一種聚苯硫醚長纖維的製造工藝的製作方法
2023-07-11 09:50:26 1
專利名稱：一種聚苯硫醚長纖維的製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於特種高分子材料應用領域，尤其是聚苯硫醚長纖維製造技術領域。
背景技術：
聚苯硫醚(PPS)熱穩定性優良，具有出色的耐高溫性，熔點達285°C，高於目前エ業化生產的其他工程塑料，由於它具有特殊性質，如像具有無毒、耐高溫、耐輻射、阻燃、高模量、高尺寸穩定性及自潤滑、耐化學品腐蝕等特殊性質、在塑料エ業中又被稱為特種工程塑料，而且還具有廣泛的用途和十分優越的發展前景。PPS注塑級樹脂熔體具有優良的注射加工性能，可以加工成各種規格、各種形狀的PPS複合材料製品。但在ー些應用條件更為苛刻的領域，探索和發現性能更為優良的PPS纖維仍是人們追求的目標。中國專利CN:1667044A中介紹了ー種加入芳香族磷酸酯和聚苯氧系樹脂的聚苯硫醚複合材料的製造方法，其目的是在注射成型SHI提高複合材料的耐熱穩定性和成形材料的表面光潔度。但是芳香族磷酸酯在聚苯硫醚中的分散效果不理想，在一般エ藝水平下生產時易在粒料中形成包裹現象，從而直接影響到高溫機械性能。中國專利CN =200580040347.8中介紹了ー種聚苯硫醚樹脂及其該樹脂製造纖維的方法，該方法主要描述了聚苯硫醚樹脂的合成方法，合成的聚苯硫醚樹脂在320°C的真空狀態下，對聚苯硫醚樹脂熔體進行脫揮處理，同時還使聚苯硫醚樹脂溶於250°C的a -氯奈中形成一定濃度的溶液，該溶液採用聚四氟こ烯薄膜過濾器熱壓過濾除去其中的機械雜質，雖然該方法敘述了在真空條件下進行脫揮處理，同時還溶於1-氯奈中形成一定濃度的溶液，但是，1-氯奈是ー種高毒性有機溶剤，一方面不可能完全洗滌除去，另ー方面，該化學物質的殘留會在纖維的紡絲過程中汽化形成氣體，使纖維斷頭或造成缺陷，為此，該方法存在很多不可取的地方，中國專利CN:200710050004.0中介紹了採用聚苯硫醚樹脂的造絲方法，雖然在專利中國介紹聚苯硫醚樹脂的紡絲エ藝流程及其エ藝控制條件，但是，該方法卻是直接採用纖維級聚苯硫醚樹脂來進行紡絲，因此，當纖維級樹脂供應緊張時，該エ藝就顯得蒼白無力了。在歐洲專利EP103261中介紹ー種聚苯硫醚樹脂的純化方法，該改エ藝流程是採用在聚苯硫醚樹脂合成後，加入丙酮、甲醇或/和環丁碸溶劑來萃取聚苯硫醚樹脂中的低分子、環狀低聚物，這是目前聚苯硫醚生產廠家所採用的普遍エ藝，對聚苯硫醚樹脂中的低分物不能根本性的處理。在聚苯硫醚樹脂中存在低聚物、機械雜質或其他有機副產物雜質相對於纖維級樹脂來說多很多，本發明採用非常普通的注塑級聚苯硫醚樹脂通過化學和物理方法處理，其目的是在根本上儘可能的出去低分子、環狀低聚物、有機雜質和無機機械雜質，雖然，在處理成本上較普通處理工藝相對較高，但是利用經過化學和物理方法處理後的聚苯硫醚樹脂來進行紡絲時，成品率明顯高於採用普通エ藝處理過的聚苯硫醚樹脂，尤其是當纖維級聚苯硫醚樹脂供應困難的時候，這時採用本發明的エ藝會得到意想不到的效果。
本發明的目的是通過對注塑級聚苯硫醚樹脂低分子物質的處理，以及加入抗氧劑後，有效地處理掉或抑制了揮發性氣體的產生，從達到提高纖維的成品率，在一般纖維使用壽命在3年的基礎上，使纖維的使用壽命延長30 50%
發明內容
:鑑於現有技術的以上缺點，本發明的目的是研究一種生產出耐衝擊、高熱變性穩定、抗拉強度優良、使用壽命長的聚苯硫醚長纖維。其具體實施方式
為:一種聚苯硫醚長纖維的製造エ藝，首先採用化學和物理處理方法以注塑級聚苯硫醚樹脂為原料，處理獲得纖維級聚苯硫醚樹脂，然後在所獲纖維級聚苯硫醚樹脂中添加一定量的添加劑在高速攪拌機中充分混合均勻後輸入同向雙螺杆擠出機混煉擠出絲條成形一切粒——樹脂切片乾燥——熔融紡絲——絲條冷卻結晶——在線牽伸——卷繞落筒造出聚苯硫醚成品長絲，採用如下的エ藝步驟:(I)在盛有5000L環丁碸溶劑的反應釜中，加入三こ醇胺以0.03 0.lmol/mol環丁碸之後，將反應釜以1.3 6.6°C /min的升溫速度將溫度升到180 200°C，並保溫30 45min並將溫度降到130°C之後，將重均分子量為3.4 4.3萬且多分散係數為2.5 3.0的注塑級聚苯硫醚樹脂加入，配製成含注塑級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，並在混合物中加入0.04 0.06mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的硫氫化鈉，同時加入0.02
