CN101736417B

CN101736417B - 改性聚酯纤维的制备方法及由该方法制备的改性聚酯纤维

Info

Publication number: CN101736417B
Application number: CN2009102415126A
Authority: CN
Inventors: 彭书成; 陈美兰
Original assignee: 彭书成
Current assignee: Du Qianghua micro (Beijing) hi tech Mstar Technology Ltd.
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: CN101736417A

Abstract

本发明公开一种对聚酯合成切片材料进行抗碱改性的处理方法，本发明方法包括如下顺序进行的步骤：1)将聚酯切片和抗碱改性助剂混合熔融后进行喷丝处理，制得混合聚酯原单丝；2)将混合聚酯原单丝进行纺丝处理，即得。用高强低伸的生产工艺生产的高强度改性聚酯单丝纤维能在混凝土中均匀分散，本发明方法制备的抗碱改性聚酯合成纤维既保留了改性聚酯合成纤维达到高强度、高弹性模量、低延伸率和良好的抗老化性能等诸多优良性能，又增加了改性聚酯合成纤维的优良抗碱性能。本发明的改性聚酯合成纤维的抗碱性能强，抗碱强度保留率高，解决了聚酯合成纤维耐碱性差的问题。

Description

改性聚酯纤维的制备方法及由该方法制备的改性聚酯纤维

技术领域

本发明涉及一种人造丝及其制造方法，尤其涉及一种改性聚酯合成纤维人造丝及其制造方法。

背景技术

聚酯纤维指由多种二元醇和芳香族二元羧酸或其酯经缩聚生成的聚酯、聚丙、聚合粉为原料所制得纤维的统称。具体品种有：聚对苯二甲酸乙二酯纤维，聚对苯二甲酸丁二酯纤维，聚对苯二甲酸丙二酯纤维，聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯纤维，聚-2，6-萘二酸乙二酯纤维，以及多种改性的聚对苯二甲酸乙二酯纤维(如：CDP，ECDP，EDDP)等。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的，故习称聚酯纤维即指用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的纤维，在我国的商品名为涤纶。

聚酯纤维的生产过程包括缩聚和熔体纺丝两部分。其中，缩聚是将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇进行酯交换，生成的对苯二甲酸乙二酯，在270～290℃和真空条件下缩聚而得聚对苯二甲酸乙二酯；或将对苯二甲酸与乙二醇直接酯化，然后对苯二甲酸乙二酯进行缩聚获得合成纤维聚合物；熔体纺丝包括切片纺丝法和直接纺丝法两种。切片纺丝是将缩聚后的高聚物熔体经铸带、切粒而得到切片，再经过干燥、熔融而纺丝。熔融过程中，切片所含的水分能使聚酯发生水解而影响纺丝性能和纤维质量，因此在纺丝前必须经过干燥，使切片含水率降低到0.01％以下。直接纺丝则是将高聚物熔体干燥后的涤纶切片在螺杆中加热熔融，挤压送入纺丝箱体的各个纺丝部位，由计量泵精确计量和过滤后，从喷丝板的小孔中喷出。喷丝孔的直径一般为0.25～0.30毫米。喷出的熔体细流，被冷却气流冷却凝固成丝条。

聚酯加强纤维是以聚酯纤维(PET，又称聚对苯二甲酸乙二醇酯)为主要原料，添加一定的功能母料制备而成，产品密度为136g/cm³，可溶于苯酚-四氯乙烷、邻氯苯酚等溶剂，吸湿性极小，能耐酸，化学稳定性高，具有良好的耐光性能。聚酯加强纤维在-40℃～+250℃的温度内不脆化、不变形，每根纤维都是独立的，与同时是石油产品的沥青有极强的吸附性，在介质中有良好的吸附性和分散性。当每吨沥青混合料掺入2250克纤维时，将有多达18亿根纤维以三维立体方式对混合料进行加强，提供巨大的内聚力，提高公路的质量和寿命。

