聚苯硫醚纤维及其生产方法与流程

本发明涉及一种聚苯硫醚纤维，尤其是聚苯硫醚细旦纤维及其生产方法，具体涉及一种耐氧化聚苯硫醚纤维尤其是细旦纤维及其生产方法，属于聚苯硫醚纤维。背景技术：1、聚苯硫醚(pps)纤维广泛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，其中，更细的聚苯硫醚纤维可以提高过滤精度，因此聚苯硫醚细旦纤维可实现高精度过滤，但由于细旦纤维比表面积大，在高温下更容易被氧化，导致纤维强度下降变脆，使得除尘滤袋使用寿命变短。2、目前针对聚苯硫醚纤维的高温耐氧化性能的提高，现有技术中主要采用物理或化学法对pps纤维表面进行改性。3、引用文献1和引用文献2公开的抗氧化pps纤维的制备方法中，将pps纤维浸润在ptfe乳液中干燥后形成保护层，以此增强pps纤维的抗氧化性。然而，pps与ptfe相容性不好，ptfe不容易在pps上被覆盖成膜，通常需要经过复杂的操作使其覆盖成膜。4、引用文献3公开了一种高性能耐温纺织纤维及其制备方法，将抗氧化剂通过化学反应接枝到聚苯硫醚纤维上以提高耐高温性。然而，通过化学改性的方法虽然提高了高温下纤维的强度保持率，但仍旧会存在降低纤维的原始强度或强力的担忧，因此可操作性受到较大限制。5、可以看出，现有技术中虽然对于聚苯硫醚纤维的高温耐氧化性进行了一定的研究，但对于高温耐氧化性的提高来说并不能说是充分的，且在提高高温耐氧化性的同时降低聚苯硫醚纤维纤度、提高纤维的初始强度等方面，仍然存在进一步改进的余地。6、引用文献：7、引用文献1：cn113818246a8、引用文献2：cn115094631a9、引用文献3：cn114892310a技术实现思路1、发明要解决的问题2、如上文所指出的，通常聚苯硫醚纤维，尤其是细旦聚苯硫醚纤维具有良好的比表面特性，但因此在实际应用时也存在着纤度与抗氧化性的此消彼长的关系。另外，也应当考虑到现有的针对聚苯硫醚纤维抗氧化性能的改进大多使用表面改性的方式，一方面，这样的处理将部分的或全部的改变纤维的表面特性，从而可能造成后续纤维加工中出现加工性降低或使用性不良的问题，另一方面，表面处理也可能导致纤维本身的机械强度带来损失。3、因此，对于抗氧化性针对以上现有技术中存在的提高聚苯硫醚纤维的高温耐氧化性、降低纤维纤度、提高纤维的初始强度、保持良好后续加工性等方面无法同时满足的问题，本发明首先提供一种高初始强度且耐氧化的聚苯硫醚细旦纤维。通过将聚苯硫醚分子量特性和结晶特性控制在一定条件，并赋予纤维表面至少部分的覆盖含有聚醚砜的皮膜，从而解决了上述问题。4、此外，本发明还提供一种上述聚苯硫醚纤维尤其是聚苯硫醚细旦纤维的制备方法。5、用于解决问题的方案6、已经发现通过如下技术方案的实施能够解决上述的技术问题：7、[1].本发明首要的提供了一种聚苯硫醚纤维，其中，所述纤维经过聚苯硫醚树脂纺丝并拉伸而得到，其中：8、所述聚苯硫醚树脂的重均分子量为40000～70000，分子量分布指数为3.8以下；9、所述纤维表面至少部分覆盖含有聚醚砜的皮膜层，10、并且，所述聚苯硫醚纤维满足：11、将纤维在230℃的空气气氛下加热100小时，以cn/dtex计的拉伸强度保持率为80％以上。12、[2].根据[1]所述的纤维，其中，所述纤维的单根纤维的纤度为1.3dtex以下。