0.03mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的4，4』 - ニ硝基ニ苯碸,然後以0.3 0.6V /min的升溫速度將混合物的溫度由188 192°C升高到248 252°C，並保溫6 18min後，然後以18 22°C /min的降溫速度將混合物的溫度降低到164 166°C趁熱過濾後獲得多分散係數為1.90 1.91，重均分子量提高到5.6 5.8萬的纖維級聚苯硫醚樹脂；(2)將I)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，並將混合物加熱到190 195°C，並保溫45 60min後，然後將混合物的溫度降低到150 165°C趁熱過濾；(3)重複2)エ藝步驟和エ藝條件，再對I)エ藝步驟中得到的纖維級聚苯硫醚樹脂處理兩次，待用；(4)將3)エ藝步驟處理後的纖維級聚苯硫醚樹脂濾餅用去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，在溫度為100°C的情況下回流反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用；(5)用4)所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑後在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.6 0.68:99.4 99.32，以此得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；(6)將(5)所得纖維級聚苯硫醚樹脂預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片；(7)將(5)所得纖維級聚苯硫醚樹脂切片，在溫度為130 145°C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.06 0.063Mpa的條件下，乾燥6 8h ;(8)將(7)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂切片輸入單螺杆擠出機製成聚苯硫醚熔體，通過單螺杆擠出機輸送到紡絲組件，經過紡絲組件紡成初生絲；(9)將(8)得到的初生絲直接導入到8級熱牽伸エ序，其中第一級牽伸的熱導絲輥溫度為148°C，第二級牽伸的熱導絲輥溫度為144 °C，第三級牽伸的熱導絲輥溫度為140°C，第四級牽伸的熱導絲輥溫度為138°C，第五級牽伸的熱導絲輥溫度為136°C，第六級牽伸的熱導絲輥溫度為134°C，第七級牽伸的熱導絲輥溫度為132°C，第八級牽伸的熱導絲輥溫度為130°C ;在第一級導絲輥和第二級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為146°C的保溫導管，在第二級導絲輥和第三級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為142°C的保溫導管，在第三級導絲輥和第四級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為139°C的保溫導管，在第四級導絲輥和第五級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為137°C的保溫導管，在第五級導絲輥和第六級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為135°C的保溫導管，在第六級導絲輥和第七級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為133°C的保溫導管，在第七級導絲輥和第八級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為131°C的保溫導管，聚苯硫醚初生長絲經過熱牽伸後得到聚苯硫醚長絲。其中聚苯硫醚的紡絲速度為1000 1200m/min。採用本發明的エ藝流程和エ藝控制條件可以使注塑級聚苯硫醚樹脂處理前的揮發性氣體由原來的0.6 0.8%wt降低到處理後的0.001 0.002%wt，其揮發性氣體降低到處理前的1/60 1/40，其效果是十分明顯的，再經過纖維生產得到的效果更好，其中纖維斷頭率為不處理樹脂的1/200 1/300，同時纖維強度(相同纖度)比不處理樹脂提高了近5倍，耐化學腐蝕性提高了近3倍，抗氧化性能也提高了 2倍，纖維使用壽命由原來的3年提高到3.9 4.5年，這樣不僅有效的處理掉了注塑級聚苯硫醚樹脂中的各種揮發成分，而且通過本發明的化學處理方法會有效的利用注塑級聚苯硫醚樹脂，還會降低聚苯硫醚長纖維使用廠家的總成本。採用如上方法製得的聚苯硫醚長纖維，具有高熱變性穩定和抗拉強度，以及揮發性氣體釋放量非常低，抗氧化能力很強。可廣泛應用於環保、紡織エ業、消防、高溫行業、軍エ、航天航空領域。
