CN104292442A - 吸湿导电聚酯纤维切片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维改性领域，尤其涉及一种吸湿导电聚酯纤维切片，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其制备方法为：（1）按照质量比称取配方量的PTA和EG加入到聚合反应釜内，启动搅拌在0.2MPa压力下升温至260°C进行酯化反应，待出水量达到理论出水量的95%以上时，加入配方量的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为250Pa、温度为265°C条件下缩聚0.5h，逐步转入真空度为60Pa，温度升至280°C缩聚反应3h；（2）当熔体特性粘度在0.624dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。该吸湿导电聚酯纤维切片电阻率有了较大的提高。将切片熔融纺丝进行吸湿率测定，吸湿率为5.2%，常规PET纤维最高吸湿率为0.5%。

Description

吸湿导电聚酯纤维切片及其制备方法

技术领域

本发明涉及纤维改性领域，尤其涉及一种吸湿导电聚酯纤维切片及其制备方法。

背景技术

PET纤维自1941年由英国Whinfield和Dickson首次合成以来，由于其具有强度高、弹性好、耐热性好、耐光、耐磨和耐腐蚀等优异性能，得到了迅速发展，已成为最主要的聚酯纤维品种。然而PET纤维电阻大、导电率小、含水率低、透气性差、染色性差、易起球起毛、易沾污等缺点已不能满足人们对衣物日益增加的多功能需求。

近年来，功能性PET纤维已称为人们研究的重点，如阻燃、导电、吸湿、抗起球等新型改性聚酯纤维得到开发和应用，改性手段如共聚、共混、表面接枝、填充、结晶改性及玻璃纤维增强改性等手段也不断得到运用。目前，已有报道的制备吸湿导电聚酯纤维的方法很多，基本上可以分为类：一类是物理改性：如改变喷丝板微孔形状或对纤维进行特殊处理，纺制得到表面具有沟槽的异形纤维，利用纤维表面沟槽产生的毛细现象，使汗水得到扩散和芯吸。此种方法的缺点是喷丝板设计比较麻烦，且纺丝工艺条件要求较高。也有利用双组分复合共纺的方法，将亲水材料作为共纺复合纤维的芯层，将具有异形截面的常规聚酯作为复合共纺纤维的皮层，制得吸湿排汗纤维，但此种方法成本高、操作麻烦。也有采用共混的方法，将另一类是化学改性，在聚酯高分子链上引入亲水基团，提高聚酯纤维的吸湿排汗性能。此种方法虽然可以获得永久的亲水性聚酯纤维，但生产工艺复杂，操作麻烦，且成本较高。还有用亲水性高分子物质对聚酯纤维进行表面覆盖，此法由于操作复杂，生产条件控制严格，难以实现工业化大规模生产。

本发明采用嵌段共聚的方法将具有亲水性的聚甘油引入到PET分子链上，并加入炭黑导电粉，制得了具有良好导电性、吸湿性的PET切片，此法操作简单，成本低，适合工业化大规模生产。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种添加量少、成本较低、制备方法简单、不影响PET纤维固有物理性能的导电吸湿聚酯纤维切片及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种导电吸湿聚脂纤维切片，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其中PTA与EG的质量比为： 60~65：35~40；其余辅料添加量按与PTA质量比：炭黑1~5%，聚甘油2~10%，催化剂乙二醇锑0.1%~0.2%，抗氧化剂0.05%~0.2%。

所述的炭黑为超导电炭黑，其粒径在15~25nm，pH值7~8，比表面积200~400m²/g，吸碘值650~750g/kg，加热减量≤0.5%。

所述的抗氧化剂为抗氧化剂1076与抗氧化剂168的混合物，二者按质量百分数配比为：45%~60%抗氧化剂1076，40~55%抗氧化剂168。

上述的制备方法包括以下步骤：

（1）按照质量比称取配方量的PTA和 EG加入到聚合反应釜内，启动搅拌在0.2~0.4MPa压力下升温至260°C~265°C进行酯化反应，待出水量达到理论出水量的95%以上时，加入配方量的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为250~350Pa、温度为265°C~270°C条件下缩聚0.5h~1h，逐步转入真空度为20~60Pa，温度升至275°C~280°C缩聚反应2.5h~3h；

