专利名称：聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)/聚乙烯醇复合纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性的维纶纤维，该复合纤维与维纶纤维相比，具有模量高、纤度细、染色性好等优点，兼具腈纶纤维和维纶纤维的特点。
我国维纶生产量占世界首位，维纶是一种用途广泛的合成纤维，具有强度高，耐磨性好，吸湿性好等优点，但其模量低，染色性差，限制了该纤维的高档次应用。
目前，对维纶纤维进行改性，提高模量强度的方法主要有1、有机溶剂纺丝法采用聚乙烯醇(PVA)有机溶剂(如二甲基亚砜，乙二醇，1.2-乙二胺，二甲基甲酰胺，甘油)原液进行湿法或干-湿法纺丝，所得纤维必须用有机凝固液(如甲醇、丙酮、苯等)萃取溶剂后，再经高温高倍拉伸得成品纤维。Eur.Pat.1327 696，JK89124611报导。
2、凝胶纺丝法采用PVA有机溶剂原液，经迅速冷却(冷却剂为十氢萘，三氯乙烷，石蜡油等)至凝胶温度形成PVA初生纤维。特开昭59-100710，特开昭61-108711报导。
以上两种方法一般采用高聚合度(聚合度为2400)的PVA，而我国生产的绝大多数PVA其聚合度为1700。此外需使用大量有机溶剂，成本高，原液配制时需较高温度，易使PVA降解，溶解不均匀，后处理时未挥发的有机溶剂会导致纤维质量下降。
我国目前采用较广泛的改善维纶纤维模量的方法是交联纺丝，在原液中加入硼酸或醋酸，使其在纺丝时交联，再经中和、水洗，通过高温高倍拉伸获得纤维。丁伟峰《纤维通讯》3，939-42(1993)。这种方法使用的PVA原液呈酸性，对反应容器有一定腐蚀性，还需中和、水洗等附加设备，水洗时未除尽的酸在后处理高温拉伸时会导致纤维氧化变色，降低质量。
上述改性维纶纤维模量的方法，无法同时兼顾改善纤维的染色性及降低纤度。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)/聚乙烯醇即P(AN-AM-AA)/PVA复合纤维，其特点是通过P(AN-AM-AA)/PVA氢键复合形成的独特超分子结构，以提高PVA维纶纤维的模量，降低纤度。由于在纤维中引入了腈基，酰胺基和羧酸基，该复合纤维可使用的染料种类增多，染色性优良。制备该复合纤维完全可用现有维纶纺丝工艺及设备，P(AN-AM-AA)可通过聚丙烯腈(PAN)废纤维水解而得，原料来源广，价格低，使废料变废为宝。
本发明提供的P(AN-AM-AA)/PVA复合纤维原液配方组分(按重量计)P(AN-AM-AA)， AA含量30-60％2-5份PVA， DP为1700，醇解度为99％ 10-15份溶剂为水 80-85份P(AN-AM-AA)可用PAN废纤维在10％碱性溶液中于90-95℃水解或者用AN、AM、AA单体在引发剂存在下进行共聚制得。
复合维纶纤维的原液是按上述配方称量，将P(AN-AM-AA)，PVA溶于水中，充分搅拌成均匀溶液，过滤、脱泡，经计量泵、喷丝头喷出，于40℃硫酸钠凝固液中成型，在温度90℃时拉伸2-4倍。获得的复合纤维，其性能见表1所列数据。
表1复合纤维与维纶纤维比较性 能 复合纤维 维纶纤维拉伸强度 (g/d) 4-6 4-6模量*(g/d) 150-250 80-90伸度 (％) ＜15％ 20％纤度 (dr) 0.5-1 1.5-2.0(棉型)5-6(毛型)纤维断面形状 圆形 腰子形*采用YG001型纤维电子强力仪测定。
本发明具有如下优点1、复合纤维可以通过氢键复合提高PVA维纶纤维的模量和降低纤度，同时通过引入腈基、酰胺基和羧酸基，改善了维纶纤维的染色性。
2、本方法制备的复合纤维可以完全采用现有维纶纤维的纺丝工艺，不需使用有机溶剂，亦不增加附属设备，工艺简单、成本低。
3、本方法所用的P(AN-AM-AA)可用PAN废纤维水解或者用AN、AM、AA单体在引发剂存在下进行共聚制得，原料来源广、价格低。
实施例1、将P(AN-AM-AA)6克，PVA24克溶于170克水中，充分搅拌溶解均匀后得纺丝原液，经过滤、脱泡，再经计量泵，喷丝头(孔径0.08mm)喷出，于温度40℃的硫酸钠凝固液中成型，在温度90℃拉伸2-4倍，获得的复合纤维模量为231.69g/d，纤度0.6dt，伸度13％，强度4.51g/d。
取阳离子艳红、活性青莲、直接大红、直接湖蓝染料各2克，分别溶于50毫升水，并加入少量硫酸钠。将所得复合纤维和维纶纤维(初生纤维和成品纤维)各一束投入其中，静置2小时后，取出洗净、凉干，复合纤维用四种染料的染色性较维纶纤维染色性好。
取复合纤维及维纶纤维各一束，按常规切片方法切片，于显微镜下观察，复合纤维截面呈圆形，维纶纤维截面呈腰子形。
2、将P(AN-AM-AA)7克，PVA43克，溶于水中，按实施例1方法配制成纺丝原液，经过滤、脱泡和纺丝获得复合纤维，测试其性能接近实施例1。
3、将P(AN-AM-AA)15克，PVA36克，溶于水中，按实施例1方法配制成纺丝原液，经过滤、脱泡和纺丝获得复合纤维，测试其性能接近实施例1。
4、将PAN废纤维5克，加入10克氢氧化钾，水100毫升，在温度90-95℃水解75分钟，获得水解产物经酸化处理制成P(AN-AM-AA)4.2克，其中AA含量为45.8％。
权利要求
1.聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)/聚乙烯醇复合纤维，其特征在于该复合纤维的原液配方组分(按重量计)为聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)，其中丙烯酸含量30-60％2-5份聚乙烯醇，聚合度为1700，醇解度为99％ 10-15份溶剂为水 80-85份
2.按照权利要求1所述聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)/聚乙烯醇复合纤维的聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)可用聚丙烯腈废纤维在10％碱性溶液中于90℃水解或用丙烯腈、丙烯酰胺和丙烯酸单体在引发剂存在下进行共聚制得。
全文摘要
聚(丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸)/聚乙烯醇复合纤维，其特点是通过P(AN-AM-AA)/PVA氢键复合形成独特的超分子结构，以提高复合纤维的模量，降低纤度。由于在纤维中引入了腈基、酰胺基和羧酸基，可使用的染料种类增多，染色性能优良，兼具有腈纶纤维和维纶纤维的特点。复合纤维模量为150-250g/d，纤度为0.5-1dt，完全可用现有维纶纺丝工艺及设备，P(AN-AM-AA)可通过PAN废纤维水解制得，原料来源广，变废为宝，成本低。
文档编号D01F6/14GK1143125SQ95111469
公开日1997年2月19日 申请日期1995年8月17日 优先权日1995年8月17日
发明者王琪, 何凌云, 徐僖 申请人:四川联合大学