聚酯纤维除具有普通聚合物纤维细度大、强度高、易分散的特点，还具有突出的耐高温性能，可广泛应用于热拌合沥青混凝土工程，也可应用于高强混凝土的增强防裂，是理想的多功能增强材料。20世纪70年代以来，欧美国家通过研究发现，用聚酯纤维可有效防止沥青混凝土的温缩裂缝，从而有效提高沥青路面的抗拉、抗剪、抗压、抗冲击强度和耐疲劳性能，此后聚酯纤维开始大量用于沥青混凝土中。聚酯加强纤维主要用于保护桥石配筋或钢板不受侵蚀；沥青路面的薄层沥青混凝土罩面；钢结构桥铺设沥青土面层路石的修复和补筑；机场跑道与停机坪的加强；新建沥青路面面层；旧沥青面罩层；旧水泥路面罩面；涂补、灌缝、路缘石。

但是，由于聚酯纤维耐碱度差，其耐碱强度保留率低，通常只有30％左右，因此不能用在碱性较强的普通水泥混凝土中，在普通水泥混凝土中仅能使用耐碱强度保留率高的聚丙烯纤维、聚乙烯晴纤维和聚酰胺纤维等，这些材料虽能在一定程度上对水泥混凝土起阻裂作用，但由于其强度和弹性模量较低，阻裂效果不理想，通常只能达到85％。

如果为了提高工程质量而在施工中采用聚酯纤维加强无碱水泥混凝土，则由于无碱水泥价格为普通水泥价格的几倍而大大提高混凝土工程成本，使施工受到很大的限制。因此，在现有技术的文献中仅有关于聚酯纤维用于沥青混凝土中的报道，而没有关于聚酯纤维用于普通水泥混凝土工程的报道。

目前，对聚酯纤维的改性研究繁多，主要是对聚酯纤维的化学改性，例如：公开号为CN101255618的中国专利申请公开了一种易溶性聚酯纤维的制造方法，包括聚酯短纤维和聚酯长丝，通过化学改性和物理改性相结合，在聚酯切片聚合时，加入聚合物总量5-10％的间苯二甲酸、5-15％的聚乙二醇6000作改性剂；在纺丝过程中，采用的纺丝温度为260℃-300℃，采用牵伸倍数为2.5-4.0，该方法制备的改性的易溶性聚酯纤维为纺织行业的一种新型原料，在低碱状态下可溶解。

公开号为CN1944725的中国专利申请公开了一种高吸附性聚酯纤维，该发明的高吸附性纤维的原料中含有2-15％的改性的聚对苯二甲酸乙二酯共聚物，其余为PET，通过共混纺丝，制备而成，该纤维对杀蚊剂具有强烈吸附作用，但是耐碱性能差，它是民用织布纤维，不能应用到混凝土工程中去，其抗碱性能差。

公开号为CN101215730的中国专利申请公开了一种用抗水解剂改性的聚酯纤维，含有0.1～1％的抗水解剂碳化二亚胺和99～99.9％的聚酯纤维；该改性的聚酯纤维是在纺丝螺杆中添加抗水解剂碳化二亚胺，与高粘度聚酯熔体共混复合纺丝而成。该改性的聚酯纤维在酸性或高湿高温环境下的抗老化性能大幅提高，但是其抗碱性能差，不能用于水泥混凝土工程。

聚酯纤维具有高强度、高抗碱、高弹性模量、低延伸率和良好的抗老化性能等特性十分突出，如能解决其耐碱问题，对提高水泥混凝土强度、抗弯性能和耐疲劳，提高工程使用寿命将比其他合成纤维效果更显著，对高质量水泥混凝土工程而言，相比聚酯纤维无碱水泥混凝土将大大降低工程成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对聚酯纤维进行抗碱改性的处理方法，该方法能解决聚酯纤维的耐碱性的问题，既保留了改性聚酯复合材料制成的单丝纤维，既达到了高强度、高抗碱、高弹性模量、低延伸率和良好的抗老化性能，又增加了直接与工作介质接触改性聚酯纤维的优良抗碱性能。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种聚酯材料的改性处理方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)将聚酯纤维和抗碱改性助剂混合熔融后进行喷丝处理，制得混合聚酯原单丝；

