1-5倍，牵伸温度160-220℃；第二段牵伸放卷速度为3-8m/min，牵伸比为1-5倍，牵伸温度280-320℃；第三段牵伸放卷速度为1-5m/min，牵伸比为1-3倍，牵伸温度350-400℃。

2.根据权利要求1所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，所述纺丝原料液制备过程中的溶剂为极性有机溶剂，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。

3.根据权利要求1所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，所述纺丝原料液制备过程中反应条件为：不锈钢反应釜的聚合反应温度为0-30℃，反应时间为1-10小时后，得到聚酰胺酸溶液，随后在该聚酰胺酸溶液中加入PSA粉末或PSA短纤，在0-30℃下机械搅拌溶解混合，最后加入N,N-二甲基乙酰胺进行稀释。

4.根据权利要求1所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，所述纺丝原料液的绝对粘度为1.5-5.5Pa·s。

5.根据权利要求1所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，所述静电纺丝的加工参数为：喷丝口到不锈钢网带收集器的间距为8-50cm，高压静电场的电场强度为100-650kV/m，不锈钢网带的走带速度为0.2-5m/min。

6.根据权利要求1所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的制备工艺，其特征在于，所述加捻工艺参数为：加捻放卷速度为5-80m/min，捻度为300-2500捻/m。

7.一种超高支PI-PSA电纺纤维长线纱，其特征在于，根据权利要求1-6中任一项所述的制备工艺制备得到。

8.根据权利要求7所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱，其特征在于，所述超高支PI-PSA电纺纤维长线纱的单股纱线的支数为500-1500公支或300-900英支，连续长度大于2000米。

9.一种根据权利要求7所述的超高支PI-PSA电纺纤维长线纱在高档面料、高档服装、超薄高性能纤维布、高性能复合膜材料、高性能复合板材料、高性能缆绳和拉索中的应用。