纤丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物制造技术

本发明专利技术涉及一种制备纤丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物的方法，所述方法包括以下步骤：将聚吡啶并双咪唑长丝切成约０．５至１０ｍｍ平均切段长度；并且将能量施加到聚吡啶并双咪唑长丝，以制备在施加能量前与施加能量后平均切段长度基本相同的纤丝化絮凝物；其中所述纤丝化絮凝物在水中单独分散时具有约４００至７５０ｍｌ的加拿大标准游离度（ＣＳＦ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及制备纤丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物的方 法和由此絮凝物制造的纸。
技术介绍
纤丝化纤维已用于造纸。芳族聚酰胺絮凝物的纤丝化通常 在盘磨机中进行。然而，在标准方法中，磨浆机不仅使絮凝物纤丝化， 而且切割絮凝物，从而缩短絮凝物长度，并形成;^皮称为纸浆的材料。在从高性能纤维制备聚对芳酰胺纸浆和其他纸浆时使用 相当高的能量(高达约8000 kJ/kg)。因此需要一种制备适用于纸的絮凝物的方法，所述絮凝物 形成可不用缩短纤维的平均长度，并且可以较低能量进行。专利技术概述在一些实施方案中，本专利技术涉及一种制备纤丝化聚吡啶并 双咪唑絮凝物的方法，所述方法包括提供具有约0.5至10mm平均切段长度的聚吡啶并双咪唑长丝；并且将能量施加到聚吡啶并双咪唑长丝，以制备纤丝化絮凝物，其中 所述纤丝化絮凝物在施加能量前与施加能量后具有基本相同的平均 切段长度；所述纤丝化絮凝物在水中单独分散时具有约400至750ml的加拿 大标准游离度(CSF)。在一些实施方案中，能量通过搅拌施加。在某些实施方案 中，聚吡啶并双咪唑长丝与流体接触形成分散体，并且能量施加到含 聚吡啶并双咪唑长丝的分散体。在一些实施方案中，通过泵送分散体 将能量施加到分散体上。在一些实施方案中，为制备纤丝化絮凝物施加到聚吡啶并 双咪唑长丝的能量为360-3600kJ/kg。 —种优选的流体为水。 一种聚吡咬并双咪唑为PIPD。在 一些实施方案中，聚吡啶并双咪唑长丝具有约1至1.5mm平均切段长 度。在一些方面，本专利技术涉及一种造纸的方法，所述方法包括 提供聚吡啶并双咪唑长丝，所述长丝具有约0.5至10mm平均切 段长度；并且将能量施加到聚吡啶并双咪唑长丝，以制备纤丝化絮凝物，所述 纤丝化絮凝物在施加能量前与施加能量后具有基本相同的平均切段 长度，所述纤丝化絮凝物在水中单独分散时具有约400至750ml的加 拿大标准游离度(CSF);使纤丝化絮凝物与水接触，以形成分散体；并且从分散体除去至少一部分水，以得到纸。在一些实施方案中，通过筛网或金属丝带从分散体除去一 部分水，以制造湿纸(wetwater),并将湿纸干燥。在某些实施方案中， 所述方法包括通过在方法中的某点压光或压缩使纸组合物致密的附 加步骤。 —些方法还包括粘合剂物质。在一些实施方案中，粘合剂 物质包括非粒状、纤维或薄膜状聚间芳酰胺沉析纤维，所述沉析纤维 具有0.2-lmm的平均最大尺寸，5:1至10:1的最大尺寸与最小尺寸之 比和不大于2微米的厚度。在一些实施方案中，粘合剂物质包括悬浮体、乳液、溶液、粉末、薄片或纤维形式的热塑性树脂或热固性树脂。 在一些实施方案中，所述方法包括在或高于粘合剂物质的 玻璃化转变温度热处理纸组合物的附加步骤。在某些实施方案中，在 热处理之后压光纸组合物或者热处理包括压光纸组合物。本专利技术还涉及一种纤丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物，所述絮 凝物具有0.5至10mm切段长度，并且在水中单独分散时具有约400 至约750ml的加拿大标准游离度。在一些实施方案中，纤丝化聚吡啶 并双咪唑絮凝物具有约1至1.5mm切段长度。在某些实施方案中，纤 丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物包含PIPD。附图简述在附图中说明一些实施方案，以增进对本文所提出概念的 理解。图l显示纤丝化前的PIPD絮凝物。图2显示纤丝化PIPD絮凝物，这种絮凝物具有与纤丝化 前相同的平均长度(约6.4mm)，并且有很多纤丝从芯纤维杆出来。 附图仅作为实例，并不是要限制本专利技术。