2)将混合聚酯原单丝进行紧张热定型处理，即得。

其中，所述聚酯纤维与所述抗碱改性助剂的重量份配比为80-90∶5-15∶0.5-5。特别是，所述抗碱改性助剂包括聚乙烯、聚丙烯。

其中，所述聚酯纤维选择聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯纤维或聚-2，6-萘二酸乙二酯纤维中的一种或多种，优选为聚对苯二甲酸乙二酯纤维。

其中，所述的聚酯纤维在与所述抗碱改性助剂混合熔融前经干燥处理至其含水率低于1％，在所述干燥处理中，控制干燥温度为110℃-130℃。

特别是，干燥处理后的聚酯纤维的含水率为0.5-1％。

其中，步骤1)中所述聚酯纤维和抗碱改性助剂混合熔融的熔融温度为220-285℃，优选为260-280℃。

特别是，将干燥后的聚酯纤维和抗碱改性助剂送入螺杆熔融挤压机中，经螺杆挤压、加热熔融，在熔融温度为220-285℃下，制得所述的聚酯混合物；熔融的聚酯混合物送入纺丝箱中通过纺丝组件的喷丝板，进行喷丝处理，制得混合聚酯原单丝。

尤其是，螺杆熔融挤压机的转速为10-30转/分钟，熔融温度优选为260-280℃。所述喷丝板为圆形喷丝板，喷丝板的喷丝孔的孔径为0.4-0.8mm，喷丝孔的个数为96-144个，喷丝孔之间的间距为0.5-1.0mm。

特别是，喷丝速度为1500-2500米/分钟。

其中，步骤2)中所述的紧张热定型处理包括如下顺序进行的步骤：

A)将混合聚酯原单丝冷却后，集结成混合聚酯原单丝束；

B)对混合聚酯原单丝束进行第一次拉伸处理，制得第一次拉伸混合聚酯纤维丝；

C)对第一次拉伸混合聚酯纤维丝进行定型处理，制得定型聚酯纤维丝；

D)对定型聚酯纤维丝进行第二次拉伸处理，制得抗碱改性聚酯纤维丝。

特别是，步骤A)中的冷却温度为8-12℃；

步骤B)中所述的第一次拉伸处理的温度为90-145℃，转速为400-2000转/分钟；

步骤C)中所述的热定型处理的温度为170-180℃，转速为2200-3200转/分钟；

步骤D)中所述的第二次拉伸处理的温度为120-150℃，转速为2200-4000转/分钟。

其中，步骤A)中采用冷空气为冷却固化介质对混合聚酯原单丝进行所述冷却。

特别是，冷空气通过侧吹风冷却装置供给。侧吹风装置中冷却气体的相对湿度为70-90％，气体的流速为0.1-0.6米/秒。混合聚酯原单丝在离开喷丝板100-200mm范围内从侧面向其吹送8-12℃的冷却风，以达到第一次控制其伸长率的目的。

其中，还包括将冷却后的混合聚酯原单丝集结成束后上防静电油剂，便于高温拉伸，防静电油剂的浓度为0.3-1％。

特别是，冷却后的混合聚酯原单丝经过导丝钩，将冷却成型的原单丝集结成束，然后通过喷油嘴，喷撒抗静电油剂，使原单丝附着防静电油剂。

其中，步骤B)中所述的混合聚酯原单丝束依次通过3对紧张热定型辊进行所述的第一次拉伸处理，改善混合聚酯原单丝的内在分子结构，第一对热定型辊的温度为90-100℃，转速为400-500转/分钟；第二对热定型辊的温度为110-125℃，转速为1300-1500转/分钟；第三对热定型辊的温度为125-130℃，转速为1900-2100转/分钟；

