剪切纺丝亚微米纤维的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明总体设及剪切纺丝（shearspun)亚微米纤维，并且更具体地设及剪切纺丝 亚微米聚合物纤维。
【背景技术】
[0002] 聚酸酷亚胺(PEI)纤维用于许多应用和复合结构，其需要不同树脂的各种独特的 性能W在必要的环境中执行。许多运些应用需要树脂在合理的生产率下具有比利用纤维生 产的常规方法目前可实现的小得多的纤维尺寸。运一直是适用于运些应用的许多运些树脂 的引入和测试的障碍。一段时间W来，利用烙纺工艺，PEI已被转化为纤维。运样的工艺能够 生产10-20微米范围内的纤维。利用PEI也已尝试烙体喷射，并且目前正在进行的工作是使 运种工艺适合于使用阳I。如果可W克服技术障碍，则运可W生产3至10微米范围内的PEI纤 维。
[0003]聚苯酸(PPE)树脂和/或聚对苯二甲酸下二醇醋(PBT)树脂纤维用于许多应用和复 合结构，其需要不同树脂的各种独特的性能W在必要的环境中执行。许多运些应用需要树 脂在合理的生产率下具有比利用纤维生产的常规方法目前可实现的小得多的纤维尺寸。运 一直是适用于运些应用的许多运些树脂的引入和测试的障碍。利用烙纺工艺，P阳和PBT树 脂已被转化为直径下至15至20微米，但尚未用于烙体喷射工艺。
[0004]聚碳酸醋(PC)和PC共聚物纤维用于许多应用和复合结构，其需要不同树脂的各种 独特的性能W在必要的环境中执行。许多运些应用需要树脂在合理的生产率下具有比利用 纤维生产的常规方法目前可实现的小得多的纤维尺寸。运一直是适用于运些应用的许多运 些树脂的引入和测试的障碍。一段时间W来，利用烙纺工艺，PC和PC共聚物已被转化为纤 维。运能够产生10-20微米范围内的纤维。烙体喷射还已用于一些PC来产生1至10微米范围 内的纤维。
[000引所有运些树脂的电纺丝(electro-spinning)是可能的，但树脂的成本和此工艺的 缓慢的生产率已使得此方法是不可接受的。此工艺的典型的生产速率是200至300克/小时， W及60米/分钟的线速率。
[0006]由于上述原因，在应用如电气用纸、电池隔膜、结构复合材料和过滤纸中，需要产 生自剪切纺丝工艺的纳米纤维形式的PEI树脂、聚苯酸(PPE)，如NORYL(TM)树脂或PPO(TM) 树脂、聚对苯二甲酸下二醇醋(PBT)VALOX(TM)树脂、和聚碳酸醋(PC)、W及PC共聚物LEXAN (TM)树脂。
【发明内容】
[0007]各种实施方式设及一种包括W下的方法:在沉淀多个聚合物纤维条件下剪切第一 分散介质和第二分散介质；W及W至少300克/小时的速率收集多个聚合物纤维。第一分散 介质可W是包含至少一种聚合物组分的溶液。至少一种聚合物组分可W包括选自由聚酸酷 亚胺均聚物、聚酸酷亚胺共聚物组成的组的聚酸酷亚胺组分，聚酸酸酬均聚物，聚酸酸酬共 聚物，聚苯讽均聚物，聚苯讽共聚物，W及它们的组合。至少一种聚合物组分可W包括聚苯 酸组分、聚苯酸-聚硅氧烷嵌段共聚物、或它们的组合。
[0008] 各种实施方式设及用于从聚酸酷亚胺组分来形成短纤维的方法，所述聚酸酷亚胺 组分选自（i)聚酸酷亚胺均聚物、（ii)聚酸酷亚胺共聚物、W及（iii)它们的组合。所述方法 可W包括:在分散介质中沉积聚酸酷亚胺组分在溶剂中的溶液W及剪切分散介质，W致将 溶液形成为聚酸酷亚胺纤维，其具有可W大于1，000，000:1、10，000:1、500:1、100:1或10:1 的长径比，W及范围从50纳米至5微米，优选0.05至2微米的直径，其不溶于分散介质；W及 收集如此形成的多个聚酸酷亚胺纤维。上述方法可W进一步包括将收集的纤维形成为非织 造料片（非织造网，非织造织物，non-wovenweb)的步骤。其它实施方式包括形成和收集聚 碳酸醋和聚苯酸(在其他之中）的纤维，W及使非织造料片用于各种产品。
[0009]各种实施方式设及用于从聚合物组分形成短纤维的方法，所述聚合物组分选自由 聚碳酸醋组分、聚碳酸醋共聚物组分、W及它们的组合组成的组。上述方法可W包括在分散 介质中沉积聚合物组分在溶剂中的溶液并剪切分散介质W致将溶液形成为根据本发明的 聚酸酷亚胺、聚碳酸醋、聚苯酸或其它纤维，其具有大于10至大于1，〇〇〇,〇〇〇的长径比，和范 围从50纳米至5微米，优选0.05至2微米的直径，其不溶于分散介质；W及收集如此形成的多 个纤维。上述方法可W进一步包括将收集的纤维形成为非织造料片的步骤。