专利技术详述在一些实施方案中，本专利技术涉及一种制备纤丝化聚吡啶并 双咪唑絮凝物的方法，所述方法包括提供具有约0.5至10mm平均切段长度的聚吡啶并双咪唑长丝；并且将能量施加到聚吡啶并双咪唑长丝，以制备纤丝化絮凝物，其中 所述纤丝化絮凝物在施加能量前与施加能量后具有基本相同的平均 切段长度；所述纤丝化絮凝物在水中单独分散时具有约400至750ml的加拿 大标准游离度(CSF)。已经发现，如果在水中搅拌PIPD短纤维或絮凝物，则短 纤维很容易纤丝化很高程度。还观察到，PIPD絮凝物比芳族聚酰胺絮 凝物更容易以给予纤维的意外很小剪切或能量纤丝化。以前，为了用 芳族聚酰胺絮凝物得到这种纤丝化量，需要例如在盘磨机中将絮凝物 磨浆。然而，在标准操作中，磨浆机不仅使絮凝物纤丝化，而且切割 絮凝物，从而缩短絮凝物的长度，并形成被称为纸浆的材料。实施本 专利技术得到平均长度与初始絮凝物基本相同的真正纤丝化絮凝物。为实 现纤丝化施加到絮凝物所需的能量为约360-3600kJ/kg。此能量低于制 备聚对芳酰胺纸浆和从其他高性能纤维制备纸浆所用的能量(高达 8000kJ/kg)。基本相同平均长度是指纤丝化絮凝物的长度和初始/粗絮 凝物的长度在95%置信度是相同的。本专利技术的絮凝物是指短段纤维，比切段纤维要短。絮凝物 的长度为约0.5至约15mm，直径为4至50微米，优选长度为1至 12mm，直径为8至40微米。小于约lmm的絮凝物不能显著增加其 中使用此絮凝物的材料的强度。大于约15mm的絮凝物或纤维通常不 能充分发挥作用，因为单独的纤维可能缠结，并且不能充分均匀地遍 布材料或浆料分布。絮凝物一般通过用常规纤维切割设备将连续初生 丝或丝束切割成特定长度的碎毛来制备。这种切割一般没有显著或任 何纤维纤丝化。按照本专利技术意图，"纸"为可在造纸机上生产的平纸片，如 长网造纸机(Fourdrenier)或斜网纸机。在优选的实施方案中，这些纸片 一般为包含无规取向短纤维网的薄纤维片，所述短纤维由水悬浮体铺 设，并通过其自身的化学作用、摩擦、缠结、粘合剂或其组合结合在 一起。纸的基重可以为约10至约700g/m2，厚度可以为约0.015至约 2mm。本专利技术的絮凝物具有纤丝。纤丝是指直径不足1微米至数 微米且长度为约10至100微米的小纤维。本专利技术的纤丝化絮凝物具有 一般从主要较大絮凝物纤维延伸的纤丝。纤丝作为钩或紧固部分捕 获相邻的材料。本专利技术利用聚吡啶并双咪唑纤维。这种纤维由高强度的刚 棒聚合物制成。这种纤维的聚吡啶并双咪唑聚合物具有至少20dl/g或 至少25dl/g或至少28dl/g的比浓对数粘度。此纤维包括PIPD纤维(也 被称为M5⑧纤维，由聚吡啶亚基-l,4(2，5-二 羟基)亚苯基]制成)。PIPD纤维基于以下结构P OH聚吡啶并双咪唑纤维与熟知的市售PBI纤维或聚苯并咪 唑纤维的区别在于聚苯并咪唑纤维为聚联苯并咪唑 (polybibenzimidazole)。聚联苯并咪唑纤维不是刚棒聚合物，并且与聚 吡啶并双咪唑比较，具有低纤维强度和低拉伸才莫量。已报告PIPD纤维能够具有约310GPa(2100克/旦尼尔)的 平均模量和最多约5.8GPa(39.6克/旦尼尔)的平均韧度。这些纤维已由 Brew等人,C蘭; as/to 5Wewce朋d rec/ wo/(9gy 1999， 59, 1109; Van der Jagt和Beukers,尸o/戸rl999, 40, 1035; Sikkema，尸o(y游1998， 39， 5981; Klop和Lammers，尸o(yww, 1998, 39， 5987; Hageman 等人，尸o/戸rl999， 40， 1313描述。制备刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备纤丝化聚吡啶并双咪唑絮凝物的方法，所述方法包括：　提供具有约０．５至１０ｍｍ平均切段长度的聚吡啶并双咪唑长丝；并且　将能量施加到聚吡啶并双咪唑长丝，以制备纤丝化絮凝物，其中所述纤丝化絮凝物在施加能量前与施加能量后具有基本相同的平均切段长度；　所述纤丝化絮凝物在水中单独分散时具有约４００至７５０ｍｌ的加拿大标准游离度（ＣＳＦ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MR列维特，A阿马，EA梅里曼，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]