特别是，第一次拉伸处理的拉伸倍率为4-5。

其中，步骤C)中将所述第一次拉伸混合聚酯纤维丝以2200-3200转/分钟的转速通过热定型箱进行所述的定型处理，其中热定型箱的温度为170-180℃。

特别是，所述的定型处理的时间为1-2分钟。

其中，步骤D)中将热定型聚酯纤维丝通过热定型辊进行所述的第二次拉伸处理，其中热定型辊的温度为120-150℃，转速为2200-4000转/分钟。

特别是，所述的热定型聚酯纤维丝依次通过2对紧张热定型辊进行拉伸处理，其中，第四对热定型辊的温度为130-140℃，转速为2400-3100转/分钟；第五对热定型辊的温度为130-145℃，转速为3000-4000转/分钟；

其中，混合聚酯原单丝束的总的拉伸倍率≥7。

其中，还包括将第抗碱改性聚酯纤维丝进行冷却，冷却至25℃后，送入干燥机进行干燥，切断，制得抗碱改性聚酯纤维。

特别是，干燥温度为110-130℃，干燥后的抗碱改性聚酯纤维的含水率为0.5-1％。

本发明另一方面提供一种按照上述处理方法制备的抗碱改性聚酯纤维。

本发明的优点在于：

1、本发明方法制备的改性聚酯纤维强度高，其中断裂强度高，达到7.41-35.5cN/dex(即973-4648MPa)；断裂强力CV低，达到7.5-12.525％；断裂伸长率高，达到29.2-5.3％；改性抗碱聚酯纤维的模量(0.5Cn～1cN)大，达到96.2-932.8cN/dex(即12596-122200MPa)。

2、本发明方法制备的改性聚酯合成单丝纤维的抗老化性能优良，达到99％，是普通聚酯纤维的3倍。

3、本发明方法制备的改性聚酯纤维的抗碱性能高，经过在80℃下，在浓度为2％的NaOH溶液中浸泡6小时的处理后，改性聚酯纤维的断裂强度、断裂伸长率不但没有降低，相反还有一定的提高，其中断裂强度达到7.55-30.6cN/dex(即989-4004MPa)；断裂伸长率达到10.0-33.0％；改性聚酯纤维的断裂强力保持率高，达到86-100％，是普通聚酯纤维抗碱断裂强力保持率的3倍以上。

4、本发明方法制备的改性聚酯纤维的工艺简单，不改变传统聚酯纤维的生产工艺路线，易于工业化生产，而且工艺条件温和，容易控制，产品质量稳定，生产成本降低。

5、本发明方法制备的改性聚酯纤维的抗碱性能达到86-100％，达到GB/T14337-1993国家标准。

附图说明

图1本发明制备抗碱改性聚酯纤维的工艺流程图

具体实施方式

本发明的实施例以购自韩国三星公司(三星公司)的聚对苯二甲酸乙二酯切片为原料进行抗碱性改性，其中：

聚对苯二甲酸乙二酯切片的性能指标如下：

比重 1.67

熔点 2 54℃

热变形温度(1.8MPa) 2 24℃

拉伸强度 152MPa

弯曲模量(DAM) 10343MPa

氧指数33％UL阻燃性 V-0级

悬臂梁冲击强度(od) 85J/m

热线点燃 330S

本发明的原料聚酯纤维除了选用聚对苯二甲酸乙二酯之外，还可以采用聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯以及其他聚酯，制备抗碱改性聚酯纤维。

本发明的聚酯改性处理在长丝生产设备上进行，长丝生产设备购自德国barmag公司，规格是fk6v-1000。

实施例1

1、制备混合聚酯纤维原单丝

1)将聚对苯二甲酸乙二酯切片置于搅拌干燥器中，加热的同时进行搅拌，使其干燥，制得干燥聚酯材料，其中干燥温度为120℃，干燥后的聚对苯二甲酸乙二酯的含水率为1％；

2)将抗碱改性助剂聚乙烯与聚丙烯一起加入到干燥的聚对苯二甲酸乙二酯切片中，搅拌混匀，然后送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融，制得聚酯混合物，其中，聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯与聚丙烯的重量之比为89∶10∶1，螺杆挤压机的转速为28rpm，螺杆挤压机内的绝对压力为8.5MPa，螺杆挤压机壳体以电加热，，螺杆的直径为120mm，螺杆的长径比为30∶1，螺杆挤压机1-6区的温度为：220℃、245℃、268℃、274℃、264℃、266℃螺杆挤压机的挤出头的温度为266℃。

