CN103305957A - 一种改性中高强度pet纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改性中高强度PET纤维的制备方法,包括,在PET切片中共混入扩链剂并将共混物进行熔融纺丝。所述扩链剂选自:2,2'-双(2-恶唑啉)(BO)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)(MBO)、聚碳化二亚胺(PCDI)、1,3苯-双恶唑啉(PBO)、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-恶嗪)、N,N-6-次甲基-双(氨基甲酰-2-恶唑啉)、苯乙烯-环氧树脂共聚物、甲苯二异氰酸酯、三氧化二锑、邻苯二甲酸酐、均苯四酐、萘四甲酸酐中的一种或多种。本方法获得的PET纤维的单丝强度4.5~6.0cN/dtex,单丝纤度<3dtex,力学性能显著提高且可纺性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及纤维合成技术领域,具体涉及一种改性中高强度PET纤维的制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维,又称涤纶,是一种性能优异的纤维材料,在所有的化纤产品中产量第一,其结晶熔点265℃,玻璃化转变温度75℃,是通用纤维制品的首选原料,应用范围非常广泛,主要用于服装、玩具、家用纺织品、汽车等领域。
PET纤维主要分为普通涤纶和涤纶工业丝。涤纶工业丝强度一般高于8cN/dtex,但是其单丝纤度较高,可纺性能较差;而普通涤纶的强度一般不高于4.2cN/dtex,可纺性较好。
目前在使用传统纺丝机生产普通涤纶PET纤维的过程中,由于纺丝熔体停留时间长,需要将熔体粘度控制在较低水平,这使普通增粘切片在纺丝过程中降解迅速,导致生产出的PET纤维综合力学性能不足,无法制备得到强度高于4.2cN/dtex,单丝纤度小于3dtex的高强度纤维制品。
而在实际生产中,部分纺织品对于强度4.5~6cN/dtex,单丝纤度<3dtex,可防性能强的纤维产品存在需求,而目前市面上相关的产品存在空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性中高强度PET纤维的制备方法,改善传统纺丝机加工过程中PET降解导致的纤维力学性能下降,并保有良好的可纺性能。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种改性中高强度PET纤维的制备方法,包括:
在PET切片中共混入扩链剂,作为共混物;以及
将上述共混物进行熔融纺丝。
进一步地,所述的扩链剂选自:2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)、聚碳化二亚胺、1,3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)、N,N-6-次甲基-双(氨基甲酰-2-恶唑啉)、苯乙烯-环氧树脂共聚物、甲苯二异氰酸酯、三氧化二锑、邻苯二甲酸酐、均苯四酐、萘四甲酸酐中的一种或多种。
进一步地,所述扩链剂的添加量为0.02%~1%质量百分数。
进一步地,所述熔融纺丝采用高速纺丝拉伸一步法。
进一步地,所述高速纺丝拉伸一步法的纺丝速度为2000~4500m/min。
进一步地,纺丝温度为290~300°C。
进一步地,在加料时通过混合机进行混料加入所述扩链剂,混合时间为5-20分钟。
进一步地,混合完成后,通过送料装置,将上述混合好的物料送入纺丝机料仓,干燥,然后通过纺丝机制备。
进一步地,在纺丝时通过单独计量喂料的方式加入所述扩链剂。
进一步地,通过侧喂料器进行所述单独计量喂料。
由于采用以上技术方案,本发明的有益效果为:
(1)采用本发明所述方法获得的PET纤维,其单丝强度在4.5~6.0cN/dtex,力学性能显著提高,同时其单丝纤度<3dtex,可纺性能良好,满足市场需求。
(2)本方法采用传统的涤纶纺丝机即可实现,不必对加工设备进行改造,简便易行,成本低廉。
具体实施方式
为使本发明之上述及其它目的和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例作详细说明如下。应当理解,其目的仅在于更好理解本发明,而非限制本发明的保护范围。
以下所述的百分数除特别指出以外,均为质量百分数。
实施例1,将300ppm2,2'-双(2-恶唑啉)(BO)与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度(纺丝机喷丝头温度)290℃,纺丝速度4000m/min,制备得到150d/144f涤纶长丝束,单丝强度4.8cN/dtex,剩余伸长20%。
实施例2,将0.6%1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)(MBO)通过计量喂料机(侧喂料)加入螺杆,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度300℃,纺丝速度2500m/min,制备得到100d/36f涤纶长丝束,单丝强度5.8cN/dtex,剩余伸长19%。
实施例3,将1%均苯四酐(市售)和邻苯二甲酸酐(市售)的混合物(配比为1:1)与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,通过计量侧喂料器加入螺杆,控制最终产品中均苯四酐和邻苯二甲酸酐复合物的浓度为1500ppm,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度298℃,纺丝速度3800m/min,制备得到100d/48f涤纶长丝束,单丝强度5.5cN/dtex,剩余伸长17%。
