国外聚丙烯腈浆粕纤维最新研发进展及主要专利技术揭示
2010/8/3
随着当前高分子材料和纤维材料高新技术的飞速发展,现有的新型纤维材料由传统的纺织用途不断拓展扩大到如信息、航空、汽车、环保、卫生、等非纺织领域,由此使其形成的多用途、多功能、差别化纤维朝着和芳纶、高强聚乙烯纤维等高性能纤维材料一样, 成为纤维产业的发展方向。 

  众所周知,石棉纤维是一种兼有、增强、触变、助加工等优异综合性能的无机纤维材料,常被广泛用于摩擦材料、密封材料、建筑材料等 多种领域,但石棉纤维制品无论在生产或使用中均会给人体健康造成严重危害,因而世界各国科研人员都在致力于寻求一种新型的非石棉纤维以替代现有的石棉纤维。

  因聚丙烯腈浆粕不仅具有高度原纤化的结构,较强的捕获细微粒子、抑制组分流失的能力,而且它含有大量极性基团-CN,长度分布适中、比表面积巨大,在基体中易分散混合,具有良好的抗溶剂性、无保存环境限制、更低潮湿敏感度、较高的使用温度、混合效率高、成本低等优良特性,因而它具有比芳纶浆粕更好的加工性能和相近的使用性能,是聚丙烯腈纤维中又一新型的差别化、功能性产品,可直接取代石棉纤维用于摩擦材料、密封材料、建筑材料等多种领域中。因此,聚丙烯腈浆粕已引起国外高分子化纤材料行业的高度重视与开发研究。

  国外相关产品研发背景及研究进展

  对位-芳酰胺para-aramid浆粕纤维:目前常被用来替代石棉纤维材料主要有美国杜邦DuPont公司和日本帝人Teijin公司Teijin Twaron率先研发 的para-aramid对位-芳酰胺浆粕纤维(其商品品分别为美国DuPont公司的Kevlar Pulp和日本Teijin公司的Twaronpulp)。
因对位-芳酰胺浆粕纤维材料比纤维素浆粕更具良好的韧性、热稳定性和环境适应性,现被广泛用于取代石棉纤维用作摩擦材料、密封材料、建筑材料等复合材料。

  日本Teijin公司Teijin Twaron-Para-Aramid.对位-芳酰胺浆粕纤维Twaron pulp for friction linings,具有高度原纤化结构,高模量、高剪切力、高拉伸强度、高韧性等高强力学性能以及良好的热稳定性和环境适应性,产品广泛用于多领域替代石棉的摩擦衬垫(套)等材料。

  聚丙烯腈浆粕状纤维是由美国Sterling Fibers公司领先开发的,该聚丙烯腈浆粕以及纤维素浆粕等浆粕状纤维是利用将腈纶长丝或废丝经切割设备处理后切成一定长度的短纤维,在水中分散进行机械研磨,纤维被撕裂而原纤化,使其表面形成微纤状的疏松羽毛形树状结构的原纤化聚丙烯腈浆粕。其中CFF Pulp106-3型和111-3型产品长度分布较长(最长8mm/典型6.5mm),加拿大游离度分别为600和250(CFS,ml)。

  美国Sterling公司开发的CFF原纤化聚丙烯腈浆粕纤维产品可完全取代传统石棉纤维用于空气过滤介质、水处理吸收介质、无石棉衬垫搅拌器、扬声器纸盒、密封器等摩擦、密封用的复合材料中。

  目前,国外制备聚丙烯腈浆粕的方法除美国Sterling公司开发的腈纶废丝研磨法外,还有喷射纺丝法和增塑熔融挤出研磨法等。如美国杜邦公司随后开发了喷射纺丝法,即是将聚丙烯腈纺丝原液通过一长狭缝形模口而被挤出,经喷管型的高速成气流装置所拉伸或在狭缝形模口周围开有高速气流喷孔,原液一经模口压出,立即受到周围高速气流的喷吹,从而形成聚丙烯腈浆粕。又如韩国科学技术研究所KOREA INST SCIENCE TECHNOLOGY提出了增塑熔融挤出研磨法制备聚丙烯腈浆粕,即将用水增塑的聚丙烯腈升温熔融状态,然后降温到熔点以下,使其成为过冷熔体;挤出后研磨叩解制得聚丙烯腈浆粕。

 
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