[0010] 各种实施方式设及通过上述方法生产的产品。产品可W是非织造纸(无纺纸，non-wovenpaper)、医疗植入物、超滤器(ultra-finefilter)、膜、病号服、电绝缘纸、蜂窝结构 和个人卫生用品、透析器、血液、氧合器过滤器（0巧genatorfilter)、静脉内（IV)过滤器、 诊断测试过滤器、和血液/单采血液成分过滤器(机采过滤器，a地eresisfilter)。产品可 W是包含初生丝（spunfilament)和至少一种其它纤维的复合非织造产品。产品可W是粘 附于社制薄板产品的复合非织造产品。产品可W是粘附于片材或薄膜的至少一种的复合非 织造产品。
【附图说明】
[0011] 参照W下描述和所附权利要求W及附图，本发明的运些和其它特征、方面、和优点 将变得更好理解，其中：
[0012] 图1:示出溶液纺丝（solutionspun)至亚微米范围内的平均纤维直径的阳I树脂， ULTEM(TM);
[0013]图2:是根据本公开的某些实施方式可用于制造纳米纤维的装置或系统的实施例 的截面图；
[0014] 图3A:是SEM显微照片，放大率化000X，示出根据实施例1的样品的纤维形态；
[0015]图3B:是针对根据实施例1的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0016] 图4A:是SEM显微照片，放大率为2000X，示出根据实施例2的样品的纤维形态；
[0017] 图4B:是针对根据实施例2的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0018]图5A:是沈M显微照片，放大率为3000X，示出根据实施例3的样品的纤维形态；
[0019]图5B:是针对根据实施例3的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0020] 图6A:是沈M显微照片，放大率为500X，示出根据实施例4的样品的纤维形态；
[0021]图6B:是针对根据实施例4的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0022] 图7A:是沈M显微照片，放大率为900X，示出根据实施例5的样品的纤维形态；
[0023]图7B:是针对根据实施例5的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0024] 图8:示出将PP06130(TM)溶液剪切纺丝成亚微米纤维的结果的实施例；
[002引图9A:是沈M显微照片，放大率为4000X，示出根据实施例6的样品的纤维形态；
[0026]图9B:是针对根据实施例6的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0027]图1OA:是沈M显微照片，放大率为4000X，示出根据实施例7的样品的纤维形态；
[0028] 图IOB:是针对根据实施例7的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0029]图1IA:是沈M显微照片，放大率为3500X，示出根据实施例8的样品的纤维形态；
[0030]图IlB:是针对根据实施例8的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0031 ]图12A:是沈M显微照片，放大率为1200X，示出根据实施例9的样品的纤维形态；
[0032]图12B:是针对根据实施例9的样品获得的纤维直径测量结果的直方图；
[0033]图13A:是沈M显微照片，放大率为1300X，示出根据实施例10的样品的纤维形态；W 及
[0034]图13B:是针对根据实施例10的样品获得的纤维直径测量结果的直方图。
[0035]应当理解的是，各种实施方式并不限于附图所示的安排和功用性。
【具体实施方式】
[0036] 利用剪切纺丝工艺，根据各种实施方式，PEI树脂可W溶液纺丝至亚微米范围内的 纤维直径。
[0037]通过参照W下本发明的优选实施方式的详细描述W及其中包括的实施例，可W更 容易地理解本发明。无论是否明确指出，本文中的所有数值假定通过术语"约"修饰。术语 "约"一般是指数量范围，本领域技术人员将认为其相当于引用值(即，具有相同的功能或结 果）。在许多情况下，术语"约"可W包括被四舍五入到最近有效数字的数值。
[0038]各种实施方式设及在应用如电气用纸、电池隔膜、结构复合材料、和滤纸中产生自 剪切纺丝工艺的纳米纤维形式的聚酸酷亚胺(P