CN101660222B - 锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法，其特征在于：本发明是通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯与锦纶共同纺丝，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为锦纶，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的20～60％，成品纤维线密度范围为150dtex～350dtex，制得皮芯型双组份纤维的方法。
Description
技术领域
本发明涉及双组分纤维制备领域，特别涉及一种锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法。
背景技术
在纤维领域人们越来越青睐具有环保功能的绿色纤维，聚乳酸是最早应用的一种可完全降解纤维，乳酸多是由生物发酵制得，通过酶催化合成聚乳酸，所以聚乳酸的合成成本较高，且不易进行合成工艺的控制。脂肪族聚酯也是可降解聚酯中重要的一类，其中聚丁二酸丁二醇酯，熔点为115℃，稳定性好，不易在室温下分解，力学性能好，具有加工应用的可能性，是目前可降解聚酯研究的热点，目前国内合成的聚丁二酸丁二醇酯分子量较低，颜色发黄，多应用在塑料领域，在纺织领域里聚丁二酸丁二醇的应用还很少见到。
发明内容
为了开发聚丁二酸丁二醇酯的在纺织领域的应用，选择锦纶和聚丁二酸丁二醇酯共纺，得到改性的聚丁二酸丁二醇酯纤维。
本发明涉及一种锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法，通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯与锦纶共同纺丝，制得皮芯型双组份纤维，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为锦纶，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的20～60％，成品纤维线密度范围为150dtex～350dtex；
聚丁二酸丁二酸酯的制备：原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.10～1.15，催化剂为氨基磺酸和钛酸四丁酯，聚酯的合成主要有酯化和缩聚两步完成，连续聚合工艺中酯化反应通过常压和减压两个酯化釜完成，缩聚反应通过预缩聚和终缩聚两釜完成；聚丁二酸丁二醇酯在合成中要加入催化剂、消光剂、稳定剂、增效剂和阻燃剂；添加量为丁二醇摩尔量的多少，催化剂和聚合原料一起进入酯化反应，消光剂、稳定剂、增效剂和阻燃剂则在缩聚反应的最后阶段加入；
催化剂 氨基磺酸200×10-6，
催化剂 钛酸四丁酯400×10-6，
消光剂 二氧化硅3～5‰，
稳定剂 亚磷酸三苯酯5～8‰，
阻燃剂 溴代丙烯酸5～8‰，
增效剂 锑酸钠1～3‰；
在制备皮芯型纤维时，锦纶和聚丁二酸丁二醇酯自酯分别熔融，两种熔体分别经过各自的计量泵精确计量后，在挤出前的最后时刻进入纺丝箱，通过调节纺丝箱中的分隔元件和喷丝板，得到锦纶所占质量比为40～45％、45～50％或50～55％的皮芯型纤维；
双组份熔体初纺成丝后依次经过一道拉伸、热定型、二道拉伸、卷曲、热定型、切断工序制的。熔体纺丝的拉伸温度为220℃，纺丝速度为1000～2000m/min，一道拉伸的牵伸比为2.5～3.5，拉伸温度为120℃，热定型温度在90～100℃；二道拉伸的牵伸比为1.15～1.50，拉伸温度为110℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到55℃以下，切断。
皮芯纤维的性能：
密度(dtex)150-350
吸湿率(％)1.0～1.5
回弹率(％)40～60
断裂强度(CN/dtex)40～60
断裂伸长率(％)50～100。
其中，制得聚丁二酸丁二醇酯的特性黏度为1.3～1.5dl/g。熔点115℃，端羧基≤30mmol/kg，色相L值≥85，水分≤0.10％。
其中，锦纶切片的特性黏度为2.00～2.50dl/g。熔点264℃，色相L值≥90，水分≤0.15％。
本发明的进步意义在于：
1.该纤维常温下进行分散染料印染，减低了印染能耗。
2.通过与锦纶复合纺丝，提高了可降解聚酯的应用性能。
3.纤维兼具两种聚酯的性能，具有高回弹性和可降解性，有利于环保。
具体实施方式
一种锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法，通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯，与锦纶共同纺丝，纺丝时两种不同的聚合物各自分别熔融，在最后时刻通过喷丝板挤出结合成皮芯型双组份纤维。
实施例
