一种高吸水腈纶纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高吸水腈纶纤维及其制备方法，该高吸水腈纶纤维的外层由聚丙烯腈、聚乙烯醇以及交联剂混合并进行交联所得，其制备步骤如下：1)腈纶纺丝原液的准备；2)纺丝；3)交联与收集。本发明专利技术利用交联剂的交联作用，在腈纶纤维的表层形成以聚丙烯腈、聚乙烯醇为主要成份的吸水层，使所制得的腈纶纤维的吸水性能得到了大幅度的提高，每克本发明专利技术所制得的高吸水腈纶纤维的吸水量达到了11.3克以上。

High water absorbing acrylic fiber and preparation method thereof

The invention discloses a high water absorbent acrylic fiber and its preparation method, the outer layer of the high water absorbent acrylic fiber from polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, crosslinking agent and crosslinking proceeds, the preparation steps are as follows: 1) acrylic fiber spinning solution preparation; 2) spinning; 3) crosslinking and collection. The invention uses the crosslinking action, the formation of the water absorption layer of polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol as the main component of acrylic fiber in the surface of the water absorption properties of the prepared acrylic fiber has been greatly improved, water absorption of high water absorbent acrylic fibers prepared by the invention per grams to 11.3 grams or more.

【技术实现步骤摘要】
一种高吸水腈纶纤维及其制备方法
本专利技术属于纺织
，尤其是涉及一种高吸水腈纶纤维及其制备方法。
技术介绍
腈纶纤维外观蓬松，手感柔软，具有良好的耐光、耐气候、弹性和保暖性，有“人造羊毛”之称，在我国毛纺及人造毛皮所用原料中腈纶纤维占最主要地位。腈纶纤维的优良性能使其在服装、服饰、产业三大领域有广泛的应用。腈纶虽具有类似羊毛的保暖性与弹性，但由于其结构紧密且缺少亲水性基团，回潮率只有2％左右，容易产生静电，穿着闷热，舒适感较差，因此在衬衫、睡衣、内衣以及运动服装上的应用受到了很大的限制。改善腈纶的亲水性能，拓展其应用领域是目前的一个研究热点之一。
技术实现思路
为克服当前腈纶纤维亲水性较差的问题，本专利技术提供一种高吸水腈纶纤维及其制备方法。本专利技术是通过以下技术实现的：一种高吸水腈纶纤维，所述高吸水腈纶纤维的外层由聚丙烯腈、聚乙烯醇以及交联剂混合并进行交联所得。优选地，所述高吸水腈纶纤维的外层包括聚丙烯腈85～95重量份、聚乙烯醇5～15重量份、交联剂0.5～1.5重量份。优选地，所述交联剂为季戊四醇、丙三醇、聚丙三醇聚缩水甘油醚和山梨糖醇中的一种或几种。目前较为成功的改变腈纶吸湿性能的方法有两种：一种是将亲水性基团参与聚丙烯腈的共聚；二是使纤维表面粗糙化或异形化。这两种方法都能在一定程度上提高腈纶的吸湿性能，但对于腈纶纤维应用贴身衣物或运动服来说并无太大的帮助。专利技术人认为，提高服装的舒适性关键在于面料能否对人体所散发的水份进行快速的疏导，对于水份的快速疏导的关键在于纤维的表层，因此，纤维表层的吸水性能对面料的应用影响至关重要。在本专利技术中，专利技术人着重对于腈纶表层的吸水性进行改善与提高。采用聚乙烯醇作为高吸水组份分布于腈纶的表层并发挥着重要作用。在关联剂的作用下，聚丙烯腈与聚乙烯醇混合并关联固着。其中聚丙烯腈仍为主要成份，这对于腈纶纤维本身的机械性能不会产生较大的影响。从所制得的纤维吸水性能及机械性能综合考虑，专利技术人反复调整其中组份的比例，并确定了聚丙烯腈85～95重量份、聚乙烯醇5～15重量份、交联剂0.5～1.5重量份这一比较理想的组份占比。