一种皮芯型多孔复合纤维及其制备方法转让专利

申请号 : CN201910359126.0

文献号 : CN110184674B

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发明人 : 陈烨李明明王华平柯福佑王朝生徐静张玉梅李军令

申请人 : 东华大学

摘要 :

本发明涉及一种皮芯型多孔复合纤维及其制备方法,制备方法为:将带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维在溶剂中浸泡处理制得皮芯型多孔复合纤维;带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维是通过将皮层原料和芯层原料熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到的,芯层原料中含可溶解无机粒子,喷丝孔中设有多个相交的辐条,辐条主要位于芯层通孔内,其中一辐条连接到皮层通孔内壁;溶剂仅能溶解带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维中的无机粒子;最终制得的皮芯型复合纤维为皮芯型多孔复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为100~5000nm。本发明制得的一种皮芯型多孔复合纤维具有高比表面积的优点,可应用于隔热、隔音等领域。

权利要求 :

1.一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征是:将带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维在溶剂中浸泡处理制得皮芯型多孔复合纤维;

带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维是通过将皮层原料和芯层原料熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到的,其中,皮层原料主要为皮层聚合物,芯层原料主要由分解温度高于纺丝温度的可溶解无机粒子和芯层聚合物组成,皮芯型喷丝板的喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,喷丝孔中设有1个以上相交的辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中一辐条连接到皮层通孔内壁;

溶剂为可溶解无机粒子的良溶剂,同时为芯层聚合物和皮层聚合物的非良溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,喷丝孔和芯层通孔的横截面为圆形,直径分别为5~150μm和1~100μm。

3.根据权利要求2所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,辐条的数量为3~5根,辐条交于一点,整体呈辐射状分布,辐条的长度即从辐条交点辐射到辐条终端的尺寸为0.5~50μm,辐条的宽度即在喷丝板截面内垂直于辐条长度方向的尺寸为0.1~10μm。

4.根据权利要求3所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,皮层通孔和芯层通孔相切,一辐条连接到相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内。

5.根据权利要求1所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,芯层原料是通过将芯层聚合物与可溶解无机粒子熔融共混制得的;芯层原料中芯层聚合物与可溶解无机粒子的质量比为99:1~70:30。

6.根据权利要求1所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,纺丝前,将各组分在温度为80~180℃的条件下真空干燥10~20h;

纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为7:3~3:7;

纺丝工艺参数为:纺丝温度为200~350℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为6~

50MPa,牵伸比为1~5倍,纺丝速度为1000~6000m/min。

7.根据权利要求1所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,浸泡处理的温度为25~100℃,时间为2~24h。

8.根据权利要求1所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,其特征在于,皮层聚合物和芯层聚合物的材质不同;皮层聚合物为聚乙烯、聚苯硫醚、聚酯、聚乳酸、聚丙烯腈和聚酰胺中的一种以上;芯层聚合物为聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺和聚偏氟乙烯中的一种以上;可溶解无机粒子为氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾和硫酸钠中的一种以上;

溶剂为水。

9.采用如权利要求1~8任一项所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法制得的皮芯型多孔复合纤维,其特征是:为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞。

10.根据权利要求9所述的皮芯型多孔复合纤维,其特征在于,孔洞的平均直径为100~

5000nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为2.2~4.0cN/dtex,断裂伸长率为15%~60%。

说明书 :

一种皮芯型多孔复合纤维及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于复合纤维技术领域,涉及一种皮芯型多孔复合纤维及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前,纤维广泛用于纺织、医疗卫生、安全防护、包装、电子电器和环境保护等各个领域,而随着社会进步,人民生活水平的不断提高,人们对纤维的功能化和差别化的需求越来越高。
[0003] 纤维材料应用广泛,但是纤维材料的性能同时受到比表面积、表面能和表面活性的影响,使其应用效果大打折扣。多孔结构带来的高比表面积和表面能、低相对密度、低质量等优良特性,使多孔纤维在隔音、隔热、过滤、载药释药、生物材料、建筑等领域都有出色表现,然而多孔纤维的多孔结构在为纤维提供优异的特殊性能之外也带来了力学性能差、应用领域较窄等缺点。
[0004] 皮芯复合纤维由皮层和芯层双组份复合而成,复合纤维兼具双组份中各自的性能优点,赋予了更多的性能组合,促进了纤维差别化的发展。目前,市场上应用较为广泛的皮芯复合纤维主要为中空纤维、超细纤维、人造羊毛以及耐火纤维等,由于皮芯复合纤维具有柔韧性强、力学性能优异的特点,正在广泛应用于各个领域。
[0005] 皮芯型复合纤维通过双组份在复合纤维的截面上不同分布,可以使纤维具有不同的功能,如能制备皮芯型多孔复合纤维将有望解决目前多孔纤维力学性能较差的问题。
[0006] 因此,研究一种具有较好力学性能的皮芯型多孔复合纤维来扩大多孔纤维的应用领域具有十分重要的意义。