聚丁二酸丁二酸酯的制备：原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.13，催化剂为氨基磺酸和钛酸四丁酯，聚酯的合成主要有酯化和缩聚两步完成，连续聚合工艺中酯化反应通过常压和减压两个酯化釜完成，缩聚反应通过预缩聚和终缩聚两釜完成。聚丁二酸丁二醇酯在合成中要加入催化剂、消光剂、稳定剂、增效剂和阻燃剂。添加量为丁二醇摩尔量的多少，催化剂和聚合原料一起进入酯化反应，消光剂、稳定剂、增效剂和阻燃剂则在缩聚反应的最后阶段加入。
催化剂 氨基磺酸200×10-6，
催化剂 钛酸四丁酯400×10-6，
消光剂 二氧化硅4‰，
稳定剂 亚磷酸三苯酯5‰，
阻燃剂 溴代丙烯酸5‰，
增效剂 锑酸钠2‰，
制得聚丁二酸丁二醇酯的特性黏度为1.35dl/g。熔点115℃，端羧基28mmol/kg，色相L值88，水分0.08％。
锦纶切片的特性黏度为2.00～2.50dl/g。熔点264℃，色相L值≥90，水分≤0.15％。
在制备皮芯型纤维时，锦纶和聚丁二酸丁二醇酯自酯分别熔融，两种熔体分别经过各自的计量泵精确计量后，在挤出前的最后时刻进入纺丝箱，通过调节纺丝箱中的分隔元件和喷丝板，可以得到聚丁二酸丁二醇酯所占质量比为20～30％、40～50％、50～60％等不同类型的皮芯型纤维。
双组份熔体初纺成丝后依次经过一道拉伸、热定型、二道拉伸、卷曲、热定型、切断工序制的。熔体纺丝的拉伸温度为220℃，纺丝速度为1000～2000m/min，一道拉伸的牵伸比为2.5～3.5，拉伸温度为120℃，热定型温度在90～100℃；二道拉伸的牵伸比为1.15～1.50，拉伸温度为110℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到55℃以下，切断。
聚丁二酸丁二醇酯所占质量比为20～30％皮芯纤维的性能：
密度(dtex)150～200
吸湿率(％)1.05
回弹率(％)41
断裂强度(CN/dtex)42
断裂伸长率(％)86
聚丁二酸丁二醇酯所占质量比为40～50％皮芯纤维的性能：
密度(dtex)200～260
吸湿率(％)1.22
回弹率(％)52
断裂强度(CN/dtex)48
断裂伸长率(％)63
聚丁二酸丁二醇酯所占质量比为50～60％皮芯纤维的性能：
密度(dtex)280～350
吸湿率(％)1.43
回弹率(％)53
断裂强度(CN/dtex)53
断裂伸长率(％)56。
Claims (2)
1.一种锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法，通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯与锦纶共同纺丝制得皮芯型双组份纤维，成品纤维线密度范围为150dtex～350dtex，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为锦纶，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的20～60％；其特征在于：首先制备聚丁二酸丁二醇酯，原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.10～1.15，连续聚合工艺中酯化反应通过常压和减压两个酯化釜完成，缩聚反应通过预缩聚和终缩聚两釜完成，催化剂和聚合原料一起进入酯化反应，消光剂、稳定剂、增效剂和阻燃剂则在缩聚反应的最后阶段加入，
催化剂 氨基磺酸200×10-6，
催化剂 钛酸四丁酯400×10-6，
消光剂 二氧化硅3～5‰，
稳定剂 亚磷酸三苯酯5～8‰，
阻燃剂 溴代内烯酸5～8‰，
增效剂 锑酸钠1～3‰；
然后制备皮芯型纤维，锦纶和聚丁二酸丁二醇酯各自分别熔融，得到的两种熔体分别经过各自的计量泵精确计量后，在挤出前的最后时刻进入纺丝箱，通过调节纺丝箱中的分隔元件和喷丝板的关系，得到锦纶所占质量比为40～45％、45～50％或50～55％的皮芯型纤维；
双组份熔体初纺成丝后依次经过一道拉伸、热定型、二道拉伸、卷曲、热定型、切断工序制得锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维成品；其中，熔体纺丝的拉伸温度为220℃，纺丝速度为1000～2000m/min，一道拉伸的牵伸比为2.5～3.5，拉伸温度为120℃，热定型温度在90～100℃，二道拉伸的牵伸比为1.15～1.50，拉伸温度为110℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到55℃以下，切断。
2.根据权利要求1所述的锦纶与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维的制备方法，其特征在于：皮芯纤维的性能：
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