一种高吸水腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：1)腈纶纺丝原液的准备：将通过溶液聚合法所制得的聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺并经脱泡、过滤，得到腈纶纺丝原液(1)；2)纺丝：由计量泵输出的腈纶纺丝原液(1)经喷丝板(2)喷出后，进入纺丝甬道(3)，携带有20000～30000目聚乙烯醇粉末的热空气A由入风口A(4)、多孔板(5)吹入纺丝甬道(3)，由出风口(6)吹出；与此同时，热空气B由入风口B(7)吹入纺丝甬道(3)，由出风口(6)吹出；随着二甲基甲酰胺受热挥发，腈纶纺丝原液(1)固化成型，即得腈纶丝条(8)；3)交联与收集：腈纶丝条(8)经过交联剂涂覆装置(9)、热轧辊(10)，在导丝盘(11)的引导下进入交联装置(12)进行加热交联后，收集得到高吸水腈纶纤维(13)。优选地，所述腈纶纺丝原液(1)中聚丙烯腈的重量百分比浓度为30～33％。优选地，所述热空气A中聚乙烯醇粉末的浓度为500～2000mg/L，通气量为0.5～1.5m3/min；所述热空气A的入口温度为150～250℃。优选地，所述热空气B的入口温度为390～400℃，通气量为1.5～1.7m3/min。优选地，所述纺丝甬道(3)为圆柱形，长度为5～10m，直径为200～400mm；所述入风口A(4)顶端低于喷丝板(2)出丝口水平位置20～40cm，所述入风口B(7)底端高于纺丝甬道(3)最低端10～20cm。优选地，所述热轧辊(10)的压力0.5～1MPa，温度为100～120℃。优选地，所述交联装置(12)的加热温度为180～200℃，腈纶丝条(8)在交联装置(12)中的停留时间为5～10秒。在本专利技术中，高吸水腈纶纤维采用普通干法纺丝设备进行纺丝，只需要对纺丝甬道进行局部的、简单的改造就可以达到纺制高吸水腈纶纤维的目的，这有利于推广应用。传统的干法纺丝只有一个入风口，高温气体引入的作用是为使纺丝液中的溶剂挥发达到纺丝液固化成型的目的。与此不同，在本专利技术中，专利技术在纺丝甬道中设置了两个入风口，将两道热空气吹入纺丝甬道，两道热空气的功能并不相同。本专利技术所使用的气体为热空气，氮气或惰性气体也同样适用。第一道热空气靠近喷丝板，并携带有聚乙烯醇粉末，在该热空气通过纺丝甬道时，聚乙烯醇粉末粘附至腈纶纺丝原液的表面并与腈纶纺丝原液表层的聚丙烯腈进行快速混合。第二道热空气主要起到使溶剂(即二甲基甲酰胺)挥发，腈纶纺丝原液固化成型的目的，这一道热空气的作用与传统的干法纺丝无异。腈纶丝条由纺丝甬道而出，与交联装置中的交联剂相接触，交联剂粘附至腈纶丝条的表面，在热轧辊的作用下进入腈纶丝条的内部。交联剂用量与热轧辊的温度选择会影响到最终所得的高吸水腈纶纤维的吸水性能。若交联剂用量过多，会使聚丙烯腈与聚乙烯醇过分交联，使亲水基大量减少，从而降低吸水效果。热轧辊的温度过高将会使交联剂提前在纤维表面交联，会影响交联剂进入腈纶丝条的内部。本专利技术中，热轧辊功能在于使腈纶丝条干燥即可。聚丙烯腈与聚乙烯醇的交联在交联装置中完成。本专利技术的有益效果在于：1)通过交联剂的作用下，在腈纶纤维的表层形成以聚丙烯腈、聚乙烯醇为主要成份的吸水层，使所制得的腈纶纤维的吸水性能得到了大幅度的提高；2)采用普通干法纺丝设备进行纺丝，只需要对纺丝甬道进行局部的、简单的改造就可以达到纺制高吸水腈纶纤维的目的，利用市场推广；3)制得的高吸水腈纶纤维具有良好的耐用性能，使用成本有所降低。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。图中，1-腈纶纺丝原液，2-喷丝板，3-纺丝甬道，4-入风口A，5-多孔板，6-出风口，7-入风口B，8-腈纶丝条，9-交联剂涂覆装置，10-热轧辊，11-导丝盘，12-交联装置，13-高吸水腈纶纤维。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。实施例1本实施例一种高吸水腈纶纤维的外层由聚丙烯腈、聚乙烯醇以及交联剂混合并进行交联所得，其中，聚丙烯腈为85wt％、聚乙烯醇为15wt％，交联剂为0.5wt％。在本实施例中，以季戊四醇为交联剂。结合图1，本实施例一种高吸水腈纶纤维的制备步骤如下：1)腈纶纺丝原液的准备：将通过溶液聚合法所制得的聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺并经脱泡、过滤，得到腈纶纺丝原液1；腈纶纺丝原液1中聚丙烯腈的重量比浓度为30％；2)纺丝：由计量泵输出的腈纶纺丝原液1经喷丝板2喷出后，进入长度为5m、直径为200mm圆柱形的纺丝甬道3，携带有20000目聚乙烯醇粉末的热空气A由入风口A4、多孔板5吹入纺丝甬道3，由出风口6吹出；热空气A中聚乙烯醇粉末的浓度为500mg/L，通气量为0.5m3/min；热空气A的入口温度为150℃；与此同时，热空气B由入风口B7吹入纺丝甬道3，由出风口6吹出；热空气B的入口温度为390℃，通气量为1.5m3/min；随着二甲基甲酰胺受热挥发，腈纶纺丝原液1固化成型，即得腈纶丝条8；3)交联与收集：腈纶丝条8经过交联剂涂覆装置9、热轧辊10，在导丝盘11的引导下进入交联装置12进行加热交联后，收集得到高吸水腈纶纤维13。其中，热轧辊10的压力0.5MPa，温度为120℃；交联装置12的加热温度为18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高吸水腈纶纤维，其特征在于，所述高吸水腈纶纤维的外层由聚丙烯腈、聚乙烯醇以及交联剂混合并进行交联所得。

