聚芳硫醚和降冰片烯共聚物的耐酸纖維的制作方法
【專利說明】聚芳硫醚和降冰片烯共聚物的耐酸纖維
【背景技術】
[0001] 1.摶術領域
[0002] 本發明涉及具有聚芳硫醚組分的纖維以及包含所述纖維的產品。
[0003] 2.相關領域的描沭
[0004] 采用過濾方法，通過使流體流通過截留夾帶物或懸浮物的過濾介質將一個相的化 合物與另一個相的流體流分離。流體流可以是包含固體顆粒的液體流或包含液體或固體氣 溶膠的氣體流。
[0005]例如，采用過濾器來收集從焚燒爐、燃煤鍋爐、金屬熔爐等排出的粉塵。此類過濾 器通常被稱為"袋式過濾器"。由于廢氣可具有較高的溫度，因此要求用于收集從這些爐子 和類似裝置中收集排出的熱粉塵的袋式過濾器是耐熱的。袋式過濾器還可以在化學腐蝕性 環境中使用。因此，集塵環境還可需要由表現出耐化學品性的材料制成的濾袋。普通過濾 介質的示例包括由芳族聚酰胺纖維、聚酰亞胺纖維、氟纖維以及玻璃纖維形成的織物。
[0006] 聚苯硫醚（PPS)聚合物表現出耐熱性和耐化學品性。因此，PPS聚合物可用于多 種應用中。例如，PPS可用于制造汽車、電氣設備與電子設備、工業/機械產品、消費品等的 模制組件。
[0007] PPS還被提議用作過濾介質、阻燃制品、以及高性能復合材料的纖維。雖然該聚合 物具有多種優點，但是由于PPS對極酸環境的耐受性有限，在使用由PPS制備的纖維時仍存 在許多困難。
[0008] 需要的是結合了 PPS的高溫特性的可在酸性環境中使用的纖維。
【發明內容】
[0009] 本發明涉及一種具有暴露的外表面的多組分纖維，所述多組分纖維包含：至少第 一組分，其為聚芳硫醚聚合物；以及至少第二組分，其為不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合 物，其中所述熱塑性聚合物形成所述多組分纖維的整個暴露的表面并且基本上由降冰片烯 與聚乙烯的共聚物組成。
[0010] 本發明還涉及一種用于通過向聚亞芳基纖維提供本文所述的實施例中的任一個 中的第二組分的涂層來增大聚亞芳基纖維的耐酸性的方法。
[0011] 具體地，用于提高纖維的耐酸性的方法包括以下步驟：
[0012] i?提供纖維，
[0013] ii.用不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合物涂覆纖維，以形成涂層纖維，其中所述 熱塑性聚合物形成涂層纖維的整個暴露的表面并且基本上由降冰片烯與乙烯的共聚物組 成，
[0014] 所述纖維包含：至少第一組分，其為聚芳硫醚聚合物。
【附圖說明】
[0015]圖1為可用于本發明的示例性纖維構型的橫截面圖。
[0016] 圖2示出了海島型纖維的剖面圖。
[0017] 圖3示出了具有多葉形結構的實施例。
【具體實施方式】
[0018] 本發明申請人特別地將所有引用的參考文獻的完整內容并入本公開內容中。此 外，當數量、濃度或其它數值或參數以范圍、優選范圍或優選上限數值和優選下限數值的列 表給出時，其應被理解為具體地公開由任何范圍上限或優選數值和任何范圍下限或優選數 值的任何一對所構成的所有范圍，而不管所述范圍是否被單獨地公開。凡在本文中給出某 一數值范圍之處，除非另行指出，該范圍均旨在包含其端點以及位于該范圍內的所有整數 和分數。不旨在將本發明的范圍限制為限定范圍時所列舉的具體值。
[0019] 僅出于示例性目的，將以包含兩種組分的雙組分纖維對本發明進行總體描述。然 而，應當理解本發明的范圍旨在包括具有兩種或更多種結構化組分的纖維。
[0020] 在一個實施例中，本發明涉及一種具有暴露的外表面的多組分纖維。所述纖維包 含：至少第一組分，其為聚芳硫醚聚合物；以及至少第二組分，其為不含聚芳硫醚聚合物的 熱塑性聚合物，其中所述熱塑性聚合物形成所述多組分纖維的整個暴露的表面。第二組分 基本上由降冰片烯與聚乙烯的共聚物組成，此處"基本上由...組成"是指向第二組分中添 加另外一種組分不減損該結構的性能。
[0021] 在一個實施例中，聚芳硫醚聚合物可包含其中至少85摩爾％的硫鍵直接連接到 兩個芳環上的聚合物。
[0022] 在另一個實施例中，聚芳硫醚聚合物為聚苯硫醚。
[0023] 按總的聚芳硫醚加上熱塑性聚合物的重量計，第二組分可以10至30%存在。在另 一個實施例中，第二組分可構成所述纖維的總重量的小于約30重量％或甚至20重量％。
[0024] 纖維可以是連續長絲或短纖維。其還可以是紡粘纖維或熔噴纖維。
[0025] 纖維可以是包含外皮組分和芯組分的雙組分纖維，其中所述外皮組分形成所述纖 維的整個暴露的外表面并包含所述不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合物，并且其中所述芯 組分包含聚芳硫醚聚合物。在另一個實施例中，雙組分纖維具有同心皮/芯型橫截面。在 另一個實施例中，雙組分纖維具有偏心皮/芯型橫截面。
