CN105669969B - 一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法,通过先低温制备聚酰胺6预聚体,预先控制熔体中低聚物含量,然后通过缩聚反应动力学强化的方法,在环状低聚物未大量生成前完成聚合,获得一定分子量的尼龙6聚合物熔体,所得产物中,可萃取物含量≤1.5wt%,环状二聚体含量≤0.2wt%;然后,缩聚反应动力学强化结束后直接熔融纺丝成形。本发明工艺简单,在提高己内酰胺的利用率的同时,还降低了能耗,所获熔体可直接熔融纺丝,易于实现大容量规模化生产,聚合过程中可添加改性剂,实现尼龙6柔性化生产,可应用在服用纤维、工业用丝、工程塑料等领域。

Description

一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法
技术领域
本发明属技术领域,涉及一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法。
背景技术
尼龙纤维由于其具有优异的物理机械性能和纺织加工性能,自问世以后,其产量在相当长的一段时间内位居合成纤维家族的第一位,但由于价格与生产成本的限制以及聚酯纤维的快速发展,现为第二大产量的合成纤维。2013年我国锦纶产量为211.28万吨,同比增长12.44%,产量约占合成纤维总产量的6.3%。尼龙纤维具有聚酯纤维无法比拟的优良物理性能,如尼龙纤维的断裂强度较高,耐磨性居纺织通用纤维之冠,吸湿性好,弹性回复率和耐疲劳性能优良,染色性好。尼龙纤维除了服装业用和装饰用外,在其他产业中也有广阔的应用,如其在轮胎帘子布、汽车用纺织品、过滤材料、BCF地毯膨体纱上都开发了新产品。尼龙纤维有很多品种,主要品种是尼龙6和尼龙66纤维,由于历史原因和各国的具体条件不同,各个国家的侧重点也不同,美、英等国以生产尼龙66为主,德国、意大利、日本及东欧各国以尼龙6为主,我国主要生产尼龙6纤维。
己内酰胺连续水解聚合是应用最广泛的尼龙6聚合生产工艺。在尼龙6切片生产中,聚合物达到平衡时,己内酰胺的转化率一般在90%左右,这意味着聚合物中残余有10%左右的己内酰胺与低聚物(其中单体占约75%,低聚物约占25%,低聚物中主要为环状二聚体),在工业上通常采用热水除去,因此也称为热水可萃取物。在尼龙6熔融纺丝过程中,熔体中不允许有6μm以上的杂质存在,并且希望己内酰胺单体尽可能的少,因为在高速纺丝过程中,纤维的张力大,杂质或气泡的存在会引起应力集中,从而发生断丝现象。环状二聚体的熔融温度达到348℃,远高于尼龙6常规纺丝温度,决定了其无法熔融,也无法在熔融状态下参加开环聚合反应;己内酰胺在纺丝温度下容易挥发,在纤维成型过程中容易形成气泡;因此成为了影响纺丝过程的重要因素。存在熔体中的其他低聚物还会引起相对分子量分布变宽,低分子聚合物的存在不仅影响了纺丝成型过程,还对纤维的力学性能造成了影响。因此在尼龙6纺丝过程中,为了避免出现断丝等不利于纺丝过程的情况,热水可萃取物含量应小于1.5%。
因此目前工业上需对聚酰胺6切片进行萃取后才能进行纺丝,根据FZ/T 51004-2011,聚己内酰胺切片热水可萃取物含量应小于0.5%(优等品),但该过程需要消耗大量的能量及萃取水,而且还是对原料己内酰胺造成浪费。因此,如何降低已内酰胺聚合过程中所产生的低聚物,进而实现聚酰胺6的熔体直纺成为了聚酰胺6纤维发展的制约因素之一。因此通过开发新聚合工艺,降低已内酰胺水解聚合过程中所产生的低聚物含量,实现尼龙6熔体直纺成为了产业发展的趋势。
目前降低己内酰胺水解聚合过程中低聚物含量的主要方法是对聚合温度的控制,因为己内酰胺聚合是一个随着温度变化而变化的平衡关系,随着温度的升高,更有利于低聚物生成,尤其是环状低聚物,因此可以通过控制聚合温度来有效控制低聚物含量,即低温聚合。要想确保聚合过程处于液态进行,聚合温度需至少大于聚酰胺6熔点以下10℃,此时的聚合温度仍不能将低聚物控制在可熔体直纺的范围,而且低温聚合还有另外一个缺点,即反应速度较慢,所获的聚合物分子量偏低;而在更低温度下聚合的过程实际上是分为两部分,一部分是熔融聚合过程,一部分是固相聚合过程,固相聚合的过程是为了获得足够分子量的聚合物用以产品的开发,但是目前还没有找到能将低温下形成的固态聚合物变成适合纺丝的有效方法,如果由低温聚合物纺制纤维,则必须先将聚合物熔融,然而,这时随着与时间和温度有关的平衡而又形成低分子化合物,其数量和熔化时的温度相适应,并且总要比低温聚合时要多,这样一来,与正常的聚合法相比较就没有什么优点了。
本发明通过先低温制备聚酰胺6预聚体,预先控制熔体中低聚物含量,然后通过缩聚反应动力学强化的方法,在环状低聚物未大量生成前完成聚合,获得一定分子量的尼龙6聚合物熔体。此方法在高温下反应时间段,可以避免熔体在较高温度下,环状低聚物随着时间的推移大量生成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法。
本发明的一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150-220℃和压力为0.1-5MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合;此过程为己内酰胺在压力及开环剂水的作用下开环形成氨基己酸,氨基己酸再通过加成反应打开己内酰胺,形成短链段,也使己内酰胺开环率提高,这个过程中所采用的聚合温度较低,由于环状低聚物形成是热力学平衡过程,温度降低有利于降低环状低聚物含量,同时,此阶段所形成均为短链段的尼龙6,尼龙6分子链段呈刚性,端氨基回咬的活化能提高,形成环状低聚物的可能性降低,从而产生的环状低聚物含量也较低;
所获产物数均分子量为1000-2000,低聚物含量10-30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为1-10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为10-200Pa和温度为180-220℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应;此过程的目的是使第一阶段所获短链段通过缩聚提高分子量,并将大部分单体、水等小分子抽除,此过程需要在压力较低的条件下进行;对于尼龙6来说,当分子量增长到5000左右时,即为分子链缠结点,聚合物熔体粘度会随着分子量的增加而大大增加,此过程为了保证低聚物含量不会大量增加,需保持在较低温度,又必须保证熔体粘度处于较低水平,以方便小分子抽除,因此需将聚合物分子量控制在缠结点附近。
所得预聚物的熔体分子量为4000-6000,低聚物含量在2-8%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为1-100Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为10-100Pa条件下聚合,聚合温度从180-220℃逐步升至220-280℃;所获熔体分子量为11400-45600,相对粘度为2.0-5.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;此过程的目的是将聚合物分子量增加至目标分子量,则需要提高聚合温度,但为了避免熔体在较高温度下低聚物含量随着停留时间的增加而增加,就必须快速抽除小分子,将聚合物分子量快速增粘至目标分子量;为保证小分子能快速脱除以达到快速增粘的目的,需保证熔体粘度处于较低水平;聚合温度从180-220℃逐步升至220-280℃采用的是阶梯升温的方式,原因是随着分子量升高,熔体粘度增大,为了保证熔体粘度处于较低水平,就得升高温度,但综合考虑到高温有利于低聚物的生成,因此采用梯度升温的方法,保证熔体粘度为1000-4000Pa·s;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种尼龙6聚合方法,水含量为己内酰胺的1-20wt%,催化剂含量为己内酰胺的1-20wt%。