:圖1為本發明的エ藝流程圖。圖2為本發明的聚苯硫醚長纖維的各種特性本發明エ藝流程簡介:本發明在一定重均分子量和多分散係數的注塑級聚苯硫醚樹脂中分別加入一定摩爾數的硫氫化鈉和4，4- ニ硝基ニ苯碸在處理過的環丁碸溶劑中配置成一定固-液比的混合物，對注塑級聚苯硫醚樹脂進行低分子注塑級聚苯硫醚樹脂進行化學處理，將混合物的溫度升高到一定溫度，並保溫一定時間後，然後將混合物的溫度降低到一定溫度，並趁熱用濾網為3層300 500的316L不鏽鋼過濾網過濾，過濾網從上到下的排列方式為第一層為300目、第二層為400目、第三層為500目、第四層為500目；經化學方法處理後纖維級聚苯硫醚樹脂的多分散係數為1.90-1.91 ;再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，並將混合物加熱到188 192°C，並保溫30 45min後，然後將混合物的溫度降低到140 145°C，並趁熱過濾，待用，其中濾網為3層200 400的316L不鏽鋼過濾網，過濾網從上到下的排列方式為第一層為300目、第二層為400目、第三層為200目；濾餅用一定導電率去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，在溫度為98°C的情況下反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用。然後將採用以上エ藝處理好的纖維級聚苯硫醚樹脂進行氧化熱交聯處理，所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑後在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比0.6 0.68:99.4 99.32得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；所得纖維級聚苯硫醚樹脂預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成纖維級聚苯硫醚樹脂切片。在螺杆和機頭之間添加ー組過濾網，從前到後的排列方式為第一層為600目、第二層為500目、第三層為500目、第四層為200目。然後將所得纖維級聚苯硫醚樹脂切片，在溫度為130 145°C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.06 0.063Mpa的條件下，乾燥6 8h ;隨後將纖維級聚苯硫醚樹脂切片輸入單螺杆擠出機製成聚苯硫醚熔體，通過單螺杆擠出機輸送到紡絲組件，經過紡絲組件紡成初生絲；該加溫曲線基本呈高斯曲線，同時在第四區和第五區之間以及在第六區和第七區之間在壓カ為-0.0SMpa條件下抽真空，以進一歩除去汽化了的低聚物、環狀化合物、和其他揮發性雜質；所有容體管道都必須保溫，其溫度保持在聚苯硫醚樹脂熔點之上15-50°C的範圍內；計量泵變頻電機頻率受餵料的多少和纖維的線密度限制的，其頻率一般在2-30赫茲的範圍之內；一般噴絲組件壓カ保持在l_28Mpa之間，紡箱溫度也必須保持在聚苯硫醚樹脂熔點之上15-50°C的範圍內，噴絲組件使用前預處理溫度也要保持在聚苯硫醚樹脂熔點之上15-50°C的範圍內；絲條結晶固化區一方面要根據當地氣溫適當調節，另方面還根據纖維的線密度或牽伸率來調節，對於卷繞機變頻電機頻率一方面受到餵料機餵料的多少限制，考慮到生產纖維線密度限制，卷繞機變頻電機頻率一般控制在5-200赫茲的範圍內，同時在ー級卷繞機和ニ級卷繞機之間存在一定的赫茲差異，即卷繞機卷繞速度差異。最後將得到的初生絲直接導入到8級熱牽伸エ序，其中第一級牽伸的熱導絲輥溫度為148°C，第二級牽伸的熱導絲輥溫度為144 °C，第三級牽伸的熱導絲輥溫度為140°C，第四級牽伸的熱導絲輥溫度為138°C，第五級牽伸的熱導絲輥溫度為136°C，第六級牽伸的熱導絲輥溫度為134°C，第七級牽伸的熱導絲輥溫度為132°C，第八級牽伸的熱導絲輥溫度為1300C ;在第一級導絲輥和第二級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為146°C的保溫導管，在第二級導絲輥和第三級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為142°C的保溫導管，在第三級導絲輥和第四級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為139°C的保溫導管，在第四級導絲輥和第五級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為137°C的保溫導管，在第五級導絲輥和第六級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為135°C的保溫導管，在第六級導絲輥和第七級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為133°C的保溫導管，在第七級導絲輥和第八級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為131°C的保溫導管，聚苯硫醚初生長絲經過熱牽伸後得到聚苯硫醚長絲。其中聚苯硫醚的紡絲速度為1000 1200m/min。
