聚苯硫醚(PPS)树脂最早由美国菲利浦石油有限公司研制成功,是一种性能优良的热塑性材料。PPS的分子链由苯环和硫原子交替排列构成,根据排列方式不同主要有三种结构,即高分子线形PPS,交联型PPS和超支化PPS。高分子线形PPS具有良好的加工性能,用其制备的聚苯硫醚(PPS)纤维具有很强的耐化学腐蚀性、耐热性、阻燃性、以及良好的纺织加工性能。加工成的过滤毡主要用于过滤高温以及化学腐蚀性流体,比如作为燃煤发电厂和垃圾焚烧站的烟室过滤袋材料,减少有害气体的排放,实现环境的可持续发展。尽管聚苯硫醚纤维具有耐高温、阻燃、耐化学腐蚀等一系列优良的性能,然而聚苯硫醚纤维价格过高,在一定程度上限制它的广泛应用,另外聚苯硫醚纤维作为过滤材质蓬松性较差,也是应用中亟待解决的问题。本课题设计出了聚苯硫醚皮芯复合纤维,以价格较低的尼龙66为芯层,通过复合纺丝工艺制得具有PPS/PA66偏心皮芯纤维。这种纤维既具有耐高温、阻燃以及耐化学腐蚀的性能,又具有三维卷曲效果,纤维蓬松性得到改善,并且纤维成本也大大降低。本课题主要做了四个方面的研究:(1)对PPS、PA66进行流变测试分析,以确定较佳的纺丝工艺;(2)研究纤维加工工艺对纤维结构性能的影响;(3)研究纤维耐化学品性能。通过动态流变分析发现:聚苯硫醚和尼龙66的储能模量G′和损耗模量G″均随着角频率ω的增大而增大,近似呈线性关系;在测试条件下,尼龙66的储能模量G′高于聚苯硫醚,聚苯硫醚的损耗模量G″受温度影响不显著;聚苯硫醚和尼龙66均为假塑性流体,随剪切速率增加粘度下降,表现出切力变稀的典型特征,然而聚苯硫醚复数粘度与剪切速率关系曲线变化平缓,而尼龙66曲线相对陡峭。纤维的加工过程主要包括切片干燥、纺丝及后拉伸三个过程。纺丝前首先要对切片进行干燥,去除切片中的水分,提高切片的结晶度及软化点。干燥温度和干燥时间对切片干燥效果都有重要的影响,为了减少聚合物降解,干燥温度选择在125℃,干燥时间为16小时。复合纺丝过程中,螺杆温度、冷却吹风、箱体温度都对纤维的性能有着重要的影响。研究发现,纤维强度随着箱体温度的升高而升高在315℃左右达到最大值,随后温度升高纤维强度下降;冷却风风温、吹风板距以及冷却风风速都对纤维干热收缩率有着重要的影响,而干热收缩率对纤维后拉伸有指导意义。初生纤维只有在拉伸后才能达到纺织加工的要求,拉伸温度和拉伸倍数是拉伸的重要条件,拉伸介质不同拉伸温度也不相同。本研究选用热水浴一级拉伸,干热二级拉伸。水浴拉伸温度选择在65～85℃之间,干拉伸温度选择在110～150℃之间;纤维强度随拉伸倍数升高而升高,拉伸倍数为4.1时,纤维的断裂强度为3.60cN/dtex,断裂伸长率为31.12%。PPS/PA66偏心皮芯纤维经拉伸后得到具有三维卷曲性能的纤维,这种卷曲是永久性的。这种纤维具有良好的蓬松性和弹性回复性能,有利于提高过滤毡的过滤效果,延长使用寿命。对不同拉伸倍数的纤维进行WAXRD分析和DSC分析,发现拉伸倍数提高晶片层间距减小,结晶度提高,聚苯硫醚和尼龙66的熔点明显升高。在显微镜下观察纤维截面结构,发现箱体温度升高,芯层暴露在纤维表面的弧度减小。纤维的耐酸性能研究表明,芯层在酸的侵蚀作用下降解消失,最后在显微镜下只观察到呈新月形的聚苯硫醚皮层。纤维强度有所降低,然而延长酸处理时间强度基本保持不变,并且酸处理后纤维表面积增大,也有利于聚苯硫醚作为过滤材料使用寿命的延长。