CN104178842B - 一种仿真丝氨纶纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种仿真丝氨纶纤维及其制备方法，该仿真丝氨纶纤维的质量百分比组成为：成纤聚合物：90.0～95.0％，改性沸石：4.8～9.0％，抗紫外剂：0.1～0.5％，抗氧剂：0.1～0.5％。其制备方法包括以下步骤:(1)将原料聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和4,4‑二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)混合反应得到预聚物，向预聚物中加入一定量混合二胺扩链剂，形成聚合物溶液；(2)向所述聚合物溶液中加入特殊的助剂浆料，搅拌熟化，形成纺丝原液；(3)经特殊的喷丝板进行独特的湿干法纺丝，制得截面接近于三角形的氨纶纤维。本发明仿真丝氨纶纤维的制备方法,使氨纶纤维具备真丝的特性,提高了氨纶纤维织物的服用舒适性，且具有保健作用。
Description
技术领域
本发明涉及功能性化学纤维及其制造方法技术，具体为一种仿真丝氨纶纤维的制备方法技术。
背景技术
氨纶是一种聚氨酯弹性纤维，是提升面料品质的关键因素之一。随着国民生活水平的不断提升，消费者对面料的舒适程度要求越来越高。氨纶纤维仿生化是未来发展的必经之路，向大自然学习是创新之源头。真丝因其舒适性和保健作用而深受消费者的喜爱。那么开发一种仿真丝氨纶纤维就日趋重要，不仅提升面料舒适性，而且提升面料的实用性，使面料能够满足更为苛刻的要求。
目前关于仿真丝氨纶纤维生产方面的专利技术及文献较少，因此，需要开发一种生产仿真丝氨纶纤维的新技术，以满足氨纶纤维制造技术及服装领域发展的需要。
发明内容
技术问题：本发明拟解决的技术问题是设计一种仿真丝氨纶纤维的制造方法。该制造方法的实施过程稳定，制备的氨纶纤维具备保健功能，提高了氨纶纤维的悬垂性，制备的面料舒适、耐用。该仿真丝氨纶纤维制造工艺成熟，不需要特殊设备，便于工业化实施。
技术方案：本发明的一种仿真丝氨纶纤维的质量百分比组成为：
所述的成纤聚合物为由聚四亚甲基醚二醇和4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯混合反应得到的预聚物，与混合二胺扩链剂发生扩链反应制得，其中聚四亚甲基醚二醇的分子量为2100～4000。
所述的沸石的粒径为0.5～1.0μm。
所述的抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑；抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷。
本发明仿真丝氨纶纤维的制备方法包括以下步骤：
1)将原料聚四亚甲基醚二醇PTMEG和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI混合，在75～90℃反应100～120min，制备得到预聚物，其中MDI与PTMEG的摩尔比为(1.80～2.00)：1；
2)制备扩链剂混合物溶液：将乙二胺、丁二胺中的一种或两种，溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺DMAc，形成质量百分比浓度为1.00～4.00％的扩链剂混合物溶液；
3)向所述的扩链剂混合物溶液中加入所述预聚物并搅拌，其中胺基的摩尔数与异氰酸根的摩尔数比为(1.02～1.06)：1，进行反应，形成质量百分比浓度为35～45％的聚氨酯溶液；
4)向所述的聚氨酯溶液中加入含有改性沸石质量百分比浓度为20.0％～35.0％的助剂浆料，经搅拌、分散、熟化后，形成质量百分比浓度为30～40％的纺丝原液；
5)将所述的纺丝原液通过喷丝板，经湿干法纺丝，形成仿真丝氨纶纤维。
所述改性沸石的制备方法为：
1)干燥沸石，在100～120℃下干燥4～6小时；将干燥过的沸石置于不锈钢釜中，抽真空至0.0001～0.1个标准大气压，温度为30～50℃，向不锈钢釜中注入质量百分比浓度为25.0％～35.0％的桑蚕丝丝素水溶液，剧烈搅拌，施加0.3～0.5MPa的气压，保压0.5～1.5小时，其中沸石与丝素溶液的质量比为(1～3)：1，所述的沸石的粒径为0.5～1.0μm；
2)将反应釜抽抽真空至0.0001～0.1个标准大气压，加热至40～60℃，保持抽真空的动作3.0～5.0小时，即制得改性沸石。
所述的湿干法纺丝方法为：
1)纺丝原液从喷丝板挤出后，直接进入凝固浴，凝固浴为质量百分比浓度为5.0％～15.0％的DMAc水溶液，在凝固浴中行进距离为1.0～3.0米，凝固浴的温度为50～60℃，经此过程制得生丝；
2)生丝进入干法纺丝甬道，甬道上进风温度为200～220℃。
所述喷丝板的喷丝孔孔径为0.01～0.05mm，孔间距离为0.5～1.0mm，喷丝板上有3个喷丝孔，成正三角形分布。
所述的仿真丝氨纶纤维的界面为近似三角形。
有益效果：本发明通过利用特殊的工艺配方以及特殊的纺丝加工方法，制备的氨纶纤维多微孔，截面呈近似三角形，不仅具备吸湿导湿能力，而且含有多种氨基酸，具有保健功能。经特殊的喷丝板，所制得的异形氨纶尺寸稳定，提高产品的均一性。利用纤维相切所形成的沟槽，通过虹吸效应，能够快速导出体表的水分，改善体表微环境，有利于人体健康。所制得的氨纶纤维尺寸稳定，均一性好，悬垂性优良，提高织物的档次。利用特殊的湿干法纺丝，大大降低纺丝热量，达到节能降耗的目的。本发明制造工艺成熟，对设备没有特殊要求，工业化实施容易，功能材料成本低廉，便于推广。