13、[3].根据[1]或[2]所述的纤维，其中，所述纤维表面70％以上部分覆盖含有聚醚砜的皮膜。14、[4].根据[1]～[3]任一项所述的纤维，其中，所述纤维进一步满足以下一个或多个条件：15、i.聚苯硫醚结晶完整程度高，使用x射线衍射法采用cukα辐射实验条件分析时，所述纤维的无皮膜部分的x射线衍射图中，与(110)晶面对应的衍射峰(2θ＝19.0±0.1)其半峰宽在2.5°以下；16、ii.所述聚苯硫醚纤维的真实密度为1.345～1.378g/cm3。17、[5].根据[1]～[4]任一项所述的纤维，其中，所述纤维满足：将纤维在230℃的空气气氛下加热100小时，以cn/dtex计的拉伸强度保持率为85％以上。18、[6].进一步，本发明也提供了一种聚苯硫醚纤维，尤其是聚苯硫醚细旦纤维的制备方法，其中，所述方法包括：19、预延纤维制备的步骤，以及后加工的步骤，20、其中，21、所述预延纤维制备的步骤中，包括聚苯硫醚树脂原料喷丝的步骤和第一牵伸的步骤，所述聚苯硫醚树脂原料的重均分子量为40000～70000，分子量分布指数为3.8以下，其中：22、所述聚苯硫醚树脂原料喷丝的步骤中得到未延纤维；以及23、在所述第一牵伸的步骤之前或之中，还包括在未延纤维表面赋予聚醚砜的步骤；所述第一牵伸中，起始的未延纤维的纤度为6dtex以下，24、所述后加工的步骤中，包括后纺牵伸的步骤，25、[7].根据[6]所述的方法，其中，所述第一牵伸的步骤中，包括使用多个牵引辊对未延纤维在加热的条件下进行牵伸。26、[8].根据[6]或[7]所述的方法，其中，在第一牵伸的步骤之中，进行在未延纤维表面赋予聚醚砜的步骤，所述聚醚砜以有机溶液的形式使用。27、[9].根据[6]～[8]任一项所述的方法，其中，所述第一牵伸的步骤之中或之后还包括第一热定型的步骤。28、[10].根据[6]～[9]任一项所述的方法，其中，所述后纺牵伸的步骤在纤维集束的条件下进行，所述后纺牵伸的牵伸比为1.10～2.70。29、[11].根据[6]～[10]任一项所述的方法，其中，所述后纺热定型后还包括对纤维表面施加油剂的步骤。30、[12].根据[6]～[11]任一项所述的方法，其中，所述聚苯硫醚纤维表面70％以上部分的覆盖含有聚醚砜的皮膜；所述聚苯硫醚纤维的单根纤维的纤度为1.3dtex以下。31、发明的效果32、通过上述技术方案的实施，本发明能够获得如下的技术效果：33、1)本发明提供的聚苯硫醚纤维选用特定分子量以及低分布宽度的聚苯硫醚树脂，有利于纤维，尤其是细旦纤维在牵伸过程中快速取向结晶，提高纤维致密度，从而达到提高纤维强度和强度保持率的目的；34、2)本发明提供的聚苯硫醚纤维、尤其是聚苯硫醚细旦纤维的表面至少部分地覆盖含有聚醚砜的皮膜，其与纤维具有良好的结合性，并且能够提高纤维表面粗糙度，有利于提高后续其他功能性膜层、例如油膜的覆盖率，极大地提高纤维高温下的抗氧化性，同时本发明使用的聚醚砜皮膜对纤维本身的强度没有损伤；35、3)本发明提供的聚苯硫醚纤维尤其是细旦纤维的制备方法中，将原纤维后加工的工艺中的一级牵伸和二级牵伸结合到纺丝工艺中，减少设备，降低成本，工艺效率高故障率少，显示了本发明的工艺即使在处理低纤度的聚苯硫醚纤维也可以进行良好纺丝加工。