CN103305957A - 一种改性中高强度pet纤维的制备方法 - Google Patents

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俞昊
郑阳
范睿
余松林
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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

一种改性中高强度PET纤维的制备方法
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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