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述催化剂为氨基酸和/或质子酸,所述质子酸为HCl、H3PO4、H2SO4、HNO3、NH3、[Al(H2O)6]中的一种及以上。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述氨基酸为脂肪族氨基酸或芳香族氨基酸;所述脂肪族氨基酸的分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=1~16;所述芳香族氨基酸为主链或支链上存在苯环,为苯丙氨酸。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述开环反应时间为3-12h。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述预缩聚反应时间为1-3h。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述缩聚反应动力学强化过程时间为10-90min。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述阶梯升温是指温度从180-220℃升到220-280℃分为2-10个阶段,以实现温度随缩聚反应的进行而逐渐上升。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,采用液相增粘釜,实现所述缩聚反应动力学强化过程。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应动力学强化阶段,还添加分子量稳定剂,为单元酸、单元胺、多元酸或多元胺中的一种及以上,添加量为己内酰胺的0.01-10wt%;其中:
单元酸,为脂肪族H(CH2)aCOOH,其中,a=1~16;或芳香族,为苯甲酸;
单元胺,为脂肪族H(CH2)bNH2,其中,b=1~16;或芳香族,为苯胺;
多元酸,为脂肪族二元酸HOOC(CH2)cCOOH,其中,c=1-20;或芳香族二元酸,为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或萘二甲酸;
多元胺,为脂肪族二元胺H2N(CH2)dNH2,其中,d=1-20;或芳香族二元胺,为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、萘二胺或二甲苯二胺。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应动力学强化阶段,还加入内酰胺、内酯或其聚合物,所添加量为己内酰胺的50wt%以下。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述聚合物为内酰胺和/或内酯的均聚物或共聚物,所述内酰胺为所述内酯为其中n=1~10,m=1~10;所述内酰胺和/或内酯的数均分子量为4000以下。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应缩聚反应动力学强化阶段,还添加功能添加剂,为抗氧化剂、抗紫外剂、抗菌剂、阻燃剂、负离子发生材料、荧光材料、碳纳米管或石墨烯,添加量为己内酰胺的0.01-10wt%。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616;抗紫外剂为水杨酸、二苯甲酮系苯并三唑系、二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、滑石粉、SEED;抗菌剂为纳米二氧化钛、氧化锌、氧化铁、壳聚糖、纳米银、纳米铜或季铵盐类化合物;阻燃剂为硼酸锌、四溴双酚A、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚或1,3,6-三(4,6-二氨基-2-硫基三嗪)己烷与三聚氰酸的混合物;负离子发生材料为奇冰石、电气石、蛋白石或奇才石;荧光材料是以碱土金属的硫化物、铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕、钐、铒或钕,作为激活剂。
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述季铵盐类化合物分子式为其中,R1、R2=C8~C20,R1、R2相同或不同,X-为Cl-、Br-、I-
如上所述的一种尼龙6聚合方法,所述缩聚反应动力学强化阶段,还添加扩链剂达到快速增粘的效果,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.01wt%-1.2wt%;所述扩链剂为双环氧乙烷、双噁唑酮、双酰基双己内酰胺、磷酸酯或双异氰酸酯;所述的双环氧乙烷的分子式为其中R=C1~C8。
本发明还提供了一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,第一导丝盘速度为4000-4500m/min,第二导丝盘速度为5000-6000m/min,拉伸倍数为1.1-1.5倍,冷却风温为15-25℃,风速0.5-1m/s,相对湿度为60%-90%,得到全拉伸丝。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为700-1500m/min,冷却风温为20-30℃,风速0.3-1m/s,相对湿度为60%-80%,得到未取向丝。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为4000-4500m/min,冷却风温为15-25℃,风速0.3-0.6m/s,相对湿度为60%-80%,得到预取向丝。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为4500-6000m/min,冷却风温为15-20℃,风速0.3-0.5m/s,相对湿度为80%-90%,得到高取向丝。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为240-280℃,冷却风温为20-30℃,风速0.3-1m/s,相对湿度为60%-80%,喂入辊温度为60-120℃,拉伸辊温度为100-190℃,喂入速度为300-1000m/min,拉伸速度为1000-3500m/min,拉伸倍数为3.5-5倍,变形热空气温度为190-230℃,空气喷射压力为196kPa-490kPa,卷绕速度为600-3000m/min,冷却空气温度为25℃。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是并列型、皮芯型、海岛型、桔瓣型或多芯型复合纺丝;所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙、水溶性聚酯中的一种,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为3:7-7:3。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形、十字形、多角形、中空纤维、U形、T形、Y形、多边形或工字形。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1-30wt%。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙、聚酯、聚乙二醇中的一种及以上。