具體實施例方式實施例1在盛有5000L環丁碸溶劑的反應釜中，加入三こ醇胺以0.03mol/mol環丁碸之後，將反應釜以1.30C /min的升溫速度將溫度升到180°C，並保溫45min並將溫度降到130°C之後，將重均分子量為3.4 4.3萬且多分散係數為2.5 3.0的注塑級聚苯硫醚樹脂加入到配製成含注塑級聚苯硫醚樹脂為28%wt的混合物,並在混合物中加入0.06mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的硫氫化鈉，同時加入0.03mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的4，4』 - ニ硝基ニ苯碸，然後以0.60C /min的升溫速度將混合物的溫度由188°C升高到252°C，並保溫6min後，然後以22°C /min的降溫速度將混合物的溫度降低到166°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼絲網，經化學方法處理後纖維級聚苯硫醚樹脂的轉變成多分散係數為
1.90的纖維級聚苯硫醚樹脂；注塑級線性聚苯硫醚樹脂經過化學處理後，重均分子量提高到5.6萬；(2)將I)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28%wt的混合物，並將混合物加熱到190°C，並保溫45min後，然後將混合物的溫度降低到165°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼過濾網。(3)重複2)エ藝步驟和エ藝條件，再對I)エ藝步驟中得到的纖維級聚苯硫醚樹脂處理兩次，待用。(4)將3)エ藝步驟處理後的纖維級聚苯硫醚樹脂濾餅用去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28%wt的混合物，在溫度為100°C的情況下回流反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用。(5)用4)所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑抗氧劑雙(3，5-三級丁基_4_羥基苯基)硫醚後在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.6:99.4，以此得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；該預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片；該樹脂切片，在溫度為130°C的真空乾燥器中，在壓カ為0.063Mpa的條件下，乾燥8h之後，樹脂切片輸入單螺杆擠出機製成聚苯硫醚熔體，通過單螺杆擠出機輸送到紡絲組件，經過紡絲組件紡成初生絲；該初生絲直接導入到8級熱牽伸エ序，其中第一級牽伸的熱導絲輥溫度為148°C，第二級牽伸的熱導絲輥溫度為144 °C，第三級牽伸的熱導絲輥溫度為140°C，第四級牽伸的熱導絲輥溫度為138°C，第五級牽伸的熱導絲輥溫度為136°C，第六級牽伸的熱導絲輥溫度為134°C，第七級牽伸的熱導絲輥溫度為132°C，第八級牽伸的熱導絲輥溫度為130°C ;在第一級導絲輥和第二級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為146°C的保溫導管，在第二級導絲輥和第三級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為142°C的保溫導管，在第三級導絲輥和第四級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為139°C的保溫導管，在第四級導絲輥和第五級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為137°C的保溫導管，在第五級導絲輥和第六級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為135°C的保溫導管，在第六級導絲輥和第七級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為133°C的保溫導管，在第七級導絲輥和第八級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為131°C的保溫導管，聚苯硫醚初生長絲經過熱牽伸後得到聚苯硫醚長絲，該長纖維的各種性能特徵將在附表I中顯示出來，其中聚苯硫醚的紡絲速度為1200m/min。