專利名稱：一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于細(xì)旦聚丙烯纖維及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯纖維是五大合成纖維之一，其原料豐富、價(jià)格較低、比重輕、疏水性及保暖性好、耐腐蝕、抗霉變等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)的細(xì)旦纖維由于其直徑很小，因而其彎曲剛度很小，纖維手感柔軟，可生產(chǎn)芯吸作用良好的織物。 聚丙烯分子鏈柔性好，結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子間纏結(jié)多，極易結(jié)晶，且具有多種晶型，其中最主要的是單斜晶亦稱α晶，此外還具有β晶等晶型。若初生纖維結(jié)晶完善、結(jié)晶度聞、α晶型占比大，將使聚丙烯卷繞絲后拉伸性能變壞，進(jìn)而影響應(yīng)用。目前，雖然應(yīng)用于細(xì)旦聚丙烯纖維的制備方法較多，但仍有可改進(jìn)的方面。東華大學(xué)王益亨[1]等人(王益亨.外場(chǎng)作用對(duì)PP/PS共混纖維相形態(tài)影響的研究，東華大學(xué)碩士論文，2005. 64.)對(duì)純PP與PS質(zhì)量比為8%的PP/PS共混纖維WAXD數(shù)據(jù)研究表明隨著卷繞速度的提高，初生纖維的晶型由α晶轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆Ш挺戮Ч泊娴拇尉ё詈笤俎D(zhuǎn)變?yōu)棣辆?；?duì)比在相同外場(chǎng)作用下收集得到的初生纖維，發(fā)現(xiàn)PS的加入可促進(jìn)聚丙烯纖維β晶的形成，2 Θ位置14. 8°和21. 2°的衍射峰比相同條件下的純聚丙烯更寬。這說(shuō)明共混纖維中PS分散相的存在有利于該轉(zhuǎn)變的發(fā)生。然而純PS與PP的表觀界面張力較大，與PP基體相容性不好，其與PP之間較弱的界面在受到外力作用時(shí)容易發(fā)生斷裂，對(duì)PP力學(xué)性能的改善效果有限。徐德增[2]等人(徐德增，韓笑，郭靜，程雪.β成核劑對(duì)PP流變性能及纖維力學(xué)性能的影響.大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，29(5) :367-370.)以β成核劑對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，研究不同成核劑添加量對(duì)聚丙烯流變性能及纖維力學(xué)性能的影響。研究表明隨著β成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，共混物流變性能改善，纖維的斷裂伸長(zhǎng)逐漸升高，聚丙烯的結(jié)晶體積變小，結(jié)晶數(shù)量增加，材料的韌性逐漸增加。然而成核劑一般為無(wú)機(jī)粒子，其與PP基體形成的界面處結(jié)合力一般較弱，對(duì)纖維可紡性及牽伸性能將有不利影響。因此，以共混改性紡制細(xì)旦、超細(xì)旦聚丙烯纖維，找到一種既能改善初生纖維晶型，又能改善兩相間應(yīng)力傳遞，減弱分子間內(nèi)摩擦力的方法就具有極強(qiáng)的吸引力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，該細(xì)旦聚丙烯纖維力學(xué)性能好，纖維強(qiáng)度高，可作為工程纖維材料應(yīng)用，該方法操作簡(jiǎn)單，成本低，可規(guī)模化生產(chǎn)。本發(fā)明的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，所述細(xì)旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子和
90-99%的聚丙烯粒子；所述的超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子中超支化聚合物與烯烴單體的重量比為5-20 :80-110。所述的烯烴單體為苯乙烯、馬來(lái)酸酐等的一種或幾種。所述的超支化聚合物為ΗΒΡ-1、ΗΒΡ-2、ΗΒΡ-3中的一種或幾種。所述的HBP-I、HBP-2和HBP-3的結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述細(xì)旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子和90-99%的聚丙烯粒子；其中超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子中超支化聚合物與烯烴單體的重量比為5-20 :80-110。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述的烯烴單體為苯乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述的超支化聚合物為HBP-I、HBP-2、HBP-3中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述HBP-1、HBP-2和HBP-3的結(jié)構(gòu)式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4中任一所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，包括(1)將超支化聚合物、烯烴單體和引發(fā)劑混合加入到含有分散劑的水溶液中，通氮?dú)?0^90分鐘，邊攪拌邊反應(yīng)，待粒子硬化后，經(jīng)洗滌、烘干，即得超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子；其中超支化聚合物、烯烴單體和引發(fā)劑的重量比為5-20:80-110:0. 5-1. 5，分散劑和超支化聚合物的重量比為1:2-2:1 ；(2)將上述超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子與聚丙烯粒子熔融共混，擠出冷卻并切粒，得到共混切片；將得到的共混切片熔融紡絲、卷繞，最后超倍牽伸即得到細(xì)旦聚丙烯纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述步驟(I)中的分散劑為聚乙烯醇，分散劑水溶液制備將去離子水和分散劑加入反應(yīng)容器中，攪拌升溫至95°C，體系達(dá)到均一、透明。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述步驟(I)中的引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述步驟(I)中邊攪拌邊反應(yīng)的具體操作為在75°C下進(jìn)行加熱攪拌，而后升溫至80°C反應(yīng)f 3h，再升溫至90°C反應(yīng)I飛h，最后升溫至95°C反應(yīng)直至粒子硬化。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于所述步驟(2)中超倍牽伸的工藝條件為熱板溫度80-110°C，熱輥溫度55-85°C，牽伸倍數(shù)為3-15倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法，其特征在于得到的細(xì)旦聚丙烯纖維斷裂強(qiáng)度為5U/dteX，斷裂伸長(zhǎng)20-35%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子超倍拉伸制備細(xì)旦聚丙烯纖維的方法。該細(xì)旦聚丙烯纖維按重量百分比包括1-10%的超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子和90-99%的聚丙烯粒子；制備方法包括(1)將超支化聚合物、烯烴單體和引發(fā)劑混合加入到含有分散劑的水溶液中，通氮?dú)?，邊攪拌邊反?yīng)，待粒子硬化后，經(jīng)洗滌、烘干，得超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子；(2)將上述超支化聚合物/聚烯烴復(fù)合粒子與聚丙烯粒子熔融共混，擠出冷卻并切粒，得到共混切片；將得到的共混切片熔融紡絲、卷繞，最后超倍牽伸即可。本發(fā)明的細(xì)旦聚丙烯纖維的后牽伸性能好，無(wú)毛絲斷頭，纖維強(qiáng)度高；本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)單，成本低，可規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)D01D5/12GK102926018SQ201210448880
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者俞昊, 陳彥模, 傅武興, 張瑜, 閻惠至 申請(qǐng)人:東華大學(xué)