[发明专利]一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维及其制备方法

说明书

本发明属于化学纤维技术领域，提供一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维及其制备方法。是在线性聚苯硫醚树脂中添加槲皮素，然后制成聚苯硫醚/槲皮素复合母粒，在275~320℃温度和5~10Mpa压力下熔融形成熔体，喷丝板纺丝，环吹风冷却固化，拉伸制备而成；其组分按质量百分数配比为：PPS99.9~99.5%、槲皮素0.1~0.5%。本发明制备的PPS复合纤维，其氧化诱导温度460~470℃，提高了10~16℃，在220℃温度下处理360h后，复合纤维的断裂强度保持率80~85%，提高15~20%，其抗氧化性能得到明显的提升。

技术领域

本发明属于化学纤维技术领域，具体涉及一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚，全名聚苯基硫醚，英文全称Polyphenylene Sulfide，简称PPS，是一种半结晶性高聚物，其分子结构式：。

聚苯硫醚分子链上大量的苯环存在使其大分子链具有良好的刚性与耐热性，而硫醚键又能赋予大分子链一定的柔顺性，且苯环与硫醚键相互交替连接，使其大分子结构对称规整，具有较高的结晶性，使得PPS纤维具有优异的耐化学腐蚀性、机械性能、绝缘性以及阻燃性等特性，成为火力发电、钢铁以及垃圾焚烧等高温复杂领域尾气除尘滤料的主要原料之一。

但由于PPS纤维大分子结构中大分子链上苯环和硫原子以σ键相联，键能较低，在复杂的高温环境下，易受到环境中的强氧化气体进攻，σ键断裂形成自由基，进而发生氧化交联、大分子链断裂、降解等反应，表观为纤维发黄、脆性增大，强度有很大程度的损失，进而导致纤维滤料的失效，使用寿命缩短，使用效率降低，进一步造成经济损失，严重限制了PPS纤维应用领域的扩展。

槲皮素，又名栎精，英文名称Quercetin（简称Q），是一种从天然植物（槐花、山楂、鱼腥草等植物的花、叶及果实中）中提取的重要的多羟基黄酮类化合物，分子式形式为C₁₅H_l0O₇，其分子结构式：。

由于槲皮素分子结构中2、3位间有双键，37、47位处有2个羟基，故能作为油脂等氧化过程中产生的游离基团接受体，并且存在大量的苯酚基团，因此具有很高的抗氧活性，成为一种安全、绿色的抗氧剂。同时，槲皮素熔点高达315℃，分解温度可达到330℃，在聚合物高温抗氧领域有一定的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维及其制备方法。

本发明由如下技术方案实现的：一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维，所述抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维为线性聚苯硫醚树脂中添加槲皮素，然后制成聚苯硫醚/槲皮素复合母粒，在275~320℃温度和5~10Mpa压力下熔融形成熔体，喷丝板纺丝，环吹风冷却固化，拉伸制备而成。

所述聚苯硫醚/槲皮素复合母粒中线性聚苯硫醚树脂的质量百分含量99.9~99.5%，槲皮素的质量百分含量0.1~0.5%。

制备所述的一种抗氧化聚苯硫醚/槲皮素复合纤维的方法，具体步骤如下：

（1）聚苯硫醚/槲皮素复合母粒的制备：将线性聚苯硫醚树脂与槲皮素通过双螺杆挤出机在250~290℃温度下熔融混合均匀，然后挤出、冷却、剪切成聚苯硫醚/槲皮素复合母粒；

（2）干燥聚苯硫醚/槲皮素复合母粒：将所述聚苯硫醚/槲皮素复合母粒在130~150℃真空环境中进行预结晶以及干燥至含水率≤ 50ppm；

（3）制备初生纤维：将干燥的聚苯硫醚/槲皮素复合母粒加入到熔融纺丝机中，在275~320℃温度和5~10Mpa压力下在单螺杆中熔融形成熔体，经喷丝板挤出形成熔体细流，环吹风冷却固化制成初生纤维；

（4）制备聚苯硫醚/槲皮素复合纤维：初生纤维收集成束后，进入三道牵伸区，以3~5倍的总牵伸比进行牵伸，卷绕得到聚苯硫醚/槲皮素复合纤维。