3)熔融的聚酯混合物经螺杆挤出头挤出后送入纺丝箱中，经纺丝头组件喷丝板进行喷丝，得到混合聚酯原单丝，其中，纺丝箱箱体的温度为266℃；喷丝板的微孔为圆形，喷丝孔孔径为0.4mm，每块喷丝板上144个喷丝孔，孔距为0.8mm，混合聚酯原单丝的规格为1100dtex/144f，喷丝速度为1800米/分钟。

2、混合聚酯原单丝冷却成型

1)将混合聚酯原单丝首先经过侧吹风冷却装置，冷却气体使混合聚酯原单丝在离开喷丝板后立即被冷却，接着原单丝通过导丝钩，将冷却成型的原单丝集结成束，然后通过喷油嘴，使原单丝附着防静电油剂，其中，侧吹风冷却装置中的冷却气体的温度为10℃，冷却气体的湿度为80％，冷却气体的流速为0.6米/秒，原单丝束的规格为1100dtex/144f；防静电油剂的质量百分比浓度为0.3％；

2)原单丝束通过原单丝甬道，继续冷却后，卷绕装置将原单丝束卷绕成丝饼，其中，卷绕速度为1800米/分钟。

3、第一次拉伸处理

将卷绕成丝饼的混合聚酯原单丝依次通过3对热辊进行第一次拉伸处理，调节热辊的转速，拉伸混合聚酯原单丝，调节混合聚酯原单丝的张力，制得第一次拉伸混合聚酯纤维丝，其中，3对热辊采用热油加热，第一对热辊的温度为90℃，转速为400转/分钟；第二对热辊的温度为110℃，转速为1300转/分钟；第三对热辊的温度为125℃，转速为1900转/分钟；第一次拉伸处理的拉伸倍率为4.75。

4、定型处理

将第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过装有导丝轮(即热辊筒)的热定型箱，第一次拉伸混合聚酯纤维丝依次通过10只导丝轮，制得热定型聚酯纤维丝，其中，热定型箱箱体温度为175℃，导丝轮的转速2400转/分钟，第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过热定型箱的时间为2分钟；

5、第二次拉伸处理

将热定型聚酯纤维丝依次通过2对热辊进行第二次拉伸处理，通过调节热辊的温度和转速，拉伸热定型聚酯纤维丝，调节热定型聚酯纤维丝的张力，制得改性聚酯纤维丝，改性聚酯纤维丝通过卷绕装置卷绕成丝饼，其中，第四对热辊的温度为130℃，转速为2400转/分钟；第五对热辊的温度为135℃，转速为3000转/分钟，总拉伸倍数为7.5。

6、切断得成品

将改性聚酯纤维丝通过纤维剪切机切断制成短纤维，即得到具有抗碱性能的改性聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维成品，其中改性聚酯纤维成品的长度为19-70mm、含水率为1％。

按照合成纤维国家标准GB/T14337-1993检测制备的抗碱改性聚酯纤维的的质量性能，检测结果见表1。

实施例2

1、制备聚酯纤维原丝

1)将聚对苯二甲酸乙二酯切片置于搅拌干燥器中，加热，搅拌，干燥，制得干燥聚酯材料，其中干燥温度为120℃，干燥后的聚对苯二甲酸乙二酯的含水率为0.5％；

2)将抗碱改性助剂聚乙烯与聚丙烯一并加入到干燥的聚对苯二甲酸乙二酯切片中，搅拌，混匀，然后送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融，混合均匀，制得聚酯混合物，其中，聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯与聚丙烯的重量比为80∶5∶5，螺杆挤压机的转速为20rpm，螺杆挤压机内的绝对压力为9.0MPa，螺杆挤压机各区的温度为：228℃、256℃、276℃、280℃、272℃、274℃；螺杆挤压机的挤出头的温度为274℃。