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,尼龙是尼龙6、尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙中的一种及以上;聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、水溶性聚酯中的一种及以上;聚乙二醇分子量范围为400-20000,聚乙二醇端基是羟基,或是经过改性的端基为羧基和/或氨基的聚乙二醇。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗氧化剂、抗紫外剂、抗菌剂、阻燃剂、负离子发生材料、荧光材料、碳纳米管或石墨烯,含量为功能性母粒的10-30wt%。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616;抗紫外剂为水杨酸、二苯甲酮系苯并三唑系、二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、滑石粉、SEED;抗菌剂为纳米二氧化钛、氧化锌、氧化铁、壳聚糖、纳米银、纳米铜或季铵盐类化合物;阻燃剂为硼酸锌、四溴双酚A、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚或1,3,6-三(4,6-二氨基-2-硫基三嗪)己烷与三聚氰酸的混合物;负离子发生材料为奇冰石、电气石、蛋白石或奇才石;荧光材料是以碱土金属的硫化物、铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕、钐、铒或钕,作为激活剂。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,分子式为其中,R1、R2=C8~C20,R1、R2相同或不同;X-为Cl-、Br-、I-
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述色母粒中所用着色剂为酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红、镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、颜料红179、颜料蓝60、颜料绿36、颜料黄214、颜料橙43、颜料橙68、颜料棕41、颜料黄184、溶剂紫59、溶剂紫37、溶剂红143、溶剂红181、溶剂蓝94、溶剂蓝132、溶剂绿29、溶剂黄135、溶剂黄167的一种及以上。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的5-50wt%。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,所述聚合物切片是聚酯、尼龙、聚乙二醇中一种及以上。
如上所述的一种尼龙6聚合物的熔体直纺方法,聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、水溶性聚酯中的一种及以上;尼龙是尼龙6、尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙中的一种及以上;聚乙二醇分子量范围为400-20000,聚乙二醇端基是羟基,或是经过改性的端基为羧基和/或氨基的聚乙二醇。
本发明还提出一种尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料,将所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过梭织或针织形成面料,面料是平纹、斜纹、缎纹中的一种,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
如上所述的面料,面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
如上所述的面料,所述前处理退浆温度为60-80℃,退浆时间为6-12h,其退浆助剂配方为:纯碱10-20g/L,去油灵10-15g/L。
如上所述的面料,所述升温染色工艺为始染温度为30-40℃,以1-3℃/min的速率升温,升温至90-95℃再保温40min;染色剂浓度为0.5-2%(omf),浴比为1:10-20。
如上所述的面料,所述固色工艺为温度为90-95℃,固色时间为20-60min;固色剂浓度为0.5-2%(omf),浴比为1:10-20。
如上所述的面料,在染色及固色过程中,适当加入一些助剂,所述助剂添加量为5-10g/L,所述助剂为软水剂,为NORM02;匀染剂,为ACID03或ACID16;缓染剂,为硫酸铵。
本发明提出的一种尼龙6聚合方法的装置,料仓的作用是储存己内酰胺,其通过管道与原料加热罐相连,原料加热罐的作用是将己内酰胺熔化;加压开环釜通过管道与原料加热罐相连,加压开环釜的作用是通过加压的方式,促使己内酰胺水解开环,获得环状低聚物含量较低的预聚物;缩聚釜通过管道与加压开环釜相连,缩聚釜的作用是将加压开环釜的产物预缩聚至分子链缠结点附近的分子量,并将大量的未反应的单体抽除,此时熔体粘度较低,因此对于缩聚的条件要求不高;液相增粘釜通过管道与缩聚釜相连,液相增粘釜的作用是将缩聚釜的产物通过高真空缩聚反应动力学强化至目标分子量,并将未反应的单体及水分快速抽除,此时熔体粘度较高,因此对于缩聚的条件要求高;在缩聚釜、液相增粘釜分别与缓冲罐通过管道相连,缓冲罐的作用是收集缩聚釜、液相增粘釜中被抽取出来的小分子,并将其输送到浓缩罐中;浓缩罐与缓冲罐通过管道相连,浓缩罐的作用是将缓冲罐中输送过来的单体浓缩,并重新输送到原料加热罐中,继续参与反应。被送到浓缩器浓缩并属性重新利用;得到的熔体直接被输送到纺丝组件进行纺丝,随后织造、染整,得到最终产品。
机理说明:
本发明采用低温聚合制备预聚物,实现环状二聚体的有效控制,主要是依靠以下机理:
己内酰胺水解聚合反应过程中所发生的反应均是可逆的平衡反应,形成环状二聚体的反应主要是端氨基咬合反应,其反应可以由以下方程表示:
Pn+C2→Pn+2
其中,正反应是环状二聚体开环加成反应,反应活化能为Ea1=89.12KJ/mol;逆反应是端氨基咬合反应,反应活化能为Ea2=102.38KJ/mol,是形成环状二聚体的最主要方式。
温度是影响己内酰胺聚合体系中低聚物含量的最主要因素,下式为阿伦尼乌斯公式:
k=Ae-Ea/RT
取对数后得
lnk=lnA-Ea/RT
从上可以得到反应速率常数k与温度之间的关系,从式中可以看出,反应活化能越高,反应速率常数对温度的变化越敏感,环状二聚体的加聚反应活化能要小于成环反应活化能,因此,聚合温度升高,有利于环化反应的进行,从而使环状低分子物的含量增加。
有益效果
1、本发明的聚合工艺简单,在提高己内酰胺的利用率的同时,降低了能耗,降低尼龙6生产成本。
2、本发明结合了缩聚反应动力学强化过程,通过缩聚反应动力学强化提高了己内酰胺水解聚合反应速度,提高了生产效率。
3、本发明先在150-220℃条件下,低温预聚合形成预聚物,保证体系中的预聚物具有较高的活性,同时含有较低的环状低聚物,尤其是环状二聚体,然后通过缩聚反应动力学强化的方法,在环状低聚物未大量生成前完成聚合,获得一定分子量的尼龙6聚合物熔体。此方法在高温下反应时间段,可以避免熔体在较高温度下,环状低聚物随着时间的推移大量生成,有效降低环状低聚物含量,所获熔体可萃取物含量≤2%,环状二聚体含量≤0.2%,产物相对粘度为2.0~6.0,可用于熔体直纺的聚酰胺熔体。
4、本发明所述聚合工艺,可在加压开环釜、缩聚釜、液相增粘釜加入改性成分,实现尼龙6功能化柔性生产,利用提高产品附加值。
附图说明
图1为环状二聚体不稳定化处理结构图
图2为尼龙6聚合工艺示意图
1:料仓;2:阀门;3:原料加热罐;4:加压开环釜;5:缩聚釜;6:液相增粘釜;7:缓冲罐;8:浓缩罐
