CN103726129B - 一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维及其制造方法。本发明将经过接枝改性的抗静电剂按一定比例与高融指聚酰胺切片共混，与聚酯切片通过复合熔纺制得锦涤复合长丝，所制备的锦涤复合功能纤维不仅具有良好抗静电功能，还具有优异的耐磨性、挺括性等特点。本发明从采用抗静电剂表面接枝聚酰胺改性、高融指的聚酰胺以及皮芯结构等方面创新，成功解决了在添加高含量抗静电剂且不影响可纺性等技术瓶颈。
Description
技术领域
本发明涉及一种锦涤复合纤维，尤其是一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维的制备方法。
背景技术
聚酰胺纤维在中国称作“锦纶”，英美称之为nylon（尼龙），德国称贝纶（Perlon），前苏联称卡普纶（kanpoh），日本称阿米纶（Amilan），是世界上第一种实现工业化的纤维，于1938年开始工业化生产。锦纶因具有较高强度、弹性，良好的染色性能以及耐磨性优异等优点而被消费者广泛认可，已广泛用于服饰用纺织品和产业纺织品等领域。
聚酯纤维，商品名涤纶，中国俗称“的确凉”，它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。涤纶是合成纤维中的一个重要品种，也是目前国内市场上产量最大的品种，不仅价格相对便宜，而且还具有强度高、模量高、耐热、耐光、耐磨、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点，为人们所喜爱。
我们知道，单一品种的纤维经纺丝制得的面料往往性能单一，服役性能以及舒适性都不能很好地满足要求，所以目前将几种纤维进行混纺或者混纱是最好的选择。为此，我们也将涤纶和锦纶通过复合纺丝工艺制得复合纤维，充分发挥了各自的性能特点，大大满足了市场需求。
众所周知，纺织品在服役过程相互摩擦易产生静电，当电荷积累到一定量后具有一定危害性，锦纶制纺织品也不例外。人们往往对自身产生的静电不以为然，然而纺织衣物上的静电能吸附空气中尘埃所含的多种病毒、细菌和有害物质，不仅影响织物美观，还影响到人的呼吸道，特别是会给患有呼吸系统疾病的病人带来诸多不适，严重的甚至诱发气管炎和哮喘。医学专家认为，静电不但令人身体不适，还会引起头痛、失眠和烦躁不安等症状，甚至导致皮疹和心律失常，对中老年人群、体弱者、神经衰弱者和精神病患者危害就更大。除此之外，在某些特殊高危工作领域、高科技行业对静电危害更是避之不及，一不小心将给人民的生命和财产带来巨大损失。随着人民生活水平的提高，以及环保防护意识的增强，抗静电纤维的应用范围也日益扩大，抗静电纤维的服装如职业装、工装、防护服日见普及，抗静电纤维也因此异军突起，成为该领域各界人士关注的热点。
目前的抗静电织物主要是通过采用编织抗静电纤维和织物抗静电后整理两种途径实现，织物后整理工艺不但容易产生废水、污染环境、浪费资源，还存在耐洗性差，抗静电效果不持久。合成纤维的抗静电功能获得途径也多种多样。专利公开号为CN87100253A曾报道了一种锦纶66纤维抗静电技术，是采用分子改性的方法使纤维获得永久性抗静电性能。其技术关键是采用具有亲水性的聚合物聚乙二醇磷酸酯为抗静电剂，与锦纶66共混反应挤出制得永久性抗静电锦纶。但是这种工艺方法受限于环境湿度，在天气干燥的冬天其抗静电效果得不到体现。另外一种惯用方法是主要在纺丝过程中加入一些无机纳米抗静电剂来实现，这种方法制得的抗静电功能纤维所制备的织物具有良好的抗静电效果，且耐洗性优异。但目前这种方法也存在一些不足，比如为了达到更高的表面电导率，纳米抗静电剂添加量就相应增加，这样一定程度上导致纤维可纺性变差。
我们通过复合纺丝的方法制备锦涤复合的纤维，并且以碳纳米管为抗静电剂，添加在表层的高融指聚酰胺基体中，可以把抗静电剂浓缩在皮层，在整体含量不变的情况下大大提高了表层的抗静电剂含量，抗静电效果得到充分的发挥。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有抗静电功能的锦涤复合纤维的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，可制备具有良好挺括性、耐磨性、可染性等性能优异的皮芯结构复合纤维，还具有良好的抗静电效果。该复合纤维皮层由20%～40%的高融指聚酰胺树脂组成，其中抗静电剂碳纳米管的含量占聚酰胺质量分数的1%～8%；芯层由60%～80%的聚酯组成。
所述的高熔融指数聚酰胺树脂的融指指数在275℃、5kg测试条件下，熔融指数为30～50g/10min。
所述的抗静电剂碳纳米管管径为10～30nm，长度为500～1500nm，通过表面接枝聚酰胺来提高在基体中的分散性。
本发明还提供了上述具有抗静电功能的锦涤复合纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：
首先对锦纶和涤纶用树脂以及改性抗菌剂进行干燥；然后将干燥后的聚酰胺切片和抗静电剂混合后送入双螺杆挤出机中熔融，将聚酯切片送入单螺杆挤出机中熔融，得到两相纺丝熔体；再将两种纺丝熔体按照质量百分比的20%～40%的锦纶纺丝熔体和60%～80%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在260℃～300℃。