3)将熔融的聚酯混合物经螺杆挤出头挤出后送入纺丝箱中，经纺丝组件喷丝板进行喷丝，得到混合聚酯原单丝，其中，纺丝箱箱体的温度为274℃；喷丝板的微孔形状为圆形，喷丝孔的孔径为0.4mm，每块喷丝板上144个喷丝孔，孔距为0.8mm，混合聚酯原单丝的规格为900dtex/144f，喷丝速度为2220米/分钟。

2、混合聚酯原单丝冷却成型

1)将混合聚酯原单丝首先经过侧吹风冷却装置，冷却气体使混合聚酯原单丝在离开喷丝板后立即被冷却，接着原单丝通过导丝钩，将冷却成型的原单丝集结成束，然后通过喷油嘴，喷撒抗静电油剂，使原单丝附着防静电油剂，其中，侧吹风冷却装置中的冷却气体的温度为8℃，冷却气体的湿度为90％，冷却气体的流速为0.1米/秒，原单丝束的规格为900dtex/144f；油剂的质量百分比浓度为1％；

2)原单丝束通过原单丝甬道，通过卷绕装置将原单丝束卷绕成丝饼，其中，卷绕速度为2220米/分钟。

3、第一次拉伸处理

将卷绕成丝饼的混合聚酯原单丝束依次通过3对热辊进行第一次拉伸处理，通过调节热辊的转速，拉伸混合聚酯原单丝，调节混合聚酯原单丝的张力，制得第一次拉伸混合聚酯纤维丝，其中，第一对热辊的温度为100℃，转速为430转/分钟；第二对热辊的温度为120℃，转速为1400转/分钟；第三对热辊的温度为125℃，转速为2100转/分钟；第一次拉伸处理的拉伸倍率为4.88。

4、定型处理

将第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过装有导丝轮的热定型箱，第一次拉伸混合聚酯纤维丝依次通过10只导丝轮，制得热定型聚酯纤维丝，其中，热定型箱箱体温度为170℃，导丝轮的转速3100转/分钟，第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过热定型向的时间为1分钟；

5、第二次拉伸处理

将热定型聚酯纤维丝依次通过2对热辊进行第二次拉伸处理，通过调节热辊的温度和转速，拉伸热定型聚酯纤维丝，调节混合聚酯原单丝的张力，制得改性聚酯纤维丝，通过卷绕装置将改性聚酯纤维丝卷绕成丝饼，其中，第四对热辊的温度为135℃，转速为3100转/分钟；第五对热辊的温度为140℃，转速为3700转/分钟，总拉伸倍数为8.6。

6、干燥、切断

将改性聚酯纤维丝通过纤维剪切机切断制成短纤维，即得到具有抗碱性能的改性聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维成品，其中改性聚酯纤维成品的长度为5mm、含水率为0.7％。

实施例3

1、制备聚酯纤维原丝

1)将聚对苯二甲酸乙二酯切片置于搅拌干燥器中，加热，搅拌，干燥，制得干燥聚酯材料，其中干燥温度为120℃，干燥后的聚对苯二甲酸乙二酯的含水率为1％；

2)将抗碱改性助剂聚乙烯与聚丙烯一起加入到干燥的聚对苯二甲酸乙二酯切片中，搅拌，混匀，然后送入螺杆熔融挤压机中，加热熔融，混合均匀，制得聚酯混合物，其中，聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯与聚丙烯的重量比为90∶15∶0.5，螺杆挤压机的转速为15rpm，螺杆挤压机内的绝对压力为9.5MPa，螺杆挤压机各区的温度为：234℃、250℃、274℃、276℃、266℃、270℃；螺杆挤压机的挤出头的温度为270℃。

3)将熔融的聚酯混合物经螺杆挤出头挤出后送入纺丝箱中，经纺丝组件喷丝板进行喷丝，得到混合聚酯原单丝，其中，纺丝箱箱体的温度为270℃；喷丝板的微孔形状为圆形，喷丝孔的孔径为0.8mm，每块喷丝板上96个喷丝孔，孔距为0.5mm，混合聚酯原单丝的规格为1000dtex/96f，喷丝速度为2040米/分钟。