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。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尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150℃和压力为5MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为3h;其中水含量为己内酰胺的1wt%,催化剂含量为己内酰胺的20wt%,催化剂为脂肪族氨基酸,分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=1;
所获产物数均分子量为1000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为1Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为10Pa和温度为220℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为1h;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为10Pa·s,图1为环状二聚体不稳定化处理结构图;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为10Pa条件下聚合,聚合温度从220℃逐步升至280℃(分成2个阶段,第一阶段从220℃升至250℃,第二阶段从250℃升至280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为90min;
所获熔体分子量为11400,相对粘度为2.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例2尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为220℃和压力为0.1MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为12h;其中水含量为己内酰胺的20wt%,催化剂含量为己内酰胺的1wt%,催化剂为脂肪族氨基酸,分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=16;
所获产物数均分子量为1500,低聚物含量20%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为200Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;
所得预聚物的熔体分子量为5000,低聚物含量在4%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为50Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为100Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至220℃(分成4个阶段,分别为180℃-190℃-200℃-210℃-220℃),缩聚反应动力学强化过程时间为10min;
所获熔体分子量为20520,相对粘度为2.8,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例3尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为180℃和压力为1MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为5h;其中水含量为己内酰胺的8wt%,催化剂含量为己内酰胺的15wt%,催化剂为脂肪族氨基酸,分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=8;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量10%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为100Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为100Pa和温度为200℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为1.5h;
所得预聚物的熔体分子量为6000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为100Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为50Pa条件下聚合,聚合温度从200℃逐步升至280℃(分成6个阶段,分别为200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-260℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为10min;
所获熔体分子量为34200,相对粘度为4.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例4尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为脂肪族氨基酸,分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=10;
所获产物数均分子量为1800,低聚物含量15%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为60Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为2h;
所得预聚物的熔体分子量为4500,低聚物含量在6%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为80Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成5个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-260℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为20min;
所获熔体分子量为13680,相对粘度为2.2,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例5尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150℃和压力为5MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为10h;其中水含量为己内酰胺的1wt%,催化剂含量为己内酰胺的20wt%,催化剂为苯丙氨酸;
所获产物数均分子量为1200,低聚物含量25%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为6Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为10Pa和温度为220℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为2h;
