本發明屬于聚酰胺纖維技術領域，涉及一種耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維及其制備方法。
背景技術：
由于聚酰胺纖維具有強度高、回彈性好、耐磨耐腐蝕等優異的性能，被廣泛應用于各種領域。美中不足的是傳統的脂肪族聚酰胺纖維(例如PA6、PA66等)耐熱性不佳，在150℃時歷經5小時即變黃，170℃開始軟化，到215℃開始熔化，且耐酸性較差。這就限制了尼龍纖維在高溫條件及特殊化學條件下的應用。半芳香族聚酰胺由于在聚酰胺分子鏈中引入了芳香環，從而提高了耐熱性和力學性能，降低了吸水率，具有良好的耐化學腐蝕性。用半芳香族聚酰胺紡制的纖維將具有高耐熱性，在高溫下蠕變小、收縮率低及很好的機械性能，高柔軟性、優異的耐磨性、優異的尺寸穩定性、良好的耐化學性、良好的與橡膠的粘合性，尤其適用于150℃以上的高溫環境及特殊化學環境，可開發其產品用于腐蝕性較強，工作溫度較高的廢液、廢氣及煙塵等的過濾。關于半芳香族聚酰胺纖維的開發很有限。聚對苯二甲酰己二胺樹脂(PA6T)的熔點高達370℃，高于其分解溫度，采用硫酸為溶劑紡絲成型(文獻“RecentPatentsonAromaticPolyamides”出自RecentPatentsonMaterialsScience2009，2，190-208)，而無法采用熔融紡絲法制備纖維。專利US3941755及US4022756則公開了一種共聚物6TA/6IA，可采用熔融紡絲法制備纖維。該共聚物是由對苯二甲酰己二胺鹽(6TA)和間苯二甲酰己二胺鹽(6IA)聚合得到，通過添加6IA組分制備其共聚物來破壞分子鏈規整度從而降低熔點。《MeltSpinningandLaser-HeatedDrawingofaNewSemiAromaticPolyamide，PA9-TFiber》，JPolymSciPartB：PolymPhys，42：433-444，公開了一種由對苯二甲酰1，9-壬二胺與對苯二甲酰2-甲基-1，8-辛二胺組成的共聚物PA9-T纖維。在現有技術中均未涉及如本發明所示的耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維。
技術實現要素：
針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維，該超細纖維的細度小于0.01dtex，具有優異的耐高溫性能、優良的熱穩定性和形態穩定性、良好 的耐化學腐蝕性，適用于各種高溫環境及特殊化學環境，尤其是過濾材料的上佳選擇。本發明的另一個目的是提供一種上述耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維的制備方法。本發明的技術方案如下：本發明提供了一種耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維，該纖維由包含以下質量分數的組分制成：半芳香族聚酰胺35-75wt％，聚烯烴24-55wt％，相容劑1-10wt％。所述的半芳香族聚酰胺為50-70wt％，為分子鏈中引入芳香環的聚酰胺，由如下結構式的均聚物或共聚物構成：其中：50≤聚合度X≤200，優選70≤X≤170；25≤聚合度Y≤100，優選35≤Y≤85；7≤n≤16，優選9≤n≤14；7≤m≤16，優選9≤m≤14。更優選地，用T代表對苯二甲酸，用I代表間苯二甲酸，n、m為胺所含碳數目。當n、m分別為7、12、16時，半芳香族聚酰胺均聚物則分別表示為PA7T、PA7I、PA12T、PA12I、PA16T或PA16I；半芳香族聚酰胺共聚物為PA7T/16I、PA12T/12I或PA16T/PA7I。例如，當n為7，m為12時，半芳香族聚酰胺均聚物則分別表示PA7T和PA12I，半芳香族聚酰胺共聚物表示為PA7T/12I。所述的半芳香族聚酰胺共聚物為PA7T/16I或PA10T/12I。所述的半芳香族聚酰胺均聚物為PA7T、PA16T、PA9I或PA14I。所述的聚烯烴為28-43wt％，選自聚丙烯或聚乙烯中的一種或一種以上。所述的相容劑為2-7wt％，選自烯烴接枝馬來酸酐，優選聚丙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接 枝馬來酸酐中的一種或一種以上。本發明還提供了一種上述耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維的制備方法，該方法包括以下步驟：將干燥的35-75wt％半芳香族聚酰胺、24-55wt％聚烯烴和1-10wt％相容劑共混1-10min后，經螺桿擠出機熔融、紡絲、冷卻至室溫，上油，得到初生纖維，牽伸，卷繞成型，得到共混纖維；然后采用烴類溶劑對共混纖維進行剝離，除去纖維中的聚烯烴，制得耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維。所述的干燥的半芳香族聚酰胺在真空轉鼓中干燥，干燥溫度為80-130℃，干燥時間為5-24h。所述的紡絲控制紡絲溫度為280-330℃，紡絲速度為800-4000m/min。所述的上油采用噴嘴上油。所述的牽伸過程中，初生纖維的牽伸倍數為2-5倍。所述的烴類溶劑為二甲苯或甲苯中的一種。