2、混合聚酯原单丝冷却成型

1)将混合聚酯原单丝首先经过侧吹风冷却装置，冷却气体使混合聚酯原单丝在离开喷丝板后立即被冷却，接着原单丝通过导丝钩，将冷却成型的原单丝集结成束，然后通过喷油嘴，喷撒抗静电油剂，使原单丝附着防静电油剂，其中，侧吹风冷却装置中的冷却气体的温度为12℃，冷却气体的湿度为70％，冷却气体的流速为0.4米/秒，原单丝束的规格为1000dtex/96f；油剂的质量百分比浓度为0.6％；

2)原单丝束通过原单丝甬道，通过卷绕装置将原单丝束卷绕成丝饼，其中，卷绕速度为2040米/分钟。

3、第一次拉伸处理

将卷绕成丝饼的混合聚酯原单丝束依次通过3对热辊进行第一次拉伸处理，通过调节热辊的转速，拉伸混合聚酯原单丝，调节混合聚酯原单丝的张力，制得第一次拉伸混合聚酯纤维丝，其中，第一对热辊的温度为95℃，转速为475转/分钟；第二对热辊的温度为115℃，转速为1350转/分钟；第三对热辊的温度为125℃，转速为1950转/分钟；第一次拉伸处理的拉伸倍率为4.11。

4、定型处理

将第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过装有导丝轮的热定型箱，第一次拉伸混合聚酯纤维丝依次通过10只导丝轮，制得热定型聚酯纤维丝，其中，热定型箱箱体温度为175℃，导丝轮的转速3000转/分钟，第一次拉伸混合聚酯纤维丝通过热定型向的时间为1.5分钟；

5、第二次拉伸处理

将热定型聚酯纤维丝依次通过2对热辊进行第二次拉伸处理，通过调节热辊的温度和转速，拉伸热定型聚酯纤维丝，调节混合聚酯原单丝的张力，制得改性聚酯纤维丝，通过卷绕装置将改性聚酯纤维丝卷绕成丝饼，其中，第四对热辊的温度为135℃，转速为3000转/分钟；第五对热辊的温度为145℃，转速为3400转/分钟，总拉伸倍数为7.15。

6、干燥、切断

将改性聚酯纤维丝通过纤维剪切机切断制成短纤维，即得到具有抗碱性能的改性聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维成品，其中改性聚酯纤维成品的长度为25mm、含水率为0.5％。

表1抗碱改性聚酯纤维的质量性能指标参数

	实施例1	实施例2	实施例3
				线密度(dtex)	8.07	4.24	5.2
断裂强度(cN/dex)	7.41	35.5	10.94
				断裂强力(％)	12.52	7.5	8.1
断裂伸长率(％)	29.0	5.3	29
				断裂伸长率(％)	10.32	11.8	10.5
模量(0.5Cn～1cN)(cN/dex)	96.2	932.8	98

检测结果表明：

1、本发明方法制备的改性抗碱聚酯合成纤维的断裂强度高，达到7.41-35.5cN/dex；断裂强力高，达到7.5-12.52％；断裂伸长率高，达到5.3-29％；改性抗碱聚酯纤维的模量(0.5Cn～1cN)大，达到96.2-932.8cN/dex。

2、本发明方法制备的抗碱改性聚酯纤维达到GB/T14335-1993、GB/T14337-1993国家标准。

试验例1耐碱性试验

将本发明的实施例1-3制备的改性聚酯纤维分别置于玻璃试验容器中，在80℃的温度下，在质量百分比浓度为2％的NaOH溶液中浸泡6小时后，按照合成纤维国标GB/T14337-1993检测经NaOH溶液处理后的抗碱改性聚酯纤维的的质量性能，检测结果见表2。

表2抗碱改性聚酯纤维的耐碱性试验的质量性能指标参数

	实施例1	实施例2	实施例3
				断裂强度(cN/dex)	7.55	30.6	5.2
断裂强力(％)	10.34	10.0	10.3
				断裂伸长率(％)	33.0	5.2	30
断裂伸长率(％)	10.41	10.0	29
				模量(0.5Cn～1cN)(cN/dex)	79.8	807.5	130
断裂强力保持率(％)	100	86	100