发明内容

[0007] 本发明的目的是解决现有技术中多孔纤维力学性能差导致应用领域较窄的问题,提供一种皮芯型多孔复合纤维及其制备方法。本发明保留了皮芯复合纤维皮层结构的完整性,皮层作为力学支撑,保证了纤维具有优良的力学性能,同时在芯层中设置多孔结构,使得纤维能够发挥隔热、隔音等功能,拓宽了多孔纤维的应用领域。
[0008] 为达到上述目的,本发明采用的方案如下:
[0009] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,将带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维在溶剂中浸泡处理制得皮芯型多孔复合纤维;带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维是通过将皮层原料和芯层原料熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到的,其中,皮层原料主要为皮层聚合物,芯层原料主要由分解温度高于纺丝温度的可溶解无机粒子和芯层聚合物组成,皮芯型喷丝板的喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,喷丝孔中设有1个以上相交的辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中一辐条连接到皮层通孔内壁;
[0010] 溶剂为可溶解无机粒子的良溶剂,同时为芯层聚合物和皮层聚合物的非良溶剂;
[0011] 喷丝孔中设置辐条,熔体从喷丝孔挤出时会形成与辐条数量、尺寸、位置相同的孔槽,由于其中一辐条连接到皮层通孔内壁,因此纤维中一孔槽的槽口位于皮芯型复合纤维的表面,溶剂能够从该位置进入纤维内部,由于各辐条相交,因此纤维内的孔槽相互连通,溶剂能够进入所有的孔槽;
[0012] 带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维在溶剂中浸泡时,溶剂通过孔槽进入纤维内部,在加热或不加热条件下,能够溶解带孔槽且含可溶解无机粒子的皮芯型复合纤维的芯层中的无机粒子,而不破坏皮层;芯层中可溶解粒子被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维,此纤维的皮层不会被破坏并能保证复合纤维一定的力学性能,多孔结构的存在使纤维具有质轻、隔热、保暖、消音等优点,并且纤维皮芯高聚物的分布可以使纤维具有三维卷曲结构。
[0013] 作为优选的方案:
[0014] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,喷丝孔和芯层通孔的横截面为圆形,直径分别为5~150μm和1~100μm。
[0015] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,辐条的数量为3~5根,辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为方形、圆形、三角形、棱形、Y型或*型,当量直径为0.1~50μm,辐条的长度即从辐条交点辐射到辐条终端的尺寸为0.5~50μm,辐条的宽度即在喷丝板截面内垂直于辐条长度方向的尺寸为0.1~10μm。
[0016] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,皮层通孔和芯层通孔相切,一辐条连接到相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内。
[0017] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,芯层原料是通过将芯层聚合物与可溶解无机粒子熔融共混制得的;芯层原料中芯层聚合物与可溶解无机粒子的质量比为99:1~70:30。
[0018] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,纺丝前,将各组分在温度为80~180℃的条件下真空干燥10~20h;
[0019] 纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为7:3~3:7;
[0020] 纺丝工艺参数为:纺丝温度为200~350℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为6~50MPa,牵伸比为1~5倍,纺丝速度为1000~6000m/min。
[0021] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,浸泡处理的温度为25~100℃,时间为2~24h。
[0022] 如上所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,皮层聚合物和芯层聚合物的材质不同;皮层聚合物为聚乙烯、聚苯硫醚、聚酯、聚乳酸、聚丙烯腈和聚酰胺中的一种以上;芯层聚合物为聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺和聚偏氟乙烯中的一种以上;可溶解无机粒子为氯化钠、氯化钾、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾和硫酸钠中的一种以上;溶剂为水。
[0023] 如上任一项所述的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法制得的皮芯型多孔复合纤维,为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞。
[0024] 如上所述的皮芯型多孔复合纤维,孔洞的平均直径为100~5000nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为2.2~4.0cN/dtex,断裂伸长率为15%~60%。
[0025] 有益效果:
[0026] (1)本发明的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,芯层中的可溶解无机粒子选择氯化钠等易溶解、无污染的无机物,该类无机物在纯水中就能溶解,工艺简单,成本低,通过溶解时间和温度的调节,可以控制纤维芯层中粒子的溶出率;
[0027] (2)本发明的一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,通过在芯层部分形成多孔结构,与传统纤维相比,该皮芯型多孔复合纤维具有较大的表面积,而皮层的结构又能保证纤维力学性能;
[0028] (3)采用本发明的方法制备得到的一种皮芯型多孔复合纤维,由于双组份存在热收缩和应力差异,从而在宏观上具有优异的三维卷曲性能;
[0029] (4)采用本发明的方法制备得到的一种皮芯型多孔复合纤维,应用领域广阔,可用于一次性过滤材料,隔音、隔热材料等。

