聚苯硫醚熔喷纺丝工艺.docx

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1、聚苯硫醴熔喷纺丝工艺聚苯硫酸(PPS)作为一种环保材料，具有良好的耐刚性、抗燃烧和耐化学性。目前，PPS高温滤料主要以针刺毡为主。PPS针刺毡较为厚重，生产工艺流程长，加工成 本高，而且针刺毡纤维孔径较大，过滤效率低，无法满足当前环保形势下人们对烟道过滤 的要求1试验部分1.1 试验仪器和设备4种型号的聚苯硫酸(PPS)切片1SDT650型DSC-TGA,美国TA仪器公司产；AR1500ex型动态剪切流变仪，美国TA仪器公司 产；MFI-2322II型熔体流动速率仪，承德市金建检测仪器有限公司产；单螺杆熔喷挤出机, 上海圣泓自动化设备有限公司产；JSM-6360型扫描显微镜，日本电子公司产。1

2、.2 氮气气的保护作用测试前将JPS切片在80下烘燥2 h；采用氮气作为保护气体，压强为0.1 MPa；升温速 率为10 K/mino通过差示扫描热量法对4种不同熔融指数的PPS切片进行热性能测试。1.3 流动速率测试测定条件设定为温度343、负荷5 kg、时间10 min,将MFI-2322H型熔体流动速率仪的 测试区温度升高至设定值后持续5 min以确保温度稳定，之后喂入待测PPS切片。通过测 试，得到4种不同类型的PPS切片的熔融指数。1.4 流变性能测试在温度为340C时进行流变性能测试，研究4种PPS的表观黏度和剪切速率的关系，然后 对同一种PPS在不同温度下进行流变性能测试，研究不

3、同温度下PPS黏度和剪切速率的关 系。1.5 用泡沫法生产聚苯硫醛织物将4种不同型号的PPS切片分别上机试纺，观察不同工艺参数对纺丝过程及纤维形貌的影 响。2结果与讨论2. 1聚苯硫醒片的热性能分析首先对4种不同型号的PPS切片进行热性能分析，结果见图lo如图1所示，试样12. 2 pps熔融指数熔体流动性对于熔喷纺丝至关重要，流动性差的熔体不利于在挤出机内螺杆内输送。4种 PPS熔融指数依次为85、105、133、258 g/10 min。可见，试样42.3 热反应速率的关系流变性能是影响纺丝性能的主要参数之一，因此本文对PPS切片的流变性进行分析。图2 为340下4种PPS剪切黏度与剪切速

4、率的关系曲线图。如图2所示，相同剪切速率下，试样4不同温度下熔融指数258 g/10 min的PPS剪切黏度与剪切速率的关系曲线见图3。可见， 在310340c范围内，随着温度升高，PPS熔体的黏度呈下降趋势，且剪切速率较低时, 黏度对温度的敏感性更高。这是因为，随着温度的升高，PPS熔体内大分子间热运动加剧, 大分子间缠结点逐渐解缠，从而使熔体的黏度减小2.4 b组试验结果分析PPS熔体对温度很敏感，挤出机内各区域的温度设置也存在差异，本文将挤出机各区域的 温度设置在PPS熔点以上，并设置温度从原料进口到喷丝模头递增，换热器温度设置为略 高于喷丝头温度，以确保吹风不会降低模头温度A组和C组试

5、验因挤出机堵塞而失败。分析A组的失败原因为：温度设置偏低，PPS熔体 的流动性差，熔体停留在挤出机内的时间加长，PPS熔体的氧化交联产物阻隔了挤出机内 热量的传播，温度设置偏低带来的一系列复杂变化最终导致熔体堵塞挤出机。分析C组的 失败原因为：过高的温度设置导致部分PPS切片过早的氧化变性，氧化交联产物阻隔了切 片之间热量的传播，PPS切片熔融不均匀，最终导致挤出机堵塞。相比之下，B组试验中 PPS熔体的流动性最好，并成功纺制出PPS熔喷无纺布。图4为挤出机2 Hz、风机35 Hz、 挤出机主体温度340、喷丝头温度345、风温350时，B组试验PPS熔喷无纺布纤维 的SEM图。由图4可见，P

6、PS熔喷无纺布的纤维直径大部分在25 um,少数纤维的直径在2 Um以下 或5口川以上。这是因为，熔体由较大空间的料道进入直径仅为0. 3 mm的喷丝孔，较大的 弹性势能转变为动能，导致部分熔体破裂并经风力牵伸为直径较细的纤维；由于PPS熔体 的黏性较大，部分相邻喷丝孔喷出的PPS K丝相互缠绕并被风力牵伸为直径较大的纤维。 基于上述多方面因素，最终使得PPS熔喷无纺布的纤维直径分布不匀。3工艺温度的影响(1)由PPS切片性能分析可知，相比其他3种原料，切片4 (2)在熔喷纺丝工艺中，温度对PPS熔喷可纺性的影响较大；偏低的温度使PPS熔体流动 性差，偏高的温度使PPS切片过早地氧化变性，最终都造成挤出机堵塞，无法正常运行， 因此在熔喷纺丝中要严格把控工艺温度。(3)在挤出机2 Hz、风机35 Hz、挤出机主体温度340、喷丝头温度345、风温350 条件下，可以连续纺出均匀的聚苯硫酸无纺布，纤维直径为25 um。