所得预聚物的熔体分子量为5500,低聚物含量在5%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为75Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为10Pa条件下聚合,聚合温度从220℃逐步升至280℃(分成6个阶段,分别为220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为30min;
所获熔体分子量为22800,相对粘度为3.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例6尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HCl;同时加入分子量稳定剂H(CH2)aCOOH,其中a=16,添加量为己内酰胺的0.01wt%;同时加入内酰胺,所添加量为己内酰胺的49wt%;同时加入抗氧化剂1010,添加量为己内酰胺的0.01wt%;同时加入扩链剂双环氧乙烷,分子式为其中R=C1,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.01wt%;
所获产物数均分子量为1900,低聚物含量25%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为2.5h;
所得预聚物的熔体分子量为5200,低聚物含量在7%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为90Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为40min;
所获熔体分子量为29640,相对粘度为3.6,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例7尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为H3PO4;同时加入内酯,所添加量为己内酰胺的40wt%;
所获产物数均分子量为1600,低聚物含量15%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为30Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为1h;同时加入分子量稳定剂H(CH2)bNH2,其中b=16,添加量为己内酰胺的2wt%;同时加入抗紫外剂水杨酸,添加量为己内酰胺的10wt%;同时加入扩链剂双环氧乙烷,分子式为其中R=C8,扩链剂的添加量为己内酰胺的1.2wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4500,低聚物含量在7%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为90Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为50min;
所获熔体分子量为33060,相对粘度为3.9,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例8尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为10h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为H2SO4
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量10%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入内酰胺均聚物(n=1,分子量2000),所添加量为己内酰胺的30wt%;同时加入扩链剂双噁唑酮,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.1wt%;
所得预聚物的熔体分子量为5700,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为100Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为60min;同时加入分子量稳定剂二元酸HOOC(CH2)cCOOH,其中c=20,添加量为己内酰胺的10wt%;同时加入抗菌剂分子式为的季铵盐类化合物,其中,R1、R2=C8,R1、R2相同,X-为Cl-,添加量为己内酰胺的2wt%;
所获熔体分子量为45600,相对粘度为5.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例9尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为5h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3和NH3,质量比为2:1;同时加入阻燃剂硼酸锌,添加量为己内酰胺的5wt%
所获产物数均分子量为1500,低聚物含量25%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为8Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为2h;同时加入扩链剂双酰基双己内酰胺,扩链剂的添加量为己内酰胺的1wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4500,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为10Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为70min;同时加入分子量稳定剂苯甲酸和苯胺(苯甲酸和苯胺质量比2:1),稳定剂添加量为己内酰胺的4wt%;同时加入内酰胺共聚物(n=10,分子量3000),所添加量为己内酰胺的20wt%;
所获熔体分子量为39900,相对粘度为4.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例10尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:1:1);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺H2N(CH2)dNH2(其中d=20)和芳香族二元酸邻苯二甲酸(二元胺和邻苯二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例11尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为H3PO4;同时加入内酯共聚物(m=10,分子量3000),所添加量为己内酰胺的40wt%;
所获产物数均分子量为1800,低聚物含量20%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为90Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为1h;同时加入分子量稳定剂H(CH2)bNH2,其中b=16,添加量为己内酰胺的0.01wt%;
