聚苯硫醚纤维及其制备方法与流程

  本发明属于高分子聚合物制品的生产和加工领域，涉及一种聚苯硫醚纤维及其制备方法，更具体的，涉及一种具有两级卷曲特性的、基于细旦纤维的聚苯硫醚纤维及其制备方法。

  1、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，pps)作为六大特种工程塑料之一，综合性能优异，具有耐化学性能好、耐高温、阻燃、尺寸稳定性高、蠕变量低等优点，被广泛用作结构性高分子材料。

  2、通常，聚苯硫醚材料能够适用于制备各种高质量的纤维制品。聚苯硫醚纤维主要是通过熔融纺丝法制得。例如，将聚苯硫醚熔体经纺丝喷丝头流出的熔体细流冷凝后而形成初生纤维，进而通过后续的拉伸、热处理等方法得到各种所需的拉伸纤维。

  3、聚苯硫醚纤维由于其良好的机械性能、耐高温性能以及耐腐蚀和抗老化性能而大范围的应用于为燃煤电厂烟道和城市垃圾焚烧厂尾气的过滤及除尘。

  4、引用文献1公开了一种聚苯硫醚短纤维，其将单纤维纤度控制在0.70～0.95dtex，强度控制在4.5～5.5cn/dtex，纤维长度控制在20～100mm，熔体流动速率值控制在200～295g/10分钟，进而可提供不降低纤维生产性和毛毡生产性，还可提升粉尘捕集性能和提高机械强度的聚苯硫醚短纤维。

  5、引用文献2提供了一种具有保温性、耐热性、膨松性良好的聚苯硫醚短纤维。经过控制纤维的中空率、纤度以及卷曲特性和摩擦特性而实现了上述目的。

  6、此外，对于基于细旦纤维的无纺布生产的基本工艺，由于细旦纤维具有更细的纤维直径，因此，在利用其生产时，也存在不利的因素(例如机械性能、静电因素等导致加工不畅等)。目前，本领域中，尤其是针对利用细旦纤维进行无纺布的生产中的工艺的改进，也进行了某些特定的程度上的研究。

  7、引用文献3和引用文献4中，通过聚烯烃树脂的选择、带亲水性基团组分的使用等形成复合超细旦纤维，减少静电产生由此减少棉结，改善梳棉时的梳理通过性。

  8、引用文献5中，在纺丝时用低结晶度聚酯(b)包裹高结晶度聚合物(a)形成的超细旦纤维束，以便超细旦纤维可顺利梳棉，并在后续的水刺工序中去除包裹状态。

  9、然而，虽然本领域中对各种材料的细旦纤维已经进行了某些特定的程度的研究，但对于针对聚苯硫醚细旦纤维，尤其是适用于针刺无纺布工艺的基于细旦但纤维的聚苯硫醚纤维及其制备方法仍然具有进一步改善的余地。

  2、在高温除尘材料领域，考虑到设备工况复杂恶劣，因此，对树脂材料机械性能、耐温性、抵抗腐蚀能力要求高。与聚苯硫醚纤维相比，一般的聚烯烃纤维、普通聚酯纤维等并材料不足以满足使用要求。

  3、另外，对于细旦纤维而言，由于其具有极细的纤度，则在无纺布的制备中，尤其是在针刺无纺布制备中，由于极细纤维之间的相互作用强，而导致加工工艺不顺畅或者导致最终无纺布产品不均匀、表面性不良等现象。

  4、引用文献1中，通过单纤维纤度、强度和熔体特性的控制，能够兼顾纤维生产性和毛毡生产性，但并没有直接涉及无纺布制备中高速出网时出网顺利性和最终产品的均一性和良好的表面性。

  6、对于引用文献3～5，虽然涉及对聚烯烃、聚酯细旦纤维的改性，但这样的手段显然不适用于聚苯硫醚细旦纤维的加工或处理。

  7、基于此，本发明首要的提供了一种适用于无纺布，尤其是针刺无纺布制备的聚苯硫醚纤维，其是一种包括纤度为1.6dtex以下的聚苯硫醚单纤维的聚苯硫醚纤维束，通过将该纤维束进行卷曲处理以赋予其特定的一级卷曲结构和二级卷曲结构特性，从而使得该纤维束在制备无纺布中能够有很大成效避免棉结的形成以及提高梳棉工艺的通过性，能获得均一性以及表面性良好的无纺布产品，另外，也能够显著改善无纺布的生产效率。

