专利名称：一种聚甲醛纤维的熔融纺丝方法
技术领域：
本发明涉及一种聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，更特别的涉及一种结晶取向度高 的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法。
背景技术：
聚甲醛是以甲醇为原料合成的结晶性高分子材料，不溶于水、丙酮，碱溶液、 极难溶于稀酸溶液。它具有良好的综合性能和着色性，其强度、刚性、耐冲击强度和抗 蠕变性等优良，耐疲劳性在所有热塑性塑料中最佳，具有高的蠕变性和应力松驰能力， 长期使用尺寸稳定。因此期待由POM制成高强高模纤维，满足更广阔的应用需求。聚甲醛结晶度高达70%以上，结晶速度快，过程难以控制，造成纺丝困难，到 目前为止对POM纺丝报道依然很少。JP-61088210公开了一种用微波加热加压法制成性 能稳定的超拉伸聚缩醛树脂被覆材料的方法。US-3608044A1阐述了一种高弹性POM(聚 甲醛)纤维的制取方法，通过特殊的结晶方式使得结晶度高的固体颗粒承受弹性变形(在 压力下结晶)。熔融纺丝后的样品，经过一种特殊的热-湿处理以提高纤维的弹性。 GB-1147594公开了一种用线性高分子量聚甲醛溶液纺丝制备POM单丝的方法，将聚甲 醛聚合物融解在160°C的极性溶剂中制成高温溶液，其中聚甲醛聚合物在溶液中质量百 分比为15% 25%，高温溶液在80 160°C下挤出得到POM纤维。原纤维在100 140°C下热拉伸，拉伸比可达到15 1，得到拉伸强度7克/旦尼尔、断裂伸长率为20% 的POM纤维。W0-2008001924叙述了一种聚甲醛纤维的制造方法，通过分子设计控制聚 甲醛的半结晶化时间以得到高强度的聚甲醛纤维。尽管以上关于聚甲醛纤维纺丝方法的 报道很早，但由于聚甲醛结晶度高、结晶速度快难以控制、以及在高温下分子链易纠结 和树脂的分解造成气泡等等原因，因此难以用通常纺丝工艺生产高强度的聚甲醛纤维， 很多报道也只能限于实验室试验，没有得到进一步的推广应用，聚甲醛纤维也一直都没 有实现工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强高模聚甲醛纤维的生产方法。本发明为了改善聚甲醛纤维的结晶情况以适合纺丝和后拉伸，得到高强高模的 聚甲醛纤维，特别公开一种聚甲醛的熔融纺丝工艺，采用缓冷-骤冷初生纤维预处理， 以及多极慢速多倍率牵伸工艺，可以适用于工业化生产，制备出的聚甲醛纤维断裂强度 达到6.8cN/dtex、断裂伸长率为10.6%。本发明的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，包括以下步骤树脂纯化、预结晶、加 热熔融、熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板、成型、卷绕和后牵伸其中加热熔融 分多区进行，加热温度为180 220°C。在本发明的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法中，所述的聚甲醛树脂的分子量为 20000 160000，熔融指数为5 12g/10min，熔点160°C，结构单元为
权利要求
1. 一种聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于包括以下步骤树脂纯化、预结 晶、加热熔融、熔体过滤器、计量泵、纺丝组件、喷丝板、成型、卷绕和后牵伸其中加 热熔融分多区进行，加热温度为180 220°C。
2.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于所述的聚甲醛树脂 的分子量为20000 160000，熔融指数为5 12g/10min，熔点160°C，结构单元为
3.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于在树脂纯化步骤 中，将聚甲醛树脂置于真空烘箱或连续热空气或N2干燥，于100°C在5分钟之内升温至 IlO0C,干燥时间2 48小时。
4.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于在预结晶步骤中预 结晶时间为1 5小时、预结晶温度为80 120°C。
5.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于聚甲醛纤维通过以 500 3500m/min的牵引速度通过熔融纺丝而制得，较好的是聚甲醛纤维通过以1000 3500m/min的牵引速度通过熔融纺丝而制得。
6.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于聚甲醛纤维熔融纺 丝后，再通过初生纤维缓冷_骤冷预处理，和慢速多级多倍率拉伸而制得。
7.根据权利要求6所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于在用聚甲醛树脂熔 融纺丝制造聚甲醛纤维时，对从熔融纺丝组件的喷丝头喷出的除生纤维进行加热缓冷， 加热源采用热溶液水浴或热蒸汽，加热温度为80 160°C，处理时间为0.05 ls，从缓 冷装置出来的纤维经过水浴强冷，在0.01 0.03s之内降到5°C以下，通过缓冷-骤冷处 理后的初生纤维在后续多倍率牵伸中，很少或不产生孔洞。
8.根据权利要求6或7所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于其中缓冷装置 在距离喷丝头表面0.1 20cm的范围内选取的点作为加热点，加热区的距离5 10cm， 加热源采用热溶液水浴或热蒸汽，其中热溶液采用乙二醇、甲酰胺、乙酰胺等的一种或 几种的水溶液。
9.根据权利要求6或7所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于在多倍率多级 慢速拉伸过程中，其中一级牵伸定型采用热溶液水浴加压拉伸，时间控制在0.2 2s内， 压力为50 200个大气压，预拉伸区域拉伸比控制在1.005 1.08，热拉伸区域拉伸比为 2.5 5.6，拉伸温度与热结晶定型温度相差20 60°C。
10.根据权利要求1所述的聚甲醛纤维的熔融纺丝方法，其特征在于拉伸温度与热结 晶定型温度相差20 45°C，拉伸与定型时间控制在0.2 2s。
全文摘要
本发明公开了一种具有高断裂强度的聚甲醛纤维的生产方法，采用熔融纺丝工艺。纺丝前将聚甲醛树脂置于真空烘箱，或者使用连续热空气或N2干燥，于100℃在5分钟之内升温至110℃，并保持1～8h。对初生纤维采用在热溶液或热蒸汽中缓冷-骤冷的处理方法，减少纤维多倍率牵伸过程中产生的孔洞。纤维后牵伸热定型中将牵伸温度与热结晶定型温度控制在相差20～45℃内，并采用多倍率多级慢速拉伸，其中一级牵伸定型采用热溶液水浴加压拉伸，时间控制在0.2～2s内。
文档编号D01D1/04GK102011201SQ20101058877
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者何勇, 冯军, 易长海, 曾宪森, 王桦, 蒲宗耀, 覃俊 申请人:四川省纺织科学研究院, 武汉纺织大学