所得预聚物的熔体分子量为5000,低聚物含量在5%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为950Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),缩聚反应动力学强化过程时间为50min;同时加入以铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕作为激活剂的荧光材料,添加量为己内酰胺的10wt%;同时加入扩链剂双异氰酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为31920,相对粘度为3.8,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例12尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例1所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,第一导丝盘速度为4500m/min,第二导丝盘速度为5000m/min,拉伸倍数为1.5倍,冷却风温为15℃,风速0.5m/s,相对湿度为90%,得到全拉伸丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙6。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗氧化剂1010,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为酞菁红。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的5wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例13尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例2所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为280℃,第一导丝盘速度为4000m/min,第二导丝盘速度为6000m/min,拉伸倍数为1.1倍,冷却风温为25℃,风速1m/s,相对湿度为60%,得到全拉伸丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是十字形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙6T。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗氧化剂168,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为酞菁蓝。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是尼龙6。
实施例14尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例3所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为260℃,第一导丝盘速度为4300m/min,第二导丝盘速度为5500m/min,拉伸倍数为1.3倍,冷却风温为20℃,风速0.8m/s,相对湿度为70%,得到全拉伸丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的5wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙612和聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗氧化剂616,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为酞菁绿。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的10wt%。所述聚合物切片是聚乙二醇(聚乙二醇分子量为400,聚乙二醇端基是羟基)。
实施例15尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例4所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为270℃,第一导丝盘速度为4250m/min,第二导丝盘速度为5000m/min,拉伸倍数为1.4倍,冷却风温为23℃,风速0.8m/s,相对湿度为80%,得到全拉伸丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是中空纤维;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的10wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙610和聚对苯二甲酸丁二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂水杨酸,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为耐晒大红。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的15wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯和尼龙6T。
实施例16尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例5所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为1500m/min,冷却风温为30℃,风速0.3m/s,相对湿度为60%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是U形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的12wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂二苯甲酮系苯并三唑系,含量为功能性母粒的25wt%。所述色母粒中所用着色剂为大分子红。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的20wt%。所述聚合物切片是尼龙612和聚乙二醇(分子量为10000,经过改性的端基为羧基的聚乙二醇)。
实施例17尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例6所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为700m/min,冷却风温为20℃,风速1m/s,相对湿度为80%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是T形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙410和水溶性聚酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂滑石粉,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为大分子黄。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的25wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丙二醇酯。
