專利名稱：濕法含氟纖維的紡絲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于人造纖維的制作，具體涉及一種濕法制作含氟纖維的方法。
含氟纖維的濕法成形一般是將含氟聚合物溶于極性溶劑中，配成紡絲原液，然后從噴絲板噴出成絲。蘇聯(lián)專利(SU 489821)報道了采用氟乙烯-六氟丙烯共聚物為原料，將其溶于二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亞砜(DMSO)中，配成15-18%的紡絲原液，所采用的凝固浴是水，凝固浴溫度為40±2℃，另加甘油增塑浴溫度為110℃，噴絲板孔徑是0.05mm×100孔，紡絲過程的牽伸倍數(shù)是8。依上述條件制成的纖維還需在220℃下熱處理5小時，最后可達到的強度為3.2g/d，伸長為13%。法國專利(Frp 1，390，552)公開一種采用聚偏二氟乙烯(PVDF)為原料生產(chǎn)含氟纖維的方法，該方法的噴數(shù)板為0.07mm×64孔，凝固浴組成為水DMF＝43∶57，凝固浴溫度是25℃，拉伸浴溫度為90-100℃，拉伸倍數(shù)為5.3倍。成絲后需在150℃，追加1.26倍的牽伸條件下以1.75m/min的速度進行熱處理。所得纖維強度為6g/d，伸長為19%。上述兩種方法的共同缺點是纖維需經(jīng)兩步處理，即成形及熱處理，才能達到強度高、伸長低的目的。但兩步法的第一次成形及第二次的熱處理顯然難以密切匹配，因而生產(chǎn)中的連續(xù)性差。如果分別使用兩步連續(xù)生產(chǎn)裝置，則占地面積將會很大。此外，上述兩種方法中均使用100孔以下的噴絲板，難以適應(yīng)工業(yè)化紡絲的需要。
本實用新型的目的在于提供一種工藝簡單的一步法紡絲方法，該方法連續(xù)性強，溶劑回收率高，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明濕法含氟纖維的紡絲方法，包括如下步驟a.將聚氟化合物溶于極性溶劑中配成濃度為15-30%(WT)的紡絲溶液，b.上述溶液脫泡后經(jīng)噴絲頭噴絲，然后c.入25-45℃的凝固浴，其特征是d.從凝固浴出來的初生態(tài)纖維進入浴溫為60-70℃，浴液組成為極性溶劑∶水＝0-20∶100-80，總拉伸倍數(shù)為1.2-1.4倍的予熱浴，然后e.進入浴溫為95-100℃，浴液組成為水，總拉伸倍數(shù)為4-4.2倍的沸水浴，充分洗滌后f.經(jīng)一個表面為130-140℃的熱輥，總拉伸倍數(shù)為6-7倍，最后g.纖維在130-150℃的蒸汽下通過，總拉伸倍數(shù)達到8-9倍，經(jīng)抗靜電劑處理后收絲。
含氟纖維在機械拉伸中，隨著溫度的升高與拉伸倍數(shù)的增加其強度發(fā)展規(guī)律有違反一般化纖的反?，F(xiàn)象。這是因為它的取向晶型至少有兩種以上的型體之故。因此，本發(fā)明提出了上述的逐步升溫、多極拉伸的工藝方法，使含氟纖維達到高強、低伸長、優(yōu)質(zhì)化。
本發(fā)明所述的含氟聚合物是指可溶于極性溶劑的聚合物，如氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚偏二氟乙烯等。極性溶劑可以是二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等。
本發(fā)明所述的噴纖頭的規(guī)格為0.06mm-0.09mm×1000-6000孔，這樣規(guī)格的噴絲頭可以適用于中小規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
經(jīng)噴絲頭噴出的絲首先進入第一階段的低溫凝固溶，該凝固溶的組成為DMSO∶水＝0-30∶100-70，凝固浴溫度為25-45℃。纖維在凝固過程中將發(fā)生雙擴散，溫度愈高，擴散越快，極性溶劑越少，擴散越快，為了使纖維成型緩和，使用低溫和在凝固浴中加入一定量的極性溶劑使擴散變得緩和，有利于纖維的拉伸發(fā)展。
上述初生態(tài)纖維經(jīng)第一次凝固浴后進入溫度進一步提高的予熱浴，予熱浴溫度為60-70℃，并施以1.2-1.4倍的牽伸力，浴液可以是水或水和極性溶劑的混合物。
經(jīng)予熱浴之后的成絲再進入溫度更高的沸水浴，沸水浴溫度為95-100℃，浴液組成為水，并施加總倍數(shù)為4-4.2倍的牽伸力，沸水浴后纖維需要經(jīng)過充分洗滌，洗滌可以是浸洗和淋洗。
