[发明专利]高韧高强聚苯硫醚单丝的生产方法

说明书

本发明公开了一种高韧高强聚苯硫醚单丝的生产方法，将添加剂、主抗氧剂、辅抗氧剂与PPS切片一起加入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出，水冷却，最后造粒，得到PPS改性切片；将PPS改性切片与PPS切片一起加入单螺杆挤出机中进行熔融挤出，缓冷装置进行缓冷，然后采用液氮冷冻机进行冷却，得到初生丝，上油，然后再经过两道后拉伸，松弛定型，最后卷绕收丝，得到高强高韧PPS单丝。本发明产品性能优异，强度为3.5‑5.5cN/dtex，伸长率为25‑45%，打结占比为55%‑90%。

技术领域

本发明涉及一种高韧高强聚苯硫醚单丝的生产方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)虽然耐高温、耐酸碱腐蚀、阻燃性能好，但还 具有一些明显的缺陷，影响了其可纺性和力学性能，如：1.原料熔点 高(T_m＝285℃)，在熔融纺丝过程中易与空气中的氧发生热氧化交联 反应导致流动性降低；2.PPS还由于其较高的玻璃化温度(T_g＝85℃)， 当采用常规的水冷却方式时，设置冷却水的温度要高(≥85℃)，才 能正常拉伸，但是水温设置的太高时，熔体丝表面就会因为温度过高 导致水在丝表面发生汽化，使丝表面产生较多微孔，影响丝的力学性 能，进而影响下游的织造稳定性；3.采用常规的冷却方式进行冷却熔 体丝条，同时还会带来另一个问题就是容易初生丝条容易结晶，导致 丝条内部结晶颗粒尺寸较大、结晶度大，对于后道的进一步拉伸非常 不利，然后再结合PPS自身的特殊的分子结构(一个苯环连着一个硫 原子，如图1所示)，纺制所得的丝的脆性大，伸长率小，韧性差， 也会影响下游织造的顺利进行。所以，综合以上缺点，需要对其进行 改性并优化纺丝工艺，最后生产出高强高韧的聚苯硫醚单丝。

专利公开号为CN1281798C的中国专利“一种线性高分子量聚苯 硫醚纤维熔融纺丝、拉伸热定型方法”，包括高温纺丝、延时加热冷 却、固化成形、加热慢速、多级拉伸和多级、多温区加热松弛/紧张 热定型步骤，其中高温纺丝的温度为300-380℃，在距喷丝板下部 0.1-10厘米处设置延时加热冷却装置，延时加热冷却装置的加热温 度为120-340℃，纺丝速度为800-1200米/分钟。所生产出的纤维具 有断裂强度高、断裂伸长低和热稳定性高等特点。但是聚苯硫醚由于 特殊的分子结构，在空气中容易发生氧化交联反应，螺杆里的聚苯硫 醚熔体流动性不稳定，导致喷丝孔出来的熔体丝条不均匀，对最终成 品性能有很大影响。

专利公开号为CN101024906A的中国专利“一种改善熔体流动性 的聚苯硫醚纤维纺丝方法”，具体方法是在聚苯硫醚纺丝之前加入脂 肪酰胺类润滑剂，加入脂肪酰胺类润滑剂的重量为干燥的聚苯硫醚纺 丝切片重量的0.1％－10％，之后按照常规聚苯硫醚熔融纺丝工艺进 行纺丝。用该方法进行聚苯硫醚树脂的熔融纺丝，得到纺丝断头少、 细度均匀、强度高、韧性好、表面摩擦系数较低的聚苯硫醚纤维，同 时可以不同程度降低纺丝温度，降低能耗，避免聚苯硫醚的高温交联 反应的发生。虽然改善了聚苯硫醚熔体流动的稳定性，但是由于聚苯 硫醚本身熔点较高，纺丝温度也很高，喷丝孔出来的高温的熔体丝条进入冷却水槽后，熔体丝条周围的液体，容易发生汽化，从而导致丝 条表面粗糙，对成品丝线径的均匀性影响很大，进而对成品丝的性能 的稳定性也有很大影响。