实施例18尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例7所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为260℃,纺丝速度为900m/min,冷却风温为25℃,风速0.5m/s,相对湿度为70%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是Y形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚乙二醇(分子量为400,聚乙二醇端基是羟基)。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂碳酸钙,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为永固黄。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的30wt%。所述聚合物切片是尼龙612。
实施例19尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例8所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为270℃,纺丝速度为1000m/min,冷却风温为28℃,风速0.6m/s,相对湿度为65%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多边形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的15wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙212和聚乙二醇(分子量为20000,聚乙二醇端基是羟基)。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂纳米二氧化钛,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料红179。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的35wt%。所述聚合物切片是聚乙二醇(分子量为400经过改性的端基为氨基的聚乙二醇)。
实施例20尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例9所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为4000m/min,冷却风温为15℃,风速0.3m/s,相对湿度为80%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是工字形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的20wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙11。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂氧化锌,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料蓝60。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的40wt%。所述聚合物切片是水溶性聚酯。
实施例21尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例10所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为60%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂氧化铁,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂紫59。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。
实施例22尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例11所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为260℃,纺丝速度为4300m/min,冷却风温为20℃,风速0.4m/s,相对湿度为70%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是十字形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸乙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是分子式为季铵盐类化合物,其中,R1、R2=C8,R1、R2相同;X-为Cl-,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂红181。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丙二醇酯和水溶性聚酯。
实施例23尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例1所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为270℃,纺丝速度为4400m/min,冷却风温为23℃,风速0.5m/s,相对湿度为75%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的15wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙1212。所述功能性母粒中所含功能性助剂是分子式为季铵盐类化合物,其中,R1、R2=C20,R1、R2相同;X-为Br-,含量为功能性母粒的25wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂蓝132。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的5wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例24尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例2所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为15℃,风速0.5m/s,相对湿度为90%,得到高取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是中空纤维;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丁二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂硼酸锌,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂绿29。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的10wt%。所述聚合物切片是水溶性聚酯。
实施例25尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例3所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为6000m/min,冷却风温为20℃,风速0.3m/s,相对湿度为80%,得到高取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是U形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙12。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂多磷酸铵,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂黄135。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的15wt%。所述聚合物切片是尼龙46和尼龙410。