附图说明

[0030] 图1为带孔槽且含氯化钠的皮芯型复合纤维的截面图;
[0031] 图2为皮芯型多孔复合纤维的截面图;
[0032] 图3为皮芯型喷丝板的喷丝孔截面图;
[0033] 其中,1-皮层,2-芯层,3-氯化钠,4-孔槽,5-孔槽中心,6-孔洞,7-辐条,8-皮层通孔,9-芯层通孔。

具体实施方式

[0034] 下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0035] 实施例1
[0036] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0037] (1)制备芯层原料:将质量比为99:1的聚丙烯和氯化钠投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0038] (2)制备带孔槽且含氯化钠的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚乙烯和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;带孔槽且含氯化钠的皮芯型复合纤维截面如图1所示,皮芯型复合纤维为皮芯结构,皮层1包裹芯层2,氯化钠3分布在芯层2中,孔槽4主要位于芯层2中,孔槽中心5部分为中空圆形;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为80℃的条件下真空干燥20h;纺丝时,聚乙烯和芯层原料的质量比为7:3;纺丝工艺参数为:纺丝温度为200℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为6MPa,牵伸比为1倍,纺丝速度为1000m/min;
[0039] 如图3所示,皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为5μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔8和芯层通孔9,皮层通孔8和芯层通孔9相切,芯层通孔9的横截面为圆形,直径为1μm,喷丝孔中设有3根辐条,辐条7为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔9内,其中1根辐条连接到皮层通孔8和芯层通孔9相切点处皮层通孔8内壁,其他辐条整体位于芯层通孔9内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为方形,当量直径为0.1μm,各辐条的宽度为0.1μm,长度为0.5μm;
[0040] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含氯化钠的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在25℃的温度下浸泡处理24h,使芯层中的氯化钠溶解,芯层中氯化钠被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0041] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,如图2所示,芯层中分布有孔洞6,孔洞的平均直径为100nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为2.2cN/dtex,断裂伸长率为15%。
[0042] 实施例2
[0043] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0044] (1)制备芯层原料:将质量比为90:10的聚酯和氯化钾投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0045] (2)制备带孔槽且含氯化钾的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚苯硫醚和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为160℃的条件下真空干燥10h;纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为7:3;纺丝工艺参数为:纺丝温度为350℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为20MPa,牵伸比为2倍,纺丝速度为2000m/min;
[0046] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为45μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为30μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为圆形,当量直径为5μm,各辐条的宽度为2μm,长度为6μm;
[0047] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含氯化钾的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在50℃的温度下浸泡处理10h,使芯层中的氯化钾溶解,芯层中氯化钾被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0048] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为500nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为3.5cN/dtex,断裂伸长率为36%。
[0049] 实施例3
[0050] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0051] (1)制备芯层原料:将质量比为70:30的聚丙烯腈和氯化铵投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0052] (2)制备带孔槽且含氯化铵的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚酯和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为180℃的条件下真空干燥12h;纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为3:7;纺丝工艺参数为:纺丝温度为280℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为20MPa,牵伸比为2.5倍,纺丝速度为6000m/min;
[0053] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为150μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径100μm,喷丝孔中设有4根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为三角形,当量直径为50μm,各辐条的宽度为10μm,长度为50μm;
[0054] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含氯化铵的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在100℃的温度下浸泡处理8h,使芯层中的氯化铵溶解,芯层中氯化铵被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0055] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为5000nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为1.8cN/dtex,断裂伸长率为60%。
[0056] 实施例4
[0057] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0058] (1)制备芯层原料:将质量比为80:20的聚丙烯和硫酸铵投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0059] (2)制备带孔槽且含硫酸铵的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚乳酸和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为100℃的条件下真空干燥12h;纺丝时,聚乳酸和芯层原料的质量比为5:5;纺丝工艺参数为:纺丝温度为250℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为50MPa,牵伸比为3倍,纺丝速度为3000m/min;
[0060] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为50μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为50μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为棱形,当量直径为20μm,各辐条的宽度为5μm,长度为2μm;