试验结果表明：

1、本发明制备的改性抗碱聚酯纤维的耐碱性能高，经过80℃2％的NaOH溶液中浸泡6小时的处理后，改性聚酯纤维的断裂强度、断裂伸长率不但没有降低，相反还有一定的提高，其中断裂强度达到7.55-30.6cN/dex；断裂伸长率达到33.0-5.2％；

2、本发明制备的改性抗碱聚酯纤维的耐碱性能高，经过80℃2％的NaOH溶液中浸泡6小时的处理后，改性聚酯纤维的断裂强力保持率高，达到86-100％。

试验例2抗裂性能试验

将本发明实施例1-3制备的改性抗碱聚酯合成纤维与普通水泥混凝土混合，制备改性混凝土，测试改性混凝土的抗裂性能，其中改性抗碱聚酯合成纤维的参量为1.4kg/m³，采用行业标准600×600×63mm双排栓钉模具，实施例1-3制备的抗碱改性聚酯合成纤维与混凝土掺和，其中抗碱改性聚酯纤维加入量为1.4kg/m³，机械搅拌90秒，纤维分布均匀，试件成型后，养护2小时，试件各用电风扇吹试件表面，连续直吹8小时，环境温度19-22℃。

以普通水泥混凝土作为对照试验。

依据纤维砼结构技术规程进行检验，检验结果如下：

(一)裂纹与龟裂

1、普通水泥混凝土：电风扇吹2小时30分钟后开裂，裂纹宽度1.3mm，长度为600mm，贯通模具。24小时后，试件又出现5条长度为100mm，宽度为0.8mm的裂纹，试件边缘全部收缩，缝隙为0.8mm。第三天试件表面出现龟裂。

2、改性混凝土：实施例1-3均未出现龟裂和裂纹。

(二)吸水现象

实施例1-3和对照例试件养护七天后，不再养护，自然干燥后，往试件上浇水。

1、普通水泥混凝土：有明显吸水和龟裂现象

2、改性混凝土：实施例1-3均未出现毛细龟裂和吸水现象。

检验结果表明：采用本发明的抗碱改性聚酯合成纤维与普通水泥混凝土混合制备的改性混凝土的抗裂性能优异，无裂缝和龟裂现象，无吸水现象发生，达到CECS38-2004纤维砼结构技术规程的要求。

Claims

1.一种聚酯材料的改性处理方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)将聚酯纤维和抗碱改性助剂混合熔融后进行喷丝处理，制得混合聚酯原单丝，其中，所述抗碱改性助剂包括聚乙烯和聚丙烯；

2)将混合聚酯原单丝进行紧张热定型处理，即得；

其中，所述紧张热定型处理包括如下顺序进行的步骤：

A)将混合聚酯原单丝冷却后，集结成混合聚酯原单丝束；

D)对热定型聚酯纤维丝进行第二次拉伸处理，制得抗碱改性聚酯纤维丝。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征是所述的聚酯纤维与所述抗碱改性助剂中的聚乙烯、聚丙烯的重量份配比为80-90∶5-15∶0.5-5。

3.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征是：所述的聚酯纤维在与所述抗碱改性助剂混合熔融前经干燥处理至其含水率低于1％，在所述干燥处理中，控制干燥温度为110℃-130℃。

4.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征是：步骤1)中所述聚酯纤维和抗碱改性助剂混合熔融的温度为220-285℃。

5.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征是所述的聚酯纤维选择聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯纤维或聚-2，6-萘二酸乙二酯纤维中的一种或多种。

6.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征是所述的第一次拉伸处理的温度为90-145℃，转速为400-2000转/分钟；所述的第二次拉伸处理的温度为120-150℃，转速为2200-4000转/分钟。

7.如权利要求1或2所述的处理方法，其特征是步骤C)中所述的定型处理的温度为170-180℃，转速为2200-3200转/分钟。

8.一种抗碱改性聚酯纤维，其特征是按照如权利要求1-7任一所述方法制备而成。