（2）当熔体特性粘度在0.624±0.003dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：由本发明制备吸湿导电PET纤维切片，制备过程简单，操作方便，成本较低，制得的切片具有良好的导电和吸湿性能。对所得切片进行电阻率测定，与常规PET纤维切片相比，电阻率有了较大的提高，电阻率为8.3×10⁴W/cm左右。将切片熔融纺丝进行吸湿率测定，吸湿率为3.8~5.2%，常规PET纤维最高吸湿率为0.4~0.5%。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种吸湿导电聚酯纤维切片，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其中PTA与EG的质量比为： 60：40；其余辅料添加量按与PTA质量比：炭黑5%，聚甘油10%，催化剂乙二醇锑0.1%，抗氧化剂0.05%，抗氧化剂由质量比为1:1的抗氧化剂1076和抗氧化剂168混合物。

制备方法：（1）按上述质量比称取一定量的PTA和 EG加入到5L聚合反应釜内，启动搅拌在0.2MPa压力下升温至260°C进行酯化反应，待理论出水量达到95%以上时，加入一定质量比的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为250Pa、温度为270°C条件下缩聚0.5h左右，逐步转入真空度为40Pa，温度升至280°C缩聚反应2.5h左右；

（2）待特性粘度为0.624dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。

对所得的聚酯纤维切片进行电阻率测定，结果为8.3×104W/cm，将切片熔融纺丝，测得吸湿率为5.1%。

实施例2：

一种吸湿导电聚酯纤维切片，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其中PTA与EG的质量比为： 65：35；其余辅料添加量按与PTA质量比：炭黑2%，聚甘油5%，催化剂乙二醇锑0.2%，抗氧化剂0.1%，抗氧化剂由质量比为3：2的抗氧化剂1076和抗氧化剂168混合物。

制备方法：（1）按上述质量比称取一定量的PTA和 EG加入到5L聚合反应釜内，启动搅拌在0.4MPa压力下升温至265°C进行酯化反应，待理论出水量达到95%以上时，加入一定质量比的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为300Pa、温度为265°C条件下缩聚0.5h左右，逐步转入真空度为30Pa，温度升至275°C缩聚反应2.5h左右；

（2）待特性粘度为0.624dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。

对所得的聚酯纤维切片进行电阻率测定，电阻率为7.8×104W/cm，将所得切片进行熔融纺丝，测得吸湿率为4.5%。

实施例3：

一种吸湿导电聚酯纤维切片，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其中PTA与EG的质量比为： 63：37；其余辅料添加量按与PTA质量比：炭黑1%，聚甘油3%，催化剂乙二醇锑0.2%，抗氧化剂0.2%，抗氧化剂由质量比为9：11的抗氧化剂1076和抗氧化剂168混合物。

制备方法：（1）按上述质量比称取一定量的PTA和 EG加入到5L聚合反应釜内，启动搅拌在0.3MPa压力下升温至260°C进行酯化反应，待理论出水量达到95%以上时，加入一定质量比的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为350Pa、温度为265°C条件下缩聚0.5h左右，逐步转入真空度为35Pa，温度升至275°C缩聚反应2.5h左右；

（2）待特性粘度为0.624dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。

对所得的聚酯纤维切片进行电阻率测定，电阻率为7.2×104W/cm，将切片进行熔融纺丝，测得吸湿率为3.8%。

Claims (4)

1.一种吸湿导电聚酯纤维切片，其特征在于，它由PTA、EG、炭黑、聚甘油、催化剂乙二醇锑和抗氧化剂组成，其中PTA与EG的质量比为： 60%~65%：35%~40%；其余辅料添加量按与PTA质量比：炭黑1~5%，聚甘油2~10%，催化剂乙二醇锑0.1%~0.2%，抗氧化剂0.05%~0.2%。

2.根据权利要求1所述的吸湿导电聚酯纤维切片，其特征在于，所述的炭黑的粒径在15~25nm，pH值7~8，比表面积200~400m²/g，吸碘值650~750g/kg，加热减量≤0.5%。

3.根据权利要求1所述的吸湿导电聚酯纤维切片，其特征在于，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1076与抗氧化剂168的混合物，二者按质量百分数配比为：45%~60%的抗氧化剂1076，40%~55%抗氧化剂168。

4.一种吸湿导电聚酯纤维切片的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）按照质量比称取配方量的PTA和 EG加入到聚合反应釜内，启动搅拌在0.2~0.4MPa压力下升温至260°C~265°C进行酯化反应，待出水量达到理论出水量的95%以上时，加入配方量的炭黑、抗氧化剂和聚甘油，在真空度为250~350Pa、温度为265°C~270°C条件下缩聚0.5h~1h，逐步转入真空度为20~60Pa，温度升至275°C~280°C缩聚反应2.5h~3h；

（2）当熔体特性粘度在0.624±0.003dl/g时出料、冷却、切粒、干燥，即得所述的吸湿导电聚酯纤维切片。