實施例2在盛有5000L環丁碸溶劑的反應釜中，加入三こ醇胺以0.lmol/mol環丁碸之後，將反應釜以6.60C /min的升溫速度將溫度升到200°C，並保溫30min並將溫度降到130°C之後，將重均分子量為3.4 4.3萬且多分散係數為2.5 3.0的注塑級聚苯硫醚樹脂加入到配製成含注塑級聚苯硫醚樹脂為33%wt的混合物，並在混合物中加入0.06mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的硫氫化鈉，同時加入0.03mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的4，4』 - ニ硝基ニ苯碸，然後以0.30C /min的升溫速度將混合物的溫度由192°C升高到248°C，並保溫ISmin後，然後以18°C /min的降溫速度將混合物的溫度降低到164°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼絲網，經化學方法處理後纖維級聚苯硫醚樹脂的轉變成多分散係數為1.91的纖維級聚苯硫醚樹脂；注塑級線性聚苯硫醚樹脂經過化學處理後，重均分子量提高到5.6 5.8萬。(2)將I)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為33%wt的混合物，並將混合物加熱到195°C，並保溫45min後，然後將混合物的溫度降低到150°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼過濾網。(3)重複2)エ藝步驟和エ藝條件，再對I)エ藝步驟中得到的纖維級聚苯硫醚樹脂處理兩次，待用。(4)將3)エ藝步驟處理後的纖維級聚苯硫醚樹脂濾餅用去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為33%wt的混合物，在溫度為100°C的情況下回流反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用。(5)用4)所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑四〔P _(3，5-三級丁基_4_羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯後在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.68:99.32，以此得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；該預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片；該樹脂切片，在溫度為145°C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.06Mpa的條件下，乾燥6h之後；然後採用實施例1的紡絲エ藝條件和初生絲的牽伸エ藝和條件對聚苯硫醚樹脂進行紡絲和初生絲牽伸，得到聚苯硫醚長纖維的各種性能特徵將在附表I中顯示出來，其中聚苯硫醚的紡絲速度為IOOOm/min。實施例3在盛有5000L環丁碸溶劑的反應釜中，加入三こ醇胺以0.08mol/mol環丁碸之後，將反應釜以3.30C /min的升溫速度將溫度升到190°C，並保溫38min並將溫度降到130°C之後，將重均分子量為3.4 4.3萬且多分散係數為2.5 3.0的注塑級聚苯硫醚樹脂加入到配製成含注塑級聚苯硫醚樹脂為30%wt的混合物，並在混合物中加入0.05mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的硫氫化鈉，同時加入0.025mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的4，4』 - ニ硝基ニ苯碸，然後以0.40C /min的升溫速度將混合物的溫度由190°C升高到251°C，並保溫15min後，然後以20°C /min的降溫速度將混合物的溫度降低到165°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼絲網，經化學方法處理後纖維級聚苯硫醚樹脂的轉變成多分散係數為1.90的纖維級聚苯硫醚樹脂；注塑級線性聚苯硫醚樹脂經過化學處理後，重均分子量提高到5.69萬。(2)將I)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為30%wt的混合物，並將混合物加熱到193°C，並保溫5Imin後，然後將混合物的溫度降低到158°C趁熱過濾，其中濾網為320目的316L不鏽鋼過濾網；(3)重複2)エ藝步驟和エ藝條件，再對I)エ藝步驟中得到的纖維級聚苯硫醚樹脂處理兩次，待用。