所述的烴類溶劑對共混纖維進行剝離的溫度為65-95℃，時間為0.5-5h。所述的耐高溫半芳香族聚酰胺超細纖維，其單纖維的細度為0.001-0.01dtex，纖維直徑均勻，長度為10-20mm。本發明同現有技術相比，具有以下優點和有益效果：1、本發明的技術方案采用熔融紡絲法的技術路線，制備方法簡單，制得的半芳香族聚酰胺超細纖維化學穩定性好，能耐大部分的酸堿、且耐高溫，可作為用于腐蝕性較強，工作溫度較高的廢液、廢氣及煙塵等的過濾材料。2、本發明的纖維的細度小于0.01dtex，具有優異的耐高溫性能、優良的熱穩定性和形態穩定性、良好的耐化學腐蝕性，適用于各種高溫環境及特殊化學環境，尤其是過濾材料的上佳選擇。具體實施方式以下結合實施例對本發明作進一步的說明。實施例1(1)將75wt％PA7T切片于130℃在真空轉鼓中干燥5h后，備用；(2)將75wt％的PA7T、24wt％的聚丙烯和1wt％的聚丙烯接枝馬來酸酐共混1min后，經螺桿擠出機進行熔融；紡絲，紡絲溫度為330℃，紡絲速度為800m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸2倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于二甲苯溶劑中95℃下剝離0.5h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.001dtex，纖維直徑均勻，長度為10mm。實施例2(1)將65wt％PA16T切片于100℃在真空轉鼓中干燥16h后，備用；(2)將65wt％的PA16T、32wt％的聚丙烯和3wt％的聚丙烯接枝馬來酸酐共混3min后，經螺桿擠出機進行熔融，熔融的溫度；紡絲，紡絲溫度為280℃，紡絲速度為4000m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸5倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于二甲苯溶劑中65℃下剝離5h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.01dtex，纖維直徑均勻，長度為15mm。實施例3(1)將50wt％的PA9I切片于120℃在真空轉鼓中干燥10h后，備用；(2)將50wt％的PA9I、45wt％的聚乙烯和5wt％的聚乙烯接枝馬來酸酐共混5min后，經螺桿擠出機進行熔融；紡絲，紡絲溫度為310℃，紡絲速度為2000m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸3倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于二甲苯溶劑中80℃下剝離2.5h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.005dtex，纖維直徑均勻，長度為15mm。實施例4(1)將35wt％的PA14I切片于90℃在真空轉鼓中干燥18h后，備用；(2)將35wt％的PA14I、55wt％的聚乙烯和10wt％的聚乙烯接枝馬來酸酐共混7min后，經螺桿擠出機進行熔融，；紡絲，紡絲溫度為290℃，紡絲速度為1000m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸4倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于二甲苯溶劑中75℃下剝離3h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.01dtex，纖維直徑均勻，長度為20mm。實施例5(1)將40wt％的PA7T/16I切片于125℃在真空轉鼓中干燥10h后，備用；(2)將40wt％的PA7T/16I、54wt％的聚丙烯和6wt％的聚丙烯接枝馬來酸酐共混10min后，經螺桿擠出機進行熔融；紡絲，紡絲溫度為300℃，紡絲速度為900m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸3.5倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于二甲苯溶劑中80℃下剝離3.5h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.008dtex，纖維直徑均勻，長度為12mm。實施例6(1)將55wt％的PA10T/12I切片于125℃在真空轉鼓中干燥10h后，備用；(2)將55wt％的PA10T/12I、43wt％的聚丙烯和2wt％的聚丙烯接枝馬來酸酐共混10min 后，經螺桿擠出機進行熔融；紡絲，紡絲溫度為295℃，紡絲速度為1500m/min，再經環吹風冷卻至室溫，采用噴嘴上油，得到初生纖維；將初生纖維牽伸2.5倍，卷繞成型，得到共混纖維；(3)將步驟(2)中的共混纖維，溶于甲苯溶劑中75℃下剝離4h，溶劑除去纖維中的聚烯烴，制得超細纖維，其單纖維的細度為0.006dtex，纖維直徑均勻，長度為18mm。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。