[0061] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含硫酸铵的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在60℃的温度下浸泡处理2h,使芯层中的硫酸铵溶解,芯层中硫酸铵被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0062] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为1000nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为3.6cN/dtex,断裂伸长率为30%。
[0063] 实施例5
[0064] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0065] (1)制备芯层原料:将质量比为70:30的聚酰胺和硫酸钾投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0066] (2)制备带孔槽且含硫酸钾的皮芯型复合纤维:将皮层原料摩尔比为1:1:1的聚丙烯、聚乳酸与聚酯的混合物和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为100℃的条件下真空干燥18h;纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为3:7;纺丝工艺参数为:纺丝温度为250℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为10MPa,牵伸比为4倍,纺丝速度为2000m/min;
[0067] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为150μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为60μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为Y型,当量直径为20μm,各辐条的宽度为5μm,长度为10μm;
[0068] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含硫酸钾的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在80℃的温度下浸泡处理8h,使芯层中的硫酸钾溶解,芯层中硫酸钾被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0069] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为2000nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为3.2cN/dtex,断裂伸长率为28%。
[0070] 实施例6
[0071] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0072] (1)制备芯层原料:将聚偏氟乙烯和质量比为1:1的硫酸钾与硫酸钠的混合物按照质量比95:5投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0073] (2)制备带孔槽且含硫酸钾与硫酸钠的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚酰胺和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为120℃的条件下真空干燥12h;纺丝时,聚酰胺和芯层原料的质量比为7:3;纺丝工艺参数为:纺丝温度为250℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为20MPa,牵伸比为5倍,纺丝速度为3000m/min;
[0074] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为50μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为20μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为*型,当量直径为20μm,各辐条的宽度为5μm,长度为10μm;
[0075] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含硫酸钾与硫酸钠的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在70℃的温度下浸泡处理2h,使芯层中的硫酸钾与硫酸钠溶解,芯层中硫酸钾与硫酸钠被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0076] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为500nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为3.6cN/dtex,断裂伸长率为52%。
[0077] 实施例7
[0078] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0079] (1)制备芯层原料:将摩尔比为1:1的聚偏氟乙烯与聚乙烯的混合物和硫酸钠按照质量比95:5投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0080] (2)制备带孔槽且含硫酸钠的皮芯型复合纤维:将皮层原料摩尔比为1:1的聚酰胺与聚酯的混合物和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层在温度为120℃的条件下真空干燥12h,将芯层在温度为80℃的条件下真空干燥12h;纺丝时,皮层原料和芯层原料的质量比为7:3;纺丝工艺参数为:纺丝温度为210℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为20MPa,牵伸比为2.5倍,纺丝速度为3000m/min;
[0081] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为50μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为20μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为*型,当量直径为20μm,各辐条的宽度为5μm,长度为10μm;
[0082] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含硫酸钠的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在50℃的温度下浸泡处理24h,使芯层中的硫酸钠溶解,芯层中硫酸钠被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0083] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为800nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为2.5cN/dtex,断裂伸长率为50%。
[0084] 实施例8
[0085] 一种皮芯型多孔复合纤维的制备方法,主要步骤如下:
[0086] (1)制备芯层原料:将摩尔比为1:1:1的聚偏氟乙烯、聚酰胺与聚丙烯的混合物和质量比为1:1:1的硫酸钠、硫酸铵与氯化铵的混合物按照质量比95:5投放到密炼机或双螺杆中进行熔融共混,混合均匀得到芯层原料;
[0087] (2)制备带孔槽且含硫酸钠、硫酸铵与氯化铵的皮芯型复合纤维:将皮层原料聚酰胺和芯层原料投放到熔融复合纺丝机中,熔融后通过皮芯型喷丝板纺丝得到;纺丝前,将皮层、芯层各组分在温度为100℃的条件下真空干燥12h;纺丝时,聚酰胺和芯层原料的质量比为7:3;纺丝工艺参数为:纺丝温度为210℃,纺丝温度波动范围为±1℃,纺丝压力为20MPa,牵伸比为5倍,纺丝速度为3000m/min;
[0088] 皮芯型喷丝板的喷丝孔的横截面为圆形,直径为50μm,喷丝孔中供皮层原料和芯层原料通过的部分分别为皮层通孔和芯层通孔,皮层通孔和芯层通孔相切,芯层通孔的横截面为圆形,直径为20μm,喷丝孔中设有5根辐条,辐条为实心长条,长度方向垂直于喷丝孔的轴向,辐条主要位于芯层通孔内,其中1根辐条连接到皮层通孔和芯层通孔相切点处皮层通孔内壁,其他辐条整体位于芯层通孔内;辐条交于一点,整体呈辐射状分布,交点为*型,当量直径为20μm,各辐条的宽度为5μm,长度为10μm;
[0089] (3)溶解纤维芯层制备皮芯型多孔复合纤维:将制备得到的带孔槽且含硫酸钠、硫酸铵与氯化铵的皮芯型复合纤维浸泡在水中,利用纤维孔槽,使水浸入到纤维内部,在50℃的温度下浸泡处理15h,使芯层中的硫酸钠、硫酸铵与氯化铵溶解,芯层中硫酸钠、硫酸铵与氯化铵被溶解后可获得孔洞均匀分布的多孔芯层的皮芯复合纤维。
[0090] 最终制得的皮芯型多孔复合纤维为皮芯型复合纤维,芯层中分布有孔洞,孔洞的平均直径为1500nm,皮芯型多孔复合纤维的断裂强度为4.0cN/dtex,断裂伸长率为45%。