实施例4,将0.4%聚碳化二亚胺(PCDI)通过计量喂料机(侧喂料)加入螺杆,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度300℃,纺丝速度2000m/min,制备得到100d/72f涤纶长丝束,单丝强度5.6cN/dtex,剩余伸长19%。
实施例5,将0.6%1,4-双(2-恶唑啉)和1,3苯-双恶唑啉(PBO)(市售)的混合物(配比为1:1)与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度300℃,纺丝速度2500m/min,制备得到150d/144f涤纶长丝束,单丝强度5.4cN/dtex,剩余伸长18%。
实施例6,将1%2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)通过计量喂料机(侧喂料)加入螺杆,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度295℃,纺丝速度3000m/min,制备得到100d/48f涤纶长丝束,单丝强度4.5cN/dtex,剩余伸长20%。
实施例7,将1%N,N-6-次甲基-双(氨基甲酰-2-恶唑啉)和2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)的混合物(配比为1:1)与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度300℃,纺丝速度2000m/min,制备得到150d/120f涤纶长丝束,单丝强度5.1cN/dtex,剩余伸长18%。
实施例8,将0.9%苯乙烯-环氧树脂共聚物与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度290℃,纺丝速度4500m/min,制备得到150d/96f涤纶长丝束,单丝强度6.0cN/dtex,剩余伸长19%。本实施例中的苯乙烯-环氧树脂共聚物可以为环氧树脂/苯乙烯-马来酸酐共聚物。
实施例9,将0.6%甲苯二异氰酸酯、苯乙烯-环氧树脂共聚物(市售)、三氧化二锑的混合物(配比为1:1:1)与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度295℃,纺丝速度3500m/min,制备得到150d/96f涤纶长丝束,单丝强度5.3cN/dtex,剩余伸长19%。
实施例10,将0.7%萘四甲酸酐与PET切片在混合机中混合均匀,混合时间为5-20分钟,采用传统纺丝机进行纺丝,纺丝温度298℃,纺丝速度3500m/min,制备得到150d/144f涤纶长丝束,单丝强度5.3cN/dtex,剩余伸长18%。
在本发明的上述实施例中,采用高速纺丝拉伸一步法进行熔融纺丝,即FDY(Fully Drawn Yarn,全拉伸丝)一步拉伸,从喷丝口至收集辊筒只有一次拉伸。
在本发明的上述实施例中,所获得的改性PET纤维的单丝强度在4.5~6.0cN/dtex,单丝纤度<3dtex,每束纤维12~144根。
由上述实施实例可以看出,加入扩链剂所得到的PET纤维的力学性能有所改进,适用于有一定强度及细度要求的纤维制品。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种改性中高强度PET纤维的制备方法,其特征在于,包括:
在PET切片中共混入扩链剂,作为共混物;以及
将上述共混物进行熔融纺丝。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的扩链剂选自:2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)、聚碳化二亚胺、1,3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-恶嗪)、N,N-6-次甲基-双(氨基甲酰-2-恶唑啉)、苯乙烯-环氧树脂共聚物、甲苯二异氰酸酯、三氧化二锑、邻苯二甲酸酐、均苯四酐、萘四甲酸酐中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述扩链剂的添加量为0.02%~1%质量百分数。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述熔融纺丝采用高速纺丝拉伸一步法。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述高速纺丝拉伸一步法的纺丝速度为2000~4500m/min。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,纺丝温度为290~300℃。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在加料时通过混合机进行混料加入所述扩链剂,混合时间为5-20分钟。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,混合完成后,通过送料装置,将上述混合好的物料送入纺丝机料仓,干燥,然后通过纺丝机制备。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在纺丝时通过单独计量喂料的方式加入所述扩链剂。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,通过侧喂料器进行所述单独计量喂料。
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