[0026] 纖維可以是包含海組分和分布在所述海組分內的多個島組分的海島型纖維，其中 所述海組分形成所述纖維的整個暴露的外表面并包含所述不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性 聚合物，并且其中所述多個島組分包含聚芳硫醚聚合物。
[0027] 本發明還涉及一種包含上述實施例中任一項所述的纖維的網。網可包含織造或非 織造材料。網還可通過紡粘或恪噴工藝制成。
[0028] 現在轉向附圖，圖1為可用于本發明的示例性纖維構型的橫截面圖。圖1示出了 具有內部芯聚合物結構域12和圍繞的外皮聚合物結構域14的雙組分纖維10。外皮組分 14由不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合物形成。芯組分12由聚芳硫醚聚合物形成。在本 發明中，外皮14為連續的，例如完全圍繞著芯12并形成纖維10的整個外表面。如圖1所 示，芯12可以為同心的。作為另外一種選擇，芯可以為偏心的，如下更詳細地描述。另外， 應當認識到由于加工變化性，外皮的一小部分可能會被聚芳硫醚聚合物接觸到，然而據信 這僅會對可紡性造成輕微的影響。無論如何，外皮應基本上不含聚芳硫醚聚合物。
[0029] 還可采用本領域中已知的其他結構化纖維構型，只要不含聚芳硫醚聚合物的熱塑 性聚合物形成纖維的整個暴露的外表面即可。例如，另一種合適的多組分纖維構造包括"海 島型"排列。圖2示出了一種此類海島型纖維20的剖面圖。一般而言，海島型纖維包含圍 繞著多個"島"聚合物組分24的"海"聚合物組分22。如圖2所示，島組分可基本上均勻地 排列在海組分22的基質內。作為另外一種選擇，島組分可隨機分布在海基質內。
[0030] 海組分22形成纖維的整個暴露的外表面，并由不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚 合物形成。與皮-芯型雙組分纖維10的芯組分12 -樣，島組分24也由聚芳硫醚聚合物形 成。海島型纖維還可任選地包含芯26,其可以為如圖所示同心的或如下所述偏心的。當存 在時，芯26由任何合適的成纖聚合物形成。
[0031] 本發明的纖維也包括多葉形纖維，其具有三個或更多個由其中部向外延伸的臂或 葉。圖3為本發明的示例性多葉形纖維30的剖面圖。纖維30包含中部芯32以及由其向 外延伸的臂或葉34。臂或葉34由不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合物形成，中部芯32由 聚芳硫醚聚合物形成。雖然在圖3中以位于中部的芯示出，但是芯也可以為偏心的。
[0032] 可以采用這些或其他多組分纖維構造中的任何構造，只要纖維的整個暴露的外表 面由不含聚芳硫醚聚合物的熱塑性聚合物形成即可。
[0033] 由于一般用于生產合成纖維的設備通常生產具有基本上圓形的橫截面的纖維，因 此纖維的橫截面優選地為圓形的。在具有圓形橫截面的雙組分纖維中，第一組分和第二組 分的構型可以為同心的或離心的，后一種構型有時被稱為"改進并列型"或"偏心"多組分 纖維。
[0034] 有利的是，本發明的皮/芯型纖維為同心纖維，并因此通常為非自卷曲纖維或非 潛在卷曲纖維。同心構型的特征在于外皮組分具有基本上均勻的厚度，使得芯組分大致位 于纖維的中部，如圖1所示。這與偏心構型形成對比，在偏心構型中，外皮組分的厚度是變 化的，因此芯組分不位于纖維的中部。同心的皮/芯型纖維可定義為按皮/芯型雙組分纖 維的直徑計，其中芯組分的中心偏離外皮組分的中心不超過約〇至約20%，優選地不超過 約0至約10 %的纖維。
[0035] 本發明的海島型纖維和多葉形纖維還可以包含大體上位于纖維結構中心的同心 芯組分，諸如分別由圖2和圖3所示的芯26和芯32。作為另外一種選擇，可偏心地定位附 加的聚合物組分，使得圍繞的不含聚芳硫醚聚合物組分的熱塑性聚合物的厚度在整個纖維 橫截面上變化。
[0036] 任何附加的聚合物組分可具有大體上呈圓形的橫截面，諸如分別由圖1、2和3所 示的組分12、24和32。作為另外一種選擇，本發明纖維的任何附加的聚合物組分可具有非 圓形的橫截面。
[0037] 聚芳硫醚包括含有芳硫醚單元的直鏈、支鏈或交聯聚合物。聚芳硫醚聚合物及其 合成在本領域中是已知的，并且此類聚合物可商購獲得。
[0038] 可用于本發明的示例性聚芳硫醚包括含有由化學式-[(Ar^ n_X] "_ [ (Ar2)廠幻 (Ar3) k-Z]