經(jīng)充分洗滌后的纖維，再經(jīng)過一個表面溫度為130-140℃的熱輥，熱輥可以是電加熱的亦可以是用蒸氣加熱的金屬輥，并輔以總倍數(shù)為6-6.5的牽伸力。最后通過蒸氣拉伸，拉伸溫度為130-150℃，拉伸總倍數(shù)為8-9倍。
上述4級升溫，4級拉伸得到的纖維，總的拉伸倍數(shù)高達8-9倍，最后經(jīng)過通用的抗靜電劑處理后收絲。
本發(fā)明的濕法含氟纖維紡絲方法，采用逐級升溫，多級拉伸，形成連續(xù)地生產(chǎn)過程，即逐級拉伸與多段熱處理在一條作業(yè)線上同時完成，在纖維拉伸過程中不需另設(shè)甘油增塑浴。作業(yè)線占地面積小，噴絲頭容量大，便于中小企業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝合理，易于操作，成品率高，溶劑回收率為99%，不存在污染問題。所得含氟纖維的重要指標為纖度1-6d;強度3-6g/d;伸長14-19%。
實施例1把熔融指數(shù)為190，在25℃時粘度為300泊的聚偏二氟乙烯(PVDF)，溶于二甲基亞砜之中(DMSO)，配成濃度為28%(wt)的紡絲溶液，溶液經(jīng)脫泡后，經(jīng)過直徑為0.08mm×3000孔的鈮合金噴頭，紡入35℃凝固浴中，浴液組成為DMSO∶水＝30∶70。上述初生態(tài)纖維再進入由DMSO∶水＝20∶80組成的預(yù)熱浴，預(yù)熱浴溫度為65℃，總拉伸倍數(shù)為1.2。然后進入由水組成的沸水浴，沸水浴的溫度為99℃，總拉伸倍數(shù)為4，當纖維經(jīng)過充分的浸洗和淋洗洗滌之后，纖維經(jīng)過一個表面溫度為140℃的熱輥，總拉伸位數(shù)為6-7倍，最后纖維在蒸氣下進一步拉伸，拉伸時的總拉伸倍數(shù)高達8-9倍，溫度為150℃。纖維在抗靜電劑TM(三羥乙基甲基季胺甲基硫酸鹽)為主的復(fù)合油劑處理后收絲，經(jīng)測試其強度為3.6g/d，伸長為16%，纖度為1.98d。
實施例2把氟乙烯-六氟丙烯共聚體(E/HFP)，特性粘度為1.5-1.6，其中HFP含量為5-6%(wt)的含氟樹脂溶于DMSO中，配成濃度為25%的纖絲原液，其操作步驟同實施例1。所得纖維的強度為3.90g/d，伸長為15.5%，纖度為1.86d。
實施例中的各項測試數(shù)據(jù)均采用國標進行。
權(quán)利要求
1.一種濕法含氟纖維的紡絲方法，包括以下步驟a.將聚氟化合物溶于極性溶劑中配成濃度為15-30%(wt)的紡絲溶液，b.上述溶液脫泡后經(jīng)噴絲頭噴絲，然后c.入25-45℃的凝固浴，其特征是d.從凝固浴出來的初生態(tài)纖維再進入浴溫為60-70℃，浴液組成為水或水∶極性溶劑=80-90∶20-10，拉伸倍數(shù)為1.2-1.4倍的預(yù)熱浴，然后e.進入浴溫為95-100℃，浴液組成為水，總拉伸倍數(shù)為4-4.2倍的沸水浴，經(jīng)充分洗滌后f.經(jīng)一個表面溫度為130-140℃的熱輥，并施加總拉伸倍數(shù)為6-6.5倍的拉伸力，之后g.纖維在130-150℃的蒸汽下通過，使總拉伸倍數(shù)達到8-9倍，經(jīng)抗靜電劑處理后收絲。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的噴絲頭為0.06-0.09mm×1000-6000孔。
全文摘要
一種濕法含氟纖維的紡絲方法，是將聚氟化合物溶于極性溶劑中配成紡絲溶液，經(jīng)噴絲頭噴絲后入25—45℃的凝固浴，從凝固浴出來的初生態(tài)纖維再進入浴溫為60—70℃，拉伸倍數(shù)為1.2—1.4倍的預(yù)熱浴，隨后進入浴溫為95—100℃，總拉伸倍數(shù)為4—4.2倍的沸水浴，經(jīng)充分洗滌后經(jīng)一個表面溫度為130—140℃的熱輥，并施加總拉伸倍數(shù)為6—6.5倍的拉伸力，最后纖維在130—150℃的蒸汽下通過，使總拉伸倍數(shù)達到8—9倍。本發(fā)明逐級升溫、多級拉伸的連續(xù)化紡絲方法工藝合理，成品率高，沒有三廢污染，纖維質(zhì)量高且穩(wěn)定。
文檔編號D01D1/02GK1082123SQ9210872
公開日1994年2月16日 申請日期1992年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月11日
發(fā)明者李英儒, 張清香 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所