  9、通过本发明发明人的长期研究，发现通过如下技术方案的实施能够解决上述技术问题：

  10、[1].本发明首先提供了一种聚苯硫醚纤维，其中，所述聚苯硫醚纤维为单纤维形成的纤维束，所述单纤维包括纤度为1.6dtex以下的聚苯硫醚单纤维，并且，

  11、所述纤维束内部具有所述单纤维形成的一级卷曲结构，以及，所述纤维束具有二级卷曲结构，

  13、所述一级卷曲结构的卷曲率为11.0％以上，并且，所述一级卷曲结构的卷曲率的标准偏差为5.0％以下；

  15、[2].根据[1]所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述聚苯硫醚单纤维的纤度为0.5～1.4dtex。

  16、[3].根据[1]或[2]所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述纤维束由所述聚苯硫醚单纤维集束而成。

  17、[4].根据[1]～[3]任一项所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述聚苯硫醚纤维在总纤度为1.0×105～2.0×105tex下进行卷曲加工以得到所述一级卷曲结构和二级卷曲结构。

  18、[5].根据[1]～[4]任一项所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述一级卷曲结构的卷曲率为11.0％～15.0％；所述一级卷曲结构的卷曲率的标准偏差为3.0％以下。

  19、[6].根据[1]～[5]任一项所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述二级卷曲结构的卷曲率为25.0％～32.0％。

  20、[7].根据[1]～[6]任一项所述的聚苯硫醚纤维，其中，所述聚苯硫醚单纤维表面至少部分的经由油剂处理。

  21、[8].进一步，本发明也提供了一种聚苯硫醚纤维的制备方法，特别是上述各项所述的聚苯硫醚纤维的制备方法，其中，所描述的方法包括：

  22、将包括纤度为1.6dtex以下的聚苯硫醚单纤维的聚苯硫醚纤维束经由卷曲机进行卷曲处理，其中，

  23、在所述卷曲机进行卷曲处理前，所述纤维束中的单纤维表面至少部分的经过油剂处理；

  24、所述卷曲机处理中依次使得所述单纤维形成一级卷曲结构、以及使得所述纤维束形成二级卷曲结构，

  25、所述一级卷曲结构的卷曲率为11.0％以上，并且，所述一级卷曲结构的卷曲率的标准偏差为5.0％以下；

  27、[9].根据[8]所述的方法，其中，将所述纤维束集合成片状纤维片之后进入所述卷曲机进行所述卷曲处理。

  28、[10].根据[9]所述的方法，其中，多个片状纤维片层叠之后进入所述卷曲机，任意两个相邻的纤维片的对齐偏差不超过15mm。

  29、[11].根据[8]～[10]任一项所述的方法，其中，所描述的方法还包括：在所述卷曲机处理后，得到的聚苯硫醚纤维还经过干燥处理。

  30、[12].此外，本发明也提供了一种无纺布，其中，所述无纺布包括或者使用了根据以上[1]～[7]任一项所述的聚苯硫醚纤维。

  31、[13].根据[12]所述的无纺布，其中，所述无纺布为针刺无纺布。

  32、[14].此外，本发明也提供了一种吸尘设备，其中，所述吸尘设备中，包括或者使用了根据[12]或[13]所述的无纺布。

  35、1)本发明通过聚苯硫醚细旦单纤维形成的纤维束进行卷曲处理，从而经过控制所述一级卷曲结构和二级卷曲结构的卷曲特性，使得最终得到的聚苯硫醚纤维能够更好的适用于无纺布的制备，尤其的，在无纺布生产的全部过程中，可避开形成棉结，改善梳棉工序中梳棉通过性，使得得到的无纺布更为均匀，并拥有非常良好的外观和机械性能。

  36、2)使用本发明的上述聚苯硫醚纤维进行无纺布加工时，能够显著改善无纺布的加工效率。

  37、3)本发明进一步通过聚苯硫醚纤维的制备方法的调整和优化使得能够更为容易的得到上述两级卷曲结构卷曲特性的聚苯硫醚纤维。