利用丙烯腈和醋酸乙烯酯製備抗起球腈綸纖維的方法與流程
2023-04-29 05:02:11 1
本發明涉及一種溼法抗起球腈綸的生產方法，特別是涉及一種利用丙烯腈和醋酸乙烯酯製備抗起球腈綸纖維的方法。
背景技術：
大多數合成纖維都存在著在使用過程中「起球」這一現象。由於腈綸的強力比天然纖維高，其製品表面上纖維球粒的形成速率大於脫落速率，因此在摩擦力無法消除纖維球粒的情況下，所形成的這些纖維球粒將會長期保留在織物表面，從而影響織物的外觀和穿著舒適性。關於抗起球纖維的開發國內外的專利文獻也比較多，如1948567的抗起球腈綸生產方法中涉及到採用兩種不同分子量和二單含量的聚丙烯腈聚合體共混，並配成聚合物含量為13.5%～14%的粗原液，經過脫泡、過濾後得到紡絲溶液進行紡絲。這種方法減少了聚合物中二單含量增加分子間的密度，降低分子鏈段的活動性，增加纖維剛性和對於剪切作用的脆性，使織物中的纖維末不易纏繞成結，獲得較好的抗起球效果。但這種抗起球腈綸的生產方法工序複雜，首先聚合工藝進行調節，需要生產不同粘均分子量的聚合體，並且改變二單含量。其次要控制混合的兩種聚合體的配比。還要解決兩種聚合體相容性及混合均勻性。由於不同分子量聚合體相容性不同，並且溶解後流動性不同導致溶液混合不均勻，最終易導致生產不穩定，影響纖維質量。又如1737246的降低腈綸纖維起球性能的方法中採用織物浸漬於整理劑中提高抗起球效果。但這種方法一方面增加了工序，增加了處理液的排汙。另一方面這種方法是對織物進行浸漬處理，因此對織物有一定的選擇性。並且織物的抗起球效果經過多次水洗後提高不是很明顯。還有美國專利描述的抗起球腈綸生產中控制凝固浴中硫氰酸鈉濃度為紡絲液中的50%—70%，而這種濃度範圍在紡絲成形中溶劑擴散過慢，纖維成形過慢導致無法正常紡絲。美國專利描述的採用第二次牽伸的方式進行抗起球纖維的生產，但由於目前紡速較快，設計這樣的再牽伸設備比較困難，並且操作不方便，費用較高。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種抗起球腈綸纖維的生產方法，通過調節纖維中孔洞的數量生產具有抗起球特性的腈綸。本發明的技術解決方案如下：一種利用丙烯腈和醋酸乙烯酯製備抗起球腈綸纖維的方法，其特點在於，該方法包括步驟如下：①將丙烯腈含量在85%～95%，醋酸乙烯酯含量在5%～10%，甲基丙烯磺酸鈉含量小於1%，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5萬～6.5萬的聚丙烯腈聚合體通過溶解機溶解在濃度為40%～60%的硫氰酸鈉水溶液中；②紡絲溶液通過脫泡和過濾後，由紡絲計量泵計量後通過噴絲孔擠出，噴孔可以為圓形也可為其它形狀；③經噴絲板擠入凝固浴後形成初生纖維，調節凝固浴出口導向輥速度以及噴絲板擠出速度，使紡絲溶液擠出速度與導向輥牽引速度之比小於等於5；④纖維進入二次凝固浴成形，再進行冷牽伸、水洗以及熱牽伸，總牽伸倍率小於等於12，纖維熱烘乾總收縮小於等於20%；⑤纖維進行熱烘乾緻密化處理，溼球溫度60℃～80℃，幹球溫度120℃～150℃；⑥纖維進行熱定型，熱定型溫度為102℃～120℃。所述的步驟②中紡絲溶液中聚丙烯腈聚合體含量為7wt%~11wt%，紡絲溶液溫度在30℃～50℃。更優的，紡絲溶液中聚丙烯腈聚合體含量為8wt%~10wt%.所述的步驟③中凝固浴中硫氰酸鈉濃度為10%～15%，有利於纖維中NaSCN的擴散，以及纖維孔洞的產生，凝固浴的溫度為-2℃~5℃。。所述的步驟③中紡絲溶液擠出速度與導向輥牽引速度之比小於等於4.5。與現有技術相比，本發明的有益效果是通過調節纖維中孔洞的數量生產具有抗起球特性的腈綸。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。一種利用丙烯腈和醋酸乙烯酯製備抗起球腈綸纖維的方法，包括步驟如下：①用40%～60%的NaSCN溶液，更確切的說是濃度在50%～60%的NaSCN溶液通過高速溶解機溶解丙烯腈含量在85%～95%，醋酸乙烯酯含量在5%～10%，甲基丙烯磺酸鈉含量小於1%，聚丙烯腈的粘均分子量在4.5萬～6.5萬的聚丙烯腈聚合體。為保證更好的溶解效果，硫氰酸鈉溶劑需加熱至75℃以上。醋酸乙烯酯的主要作用為降低高分子鏈規整度，減少分子剛性，增加纖維手感。甲基丙烯磺酸鈉的作用主要是增加染色位，使纖維更容易染色。②通過溶解後配製成聚合體含量在7wt%～12wt%的紡絲液，為提高纖維中孔洞體積，紡絲液中聚合體範圍最好為8wt%～11wt%，由於聚合體含量較高，導致纖維中結構比較緊密，因此纖維強度高，易起球。紡絲液通過脫泡、過濾及調溫調壓後送至紡絲計量泵進口，由計量泵經過計量後從噴絲孔擠出。由於聚合體濃度的不同，因此溶液的粘度及流動性均不同，因此需要對溶液溫度進行適當的調整，使紡絲溶液溫度控制在30℃～50℃。我們對不同濃度的溶液在不同溫度下進行流變性的測試。結果如下表所示：註：流變儀型號MCR301③經噴絲板擠入凝固浴，初生纖維在凝固浴槽中進行雙擴散成形。為保證成形效果及保持纖維孔洞，凝固浴濃度範圍設置在10%～15%之間，溫度範圍為-2℃～5℃。為減少纖維下垂及保證纖維中孔洞，調節凝固浴出口導向輥速度以及噴絲板擠出速度，使紡絲溶液擠出速度與導向輥牽引速度之比小於等於5，最好小於4.5倍。④纖維經過凝固浴成形後，進入二次凝固浴成形，再進入冷牽伸、水洗以及熱牽伸。為保證纖維孔洞，總牽伸倍數要求小於等於12。⑤纖維經過熱牽伸後進入鬆弛緻密化烘乾，其中溼球溫度設定60℃～80℃，幹球溫度設定120℃～150℃。⑥纖維進行熱定型，熱定型溫度為102℃～120℃。為保證纖維有柔軟的手感，減少後紡紗線毛羽的產生，對油劑的選擇有一定的要求。由於結強結伸是抗起球纖維的一定重要指標，為保證纖維中的孔洞數以及纖維的抗起球效果，要求纖維的總收縮小於20%。對得到的纖維進行特性指標的測試，並且纖維紡紗織成布後進行抗起球級數的測試。測試結果如下表：由表可知，經本發明方法製備的腈綸纖維具有高抗斷裂性、抗起球性。