CN101694023A - 聚己内酯聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维 - Google Patents

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沈家康
王国柱
赵广兵
钮真荣
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Abstract

一种聚己内酯与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维，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聚己内酯共同纺丝，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为聚己内酯，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的40～70％，成品纤维线密度范围为150～250dtex，制得皮芯型双组分纤维。

Description

聚己内酯聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维
技术领域
本发明涉及双组分纤维制备领域，特别涉及一种聚己内酯聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维。
背景技术
在人们日益关注环境保护的今天，可生物降解高分子材料(塑料、橡胶、纤维等)已成为当今世界各国研究的热点。可降解纤维的种类日益繁多，其应用涉及到医用、服用、渔业、建筑、卫生、装饰、工业处理等诸多领域。通过研究发现高分子主链上含有苯环的芳香族聚酯的生物可降解性较差，脂肪族聚酯的可降解性较好，具有可应用前景，是目前研究的热点，但高分子量聚脂肪族聚酯的合成较困难，限制它的加工和应用。可降解纤维可广泛应用于：(1)医疗、卫生用可降解纤维：手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、民用抹布、擦拭布、湿面巾、魔术毛巾、柔巾卷、美容用品、卫生巾、卫生护垫、及一次性卫生用布等；(2)庭装饰用可降解纤维：贴墙布、台布、床单、床罩等；(3)服装用可降解纤维：衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等。
发明内容
为了扩展可降解材料在纤维领域的应用，开发新型可降解纤维，通过聚丁二酸丁二醇酯和聚己内酯的合成和共同纺丝，得到新型可降解纤维。
一种聚己内酯与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维，通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯与聚己内酯共同纺丝，制得皮芯型双组份纤维，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为聚己内酯，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的40～70％，成品纤维线密度范围为150～250dtex。
聚丁二酸丁二醇酯的制备：原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.10～1.15，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，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。
聚己内酯的制备：原料为己内酯，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，连续聚合工艺中通过四釜完成。
聚丁二酸丁二醇酯的合成工艺：
  条件   酯化I   酯化II   预缩聚   终缩聚
  反应温度/℃   140～150   150～160   230～240   230～240
  条件   酯化I   酯化II   预缩聚   终缩聚
  反应压力/Pa   (1.3～1.5)×105   60000～70000   2500～3000   50～100
  停留时间/min   60～90   60～90   50～70   120～150
聚己内酯的合成工艺：
  条件   反应釜I   反应釜II   反应釜III   反应釜IV
  反应温度/℃   140～150   160～180   200～210   200～210
  反应压力/Pa   (1.3～1.5)×105   6.0×104   2500～3000   50～100
  停留时间/min   60～90   60～90   50～70   120～150
纺丝时聚己内酯和聚丁二酸自酯分别熔融，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40～50％、50～60％、60～70％等不同类型的皮芯型纤维。
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。共混聚酯熔体纺丝的拉伸温度为210℃，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100℃，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100℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到45℃以下，切断。
皮芯纤维的性能：
密度(dtex)          150～250
吸湿率(％)          4.5～6.0
回弹率(％)          20～35
断裂强度(CN/dtex)   10～15
断裂伸长率(％)      20～30
本发明的进步意义在于：
利用两种高分子量的可降解聚酯的熔融共同纺丝，制备了可降解的皮芯型纤维，纤维具有柔软、悬垂、透气的性能。
具体实施方式
一种聚己内酯与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维，通过聚合得到的聚丁二酸丁二醇酯与聚己内酯共同纺丝，制得皮芯型双组份纤维，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为聚己内酯，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的40～70％，成品纤维线密度范围为150～250dtex。
实施例
聚丁二酸丁二醇酯的制备：原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.13，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，
  条件   酯化I   酯化II   预缩聚   终缩聚
  反应温度/℃   140～150   150～160   230～240   230～240
  反应压力/Pa   1.35×105   66000   2600   60
  停留时间/min   70   70   60   120
聚丁二酸丁二醇酯的合成工艺：
聚己内酯的制备：原料为己内酯，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，连续聚合工艺中通过四釜完成。
聚己内酯的合成工艺：
  条件   反应釜I   反应II   反应釜III   反应釜IV
  反应温度/℃   140～150   160～180   200～210   200～210
  反应压力/Pa   1.35×105   66000   2600   60
  停留时间/min   70   70   60   120
纺丝时聚己内酯和聚丁二酸自酯分别熔融，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40～50％、50～60％、60～70％等不同类型的皮芯型纤维。
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。共混聚酯熔体纺丝的拉伸温度为210℃，纺丝速度为1600m/min，一道拉伸的牵伸比为2.80，拉伸温度为100℃，热定型温度在90～100℃；二道拉伸的牵伸比为1.45，拉伸温度为100℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到45℃以下，切断。
1.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)           220～250
吸湿率(％)           5.5
回弹率(％)           34
断裂强度(CN/dtex)    14.5
断裂伸长率(％)       21
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)           190～220
吸湿率(％)           4.8
回弹率(％)           31
断裂强度(CN/dtex)    13
断裂伸长率(％)       23
聚丁二酸丁二醇酯所占质量比为60～70％皮芯纤维的性能：
密度(dtex)           150～190
吸湿率(％)           4.5
回弹率(％)           28
断裂强度(CN/dtex)    11
断裂伸长率(％)       28