具体实施方式
本发明的一种仿真丝氨纶纤维的质量百分比组成为：
所述的成纤聚合物为由聚四亚甲基醚二醇和4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯混合反应得到的预聚物，与混合二胺扩链剂发生扩链反应制得，其中聚四亚甲基醚二醇的分子量为2100～4000。
所述的沸石的粒径为0.5～1.0μm；所述的抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑；抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷。
所述喷丝板的喷丝孔孔径为0.10～0.20mm，孔间距离为1.0～5.0mm。
所述喷丝板的喷丝孔孔径为0.01～0.05mm，孔间距离为0.5～1.0mm，喷丝板上有3个喷丝孔，成正三角形分布。
实施例1：
第一步：成纤聚合物的制备
1)将原料聚四亚甲基醚二醇和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯混合，在90℃反应120min，制备得到预聚物1，其中4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚四亚甲基醚二醇的摩尔比为1.80：1；
2)将乙二胺、丁二胺中的一种或两种，溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺，形成质量百分比浓度为3.0％的混合二胺扩链剂；
3)将上述的混合二胺扩链剂加入到所述的预聚物溶液中并搅拌，其中胺基的摩尔数与异氰酸酯基的摩尔数比为1.06：1，进行反应，形成质量百分比浓度为35.0％的聚合物溶液。
第二步：改性沸石的制备
1)干燥沸石，在100℃下干燥4小时；将干燥过的纳米凹凸棒置于不锈钢釜中，抽真空至0.0001个标准大气压，温度为50℃，向不锈钢釜中注入质量百分比浓度为35.0％的桑蚕丝丝素水溶液，剧烈搅拌，施加0.5MPa的气压，保压1.5小时，其中沸石与丝素溶液的质量比为1：1。
2)将反应釜抽抽真空至0.01个标准大气压，加热至60℃，保持抽真空的动作3.0小时，即制得改性沸石。
第三步：助剂浆料制备
1)将将抗紫外剂、抗氧剂、改性沸石加入到N，N-二甲基乙酰胺中并研磨30小时，通过搅拌器搅拌、研磨机研磨达到均匀分散的目的，制备的浆料的质量百分比浓度为35％；
第四步：纺丝原液的制备
将制备的成纤聚合物溶液与制备的助剂浆料在搅拌设备中分散均匀，经30小时搅拌熟化，制备纺丝原液。
第五步：经特殊的喷丝板及湿干法纺丝纺制仿真丝氨纶纤维
1)湿法纺丝
a.凝固浴为质量百分比浓度为10.0％的DMAc水溶液；b.在凝固浴中行进距离为3.0米；c.凝固浴的温度为60℃；
2)干法纺丝
a.风量：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28；b.温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝210/195/150；c.纺丝速度：900m/min。
经以上步骤制得仿真丝氨纶纤维。
Claims (2)
1.一种仿真丝氨纶纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将原料聚四亚甲基醚二醇PTMEG和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI混合，在75～90℃反应100～120min，制备得到预聚物，其中MDI与PTMEG的摩尔比为(1.80～2.00)：1；
2)制备扩链剂混合物溶液：将乙二胺、丁二胺中的一种或两种，溶解入溶剂N，N-二甲基乙酰胺DMAc，形成质量百分比浓度为1.00～4.00％的扩链剂混合物溶液；
3)向所述的扩链剂混合物溶液中加入所述预聚物并搅拌，其中胺基的摩尔数与异氰酸根的摩尔数比为(1.02～1.06)：1，进行反应，形成质量百分比浓度为35～45％的聚氨酯溶液；
4)向所述的聚氨酯溶液中加入含有改性沸石质量百分比浓度为20.0％～35.0％的助剂浆料，经搅拌、分散、熟化后，形成质量百分比浓度为30～40％的纺丝原液；
5)将所述的纺丝原液通过喷丝板，经湿干法纺丝，形成仿真丝氨纶纤维；
其中，所述改性沸石的制备方法为：
1)干燥沸石，在100～120℃下干燥4～6小时；将干燥过的沸石置于不锈钢釜中，抽真空至0.0001～0.1个标准大气压，温度为30～50℃，向不锈钢釜中注入质量百分比浓度为25.0％～35.0％的桑蚕丝丝素水溶液，剧烈搅拌，施加0.3～0.5MPa的气压，保压0.5～1.5小时，其中沸石与丝素溶液的质量比为(1～3)：1，所述的沸石的粒径为0.5～1.0μm；
2)将反应釜抽真空至0.0001～0.1个标准大气压，加热至40～60℃，保持抽真空的动作3.0～5.0小时，即制得改性沸石；
所述的湿干法纺丝方法为：
1)纺丝原液从喷丝板挤出后，直接进入凝固浴，凝固浴为质量百分比浓度为5.0％～15.0％的DMAc水溶液，在凝固浴中行进距离为1.0～3.0米，凝固浴的温度为50～60℃，经此过程制得生丝；
2)生丝进入干法纺丝甬道，甬道上进风温度为200～220℃。
2.根据权利要求1所述的一种仿真丝氨纶纤维的制备方法，其特征在于所述的仿真丝氨纶纤维的截面为近似三角形。
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