(4)將3)エ藝步驟處理後的纖維級聚苯硫醚樹脂濾餅用去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為31%wt的混合物，在溫度為100°C的情況下回流反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用；然後在加入抗氧劑雙(3，5_三級丁基-4-羥基苯基)硫醚之後，在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.66 99.34，以此得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；該預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片；該樹脂切片，在溫度為1380C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.062Mpa的條件下，乾燥7.3h之後；然後採用實施例1的紡絲エ藝條件和初生絲的牽伸エ藝和條件對聚苯硫醚樹脂進行紡絲和初生絲牽伸，得到聚苯硫醚長纖維的各種性能特徵將在附表I中顯示出來，其中聚苯硫醚的紡絲速度為1130m/min。對比實施例1在重均分子量為5.0萬且多分散係數為2.8的纖維級聚苯硫醚樹脂中加入到普通反應釜中，用處理過的環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為30%wt的混合物，並將混合物加熱到200°C，並保溫45in後，然後將混合物的溫度降低到150°C，並趁熱過濾，隨後採用實施例1的第(2)、(3)、(4)、(5)エ序對聚苯硫醚樹脂進行相對應的處理，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用，所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑為四〔3-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.68:99.32得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料；該預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片；該樹脂切片，在溫度為136°C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.061Mpa的條件下，乾燥6.8h之後；然後採用實施例1的紡絲エ藝條件和初生絲的牽伸エ藝和條件對聚苯硫醚樹脂進行紡絲和初生絲牽伸，得到聚苯硫醚長纖維的各種性能特徵將在附表I中顯示出來，其中聚苯硫醚的紡絲速度為630m/min。從以上實施例1 3和對比實施例1得到以下結論:1、採用本發明的エ藝方法對注塑級聚苯硫醚樹脂進行低分子物質處理後，其揮發性氣體的釋放量明顯低於沒有經過化學處理纖維級聚苯硫醚樹脂。2、採用本發明的エ藝方法加入適當的抗氧劑後，其揮發性氣體的釋放量明顯低於沒有經過處理纖維級聚苯硫醚樹脂，同時其樹脂熔體的色澤明顯比沒有加入抗氧劑的樹脂熔體色澤淺。3、採用本發明的エ藝方法製造的樹脂熔體用於紡絲，其纖維的斷頭率為不處理樹脂的1/200 1/300，同時纖維強度(相同纖度)比不處理樹脂提高了近3倍，耐化學腐蝕性提高了近I倍，抗氧化性能也提高了 I倍，纖維使用壽命由原來的3年提高到4.5年。本發明採用一種相對穩定的方法處理聚苯硫醚樹脂，雖然處理方法與其他方法想比較成本顯得略高，但是經過本發明的方法處理聚苯硫醚樹脂後，使用該類樹脂來紡絲，使纖維的斷頭率降低了約30倍，纖維的成品率提高了約8%。表中產品各項指標及所使用的檢測方法:拉伸強度和伸長率均按GB/T1040-1992執行，測試速度為10mm/min;曲褶強度按GB/T9341-1988執行，抗衝擊強度按GB/T1843-1996執行，熱變形溫度按GB/T1634-1979(1989)的規定執行。通過對比實施例中得到本發明採用加入硫氫化鈉和4，4』 - ニ硝基ニ苯碸對纖維級聚苯硫醚樹脂進行處理，取得了明顯的效果是通過化學處理注塑級聚苯硫醚樹脂，是其中的纖維級聚苯硫醚樹脂中的低分子物質明顯減少很多，以及加入抗氧劑後，其揮發性氣體的釋放量在0.01 0.02%wt之間，因此通過纖維級聚苯硫醚樹脂的低分子物質和加入抗腐蝕抑制劑的方法，均會使揮發性氣體的釋放量明顯降低20 30倍，從而達到本發明的目的。
權利要求
1.一種聚苯硫醚長纖維的製造エ藝，以注塑級聚苯硫醚樹脂為原料處理獲得纖維級聚苯硫醚樹脂，然後在所獲纖維級聚苯硫醚樹脂中添加一定量的添加劑在高速攪拌機中充分混合均勻後輸入同向雙螺杆擠出機混煉擠出絲條成形一切粒一一樹脂切片乾燥一熔融紡絲一絲條冷卻結晶一在線牽伸一卷繞落筒造出聚苯硫醚成品長絲，採用如下的エ藝步驟: (1)在盛有5000L環丁碸溶劑的反應釜中，加入三こ醇胺以0.03 0.lmol/mol環丁碸之後，將反應釜以1.3 6.60C /min的升溫速度將溫度升到180 200°C，並保溫30 45min並將溫度降到130°C之後，將重均分子量為3.4 4.3萬且多分散係數為2.5 3.0的注塑級聚苯硫醚樹脂加入，配製成含注塑級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，並在混合物中加入0.04 0.06mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的硫氫化鈉，同時加入0.02 .0.03mol/mol注塑級聚苯硫醚樹脂的4，4』 - ニ硝基ニ苯碸,然後以0.3 0.6V /min的升溫速度將混合物的溫度由188 192°C升高到248 252°C，並保溫6 18min後，然後以18 22°C /min的降溫速度將混合物的溫度降低到164 166°C趁熱過濾後獲得多分散係數為1.90 1.91，重均分子量提高到5.6 5.8萬的纖維級聚苯硫醚樹脂； (2)將1)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂再加入到普通反應釜中，用環丁碸溶劑配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，並將混合物加熱到190 195°C，並保溫45 60min後，然後將混合物的溫度降低到150 165°C趁熱過濾； (3)重複2)エ藝步驟和エ藝條件，再對1)エ藝步驟中得到的纖維級聚苯硫醚樹脂處理兩次，待用； (4)將3)エ藝步驟處理後的纖維級聚苯硫醚樹脂濾餅用去離子水配置成含纖維級聚苯硫醚樹脂為28 33%wt的混合物，在溫度為100°C的情況下回流反覆洗滌8次後，最後將纖維級聚苯硫醚樹脂進行乾燥待用； (5)用4)所得纖維級聚苯硫醚樹脂加入抗氧劑後在高速攪拌機中充分混合均勻，其中抗氧劑:纖維級聚苯硫醚樹脂的重量比為0.6 0.68:99.4 99.32，以此得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料； (6)將(5)所得纖維級聚苯硫醚樹脂預混料輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品纖維級聚苯硫醚樹脂切片； (7)將(5)所得纖維級聚苯硫醚樹脂切片，在溫度為130 145°C的真空乾燥器中，在壓カ為-0.06 0.063Mpa的條件下，乾燥6 8h ; (8)將(7)得到的纖維級聚苯硫醚樹脂切片輸入單螺杆擠出機製成聚苯硫醚熔體，通過單螺杆擠出機輸送到紡絲組件，經過紡絲組件紡成初生絲； (9)將(8)得到的初生絲直接導入到8級熱牽伸エ序，其中第一級牽伸的熱導絲輥溫度為148°C，第二級牽伸的熱導絲輥溫度為144 °C，第三級牽伸的熱導絲輥溫度為140°C，第四級牽伸的熱導絲輥溫度為138°C，第五級牽伸的熱導絲輥溫度為136°C，第六級牽伸的熱導絲輥溫度為134°C，第七級牽伸的熱導絲輥溫度為132°C，第八級牽伸的熱導絲輥溫度為1300C ;在第一級導絲輥和第二級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為146°C的保溫導管，在第二級導絲輥和第三級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為142°C的保溫導管，在第三級導絲輥和第四級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為139°C的保溫導管，在第四級導絲輥和第五級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為137°C的保溫導管，在第五級導絲輥和第六級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為135°C的保溫導管，在第六級導絲輥和第七級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為133°C的保溫導管，在第七級導絲輥和第八級導絲輥之間配置有長為380mm直徑為120mm溫度為131°C的保溫導管，聚苯硫醚初生長絲經過熱牽伸後得到聚苯硫醚長絲，聚苯硫醚的紡絲速度為1000 1200m/min。
2.根據權利要求1所述之ー種纖維級聚苯硫醚樹脂熔體的製造エ藝，其特徵在於，所述抗氧劑為雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔P _(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊 四醇酯。
全文摘要
本發明公開了一種聚苯硫醚長纖維的製造工藝，採用加入0.04～0.06mol的硫氫化鈉和0.02～0.03mol的4,4-二硝基二苯碸在經過三乙醇胺處理過的環丁碸溶劑中對注塑級聚苯硫醚樹脂進行低分子物質處理纖維級聚苯硫醚樹脂；然後加入抗氧劑,在高速攪拌機中充分混合均勻得到纖維級聚苯硫醚樹脂預混料,再經混煉擠出成形、冷卻、切粒形成樹脂切片，該切片紡織成初生長絲後在線熱處理得到目標聚苯硫醚成品長纖維。本發明方法所得聚苯硫醚纖維具有高熱變性穩定和抗拉強度，可廣泛應用於環保、軍工、消防、高溫行業、航天航空、紡織工業領域。
文檔編號D01D5/08GK103088461SQ20131002969
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月27日 優先權日2013年1月27日
發明者陳遜 申請人:陳遜