Claims (6)

1.一种聚己内酯与聚丁二酸丁二醇酯皮芯纤维，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聚己内酯共同纺丝，其中皮层为聚丁二酸丁二醇酯，芯层为聚己内酯，皮层完全包裹芯层，皮层重量占纤维总重量的40～70％，成品纤维线密度范围为150～250dtex，制得皮芯型双组份纤维。
2.根据权利要求1，其特征在于：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40～50％、50～60％、60～70％等不同类型的皮芯型纤维。
3.根据权利要求1，其特征在于：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，共混聚酯熔体纺丝的拉伸温度为210℃，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100℃，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100℃，卷曲温度为70～80℃，再经过热定型使纤维温度达到45℃以下，切断。
4.根据权利要求1，其特征在于：聚丁二酸丁二醇酯的制备：原料为丁二醇与丁二酸，添加摩尔比为1.10～1.15，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，聚丁二酸丁二醇酯的合成工艺：
  条件   酯化I   酯化II   预缩聚   终缩聚   反应温度/℃   140～150   150～160   230～240   230～240   反应压力/Pa   (1.3～1.5)×105   60000～70000   2500～3000   50～100   停留时间/min   60～90   60～90   50～70   120～150
5.根据权利要求1，其特征在于：聚己内酯的制备：原料为己内酯，催化剂为对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，对甲苯磺酸的添加量为丁二醇量的100×10-6，钛酸四丁酯的添加量为丁二醇量的400×10-6，聚酯的合成通过四釜完成，聚己内酯的合成工艺：
  条件   反应釜I   反应釜II   反应釜III   反应釜IV   反应温度/℃   140～150   160～180   200～210   200～210   反应压力/Pa   (1.3～1.5)×105   6.0×104   2500～3000   50～100   停留时间/min   60～90   60～90   50～70   120～150
6.根据权利要求1，其特征在于：皮芯纤维的性能：
密度(dtex)        150～250
吸湿率(％)        4.5～6.0
回弹率(％)        20～35
断裂强度(CN/dtex) 10～15
断裂伸长率(％)    20～30
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106592015A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 厦门安踏体育用品有限公司 一种聚酯纤维的制造方法、聚酯纤维、面料及服装

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106592015A (zh) * 2016-11-21 2017-04-26 厦门安踏体育用品有限公司 一种聚酯纤维的制造方法、聚酯纤维、面料及服装
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PB01 Publication
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