【技术特征摘要】
1.一种高吸水腈纶纤维，其特征在于，所述高吸水腈纶纤维的外层由聚丙烯腈、聚乙烯醇以及交联剂混合并进行交联所得。2.根据权利要求1所述的一种高吸水腈纶纤维，其特征在于，所述高吸水腈纶纤维的外层包括聚丙烯腈85～95重量份、聚乙烯醇5～15重量份、交联剂0.5～1.5重量份。3.根据权利要求2所述的一种高吸水腈纶纤维，其特征在于，所述交联剂为季戊四醇、丙三醇、聚丙三醇聚缩水甘油醚和山梨糖醇中的一种或几种。4.一种如权利要求1-3所述高吸水腈纶纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)腈纶纺丝原液的准备：将通过溶液聚合法所制得的聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺并经脱泡、过滤，得到腈纶纺丝原液(1)；2)纺丝：由计量泵输出的腈纶纺丝原液(1)经喷丝板(2)喷出后，进入纺丝甬道(3)，携带有20000～30000目聚乙烯醇粉末的热空气A由入风口A(4)、多孔板(5)吹入纺丝甬道(3)，由出风口(6)吹出；与此同时，热空气B由入风口B(7)吹入纺丝甬道(3)，由出风口(6)吹出；随着二甲基甲酰胺受热挥发，腈纶纺丝原液(1)固化成型，即得腈纶丝条(8)；3)交联与收集：腈纶丝条(8)经过交联剂涂覆装置(9)、热轧辊(10)，在导丝盘(11)的引导下进入交联装置(12)进行加热交联后，收...

【专利技术属性】
技术研发人员：许云峰，
申请(专利权)人：浙江峰赫纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33