本发明的技术特点：采用改性的碳纳米管作为无机纳米抗静电剂，与锦纶切片具有良好的相容性，能够均匀地分散于聚酰胺熔体中；采用高流动性的聚酰胺树脂能在高填充抗静电剂的基础上大大提高可纺性；所制得的锦涤复合纤维不仅具有良好抗静电功能，还具有优异的耐磨性、挺括性等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将干燥好的99公斤皮层聚酰胺切片（与1公斤抗静电剂预分散，其中抗静电剂含量占皮层聚酰胺总质量的1wt%）和400公斤芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送。其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃，箱体温度270℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃，箱体温度292℃；公共箱体温度290℃。再将两种纺丝熔体按照质量百分比的20%的锦纶纺丝熔体和80%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在290℃。
实施例2
将干燥好的98公斤皮层聚酰胺切片（与2公斤抗静电剂预分散，其中抗静电剂含量占皮层聚酰胺总质量的2wt%）和400公斤芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送。其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃，箱体温度270℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃，箱体温度292℃；公共箱体温度290℃。再将两种纺丝熔体按照质量百分比的20%的锦纶纺丝熔体和80%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在290℃。
实施例3
将干燥好的96公斤皮层聚酰胺切片（与4公斤抗静电剂预分散，其中抗静电剂含量占皮层聚酰胺总质量的4wt%）和400公斤芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送。其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃，箱体温度270℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃，箱体温度292℃；公共箱体温度290℃。再将两种纺丝熔体按照质量百分比的20%%的锦纶纺丝熔体和80%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在290℃。
实施例4
将干燥好的288公斤皮层聚酰胺切片（与12公斤抗静电剂预分散，其中抗静电剂含量占皮层聚酰胺总质量的4wt%）和700公斤芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送。其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃，箱体温度275℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃，箱体温度290℃；公共箱体温度285℃。再将两种纺丝熔体按照质量百分比的30%的锦纶纺丝熔体和70%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在285℃。
实施例5
将干燥好的384公斤皮层聚酰胺切片（与16公斤抗静电剂预分散，其中抗静电剂含量占皮层聚酰胺总质量的4wt%）和600公斤芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送。其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃，箱体温度270℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃，箱体温度292℃；公共箱体温度290℃。再将两种纺丝熔体按照质量百分比的40%的锦纶纺丝熔体和60%的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板等进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。其中纺丝温度控制在290℃。
Claims (3)
1.一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维，其特征在于：所述复合纤维为皮芯型结构；其中的皮层由聚酰胺和纳米抗静电剂组成，芯层为PET聚酯，所述的皮层占复合纤维总重量的20～40％，芯层占60％～80％，其中所述的皮层中纳米抗静电剂为碳纳米管，其含量占皮层聚酰胺总质量的1～8wt％，碳纳米管管径为10～30nm，长度为500～1500nm，通过表面接枝聚酰胺来提高在基体中的分散性。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维，其特征在于：所述的PET聚酯切片为市场上常规纺丝切片；聚酰胺切片流动性较高，在275℃、5kg测试条件下，熔融指数为30～50g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗静电功能的锦涤复合杂化纤维的制备方法，其制备过程包括：将干燥好的与抗静电剂预分散的皮层聚酰胺切片和芯层PET切片分别用双螺杆挤出机组和单螺杆挤出机组熔融输送；其中抗静电剂为碳纳米管，其含量占皮层聚酰胺总质量的1～8wt％，其中聚酰胺组份双螺杆机组温度设置为260～275℃；PET组份单螺杆机组温度设置为260～295℃；公共箱体温度290℃；再将两种纺丝熔体按照质量百分比的20～40％的锦纶纺丝熔体和60～80％的涤纶纺丝熔体计量后，送入复合纺丝箱体，且依次经过箱体纺丝组件内的过滤层、分配板、喷丝板进行纺丝、风冷却、上油、卷绕得到锦涤复合取向丝。
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