实施例26尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例4所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为250℃,纺丝速度为4700m/min,冷却风温为18℃,风速0.4m/s,相对湿度为85%,得到高取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是T形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的20wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙26。所述功能性母粒中所含功能性助剂是1,3,6-三(4,6-二氨基-2-硫基三嗪)己烷与三聚氰酸的混合物,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂黄135和颜料红179。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的20wt%。所述聚合物切片是尼龙尼龙46。
实施例27尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例5所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为260℃,纺丝速度为4800m/min,冷却风温为16℃,风速0.4m/s,相对湿度为88%,得到高取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是Y形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的25wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是负离子发生材料奇冰石,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂黄135和溶剂黄167。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的25wt%。所述聚合物切片是聚乙二醇(分子量为20000,聚乙二醇端基是羟基)。
实施例28尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例6所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为280℃,冷却风温为20℃,风速0.3m/s,相对湿度为80%,喂入辊温度为60℃,拉伸辊温度为190℃,喂入速度为300m/min,拉伸速度为1000m/min,拉伸倍数为3.5倍,变形热空气温度为230℃,空气喷射压力为490kPa,卷绕速度为600m/min,冷却空气温度为25℃。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多边形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯和水溶性聚酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是负离子发生材料电气石,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂紫37。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的30wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例29尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例7所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为240℃,冷却风温为30℃,风速1m/s,相对湿度为60%,喂入辊温度为120℃,拉伸辊温度为100℃,喂入速度为1000m/min,拉伸速度为3500m/min,拉伸倍数为5倍,变形热空气温度为190℃,空气喷射压力为196kPa,卷绕速度为3000m/min,冷却空气温度为25℃。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是工字形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙46。所述功能性母粒中所含功能性助剂是荧光材料(以碱土金属的硫化物、铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕、钐、铒或钕,作为激活剂),含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂红143。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的35wt%。所述聚合物切片是水溶性聚酯。
实施例30尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例8所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为260℃,冷却风温为25℃,风速0.5m/s,相对湿度为70%,喂入辊温度为80℃,拉伸辊温度为120℃,喂入速度为500m/min,拉伸速度为2000m/min,拉伸倍数为4倍,变形热空气温度为200℃,空气喷射压力为300kPa,卷绕速度为1000m/min,冷却空气温度为25℃。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的10wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙6T。所述功能性母粒中所含功能性助剂是负离子发生材料蛋白石,含量为功能性母粒的25wt%。所述色母粒中所用着色剂为溶剂蓝94。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的40wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丙二醇酯。
实施例31尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例9所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为270℃,冷却风温为28℃,风速0.8m/s,相对湿度为75%,喂入辊温度为100℃,拉伸辊温度为150℃,喂入速度为800m/min,拉伸速度为3000m/min,拉伸倍数为4.5倍,变形热空气温度为210℃,空气喷射压力为350kPa,卷绕速度为2000m/min,冷却空气温度为25℃。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是十字形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的20wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙212。所述功能性母粒中所含功能性助剂是负离子发生材料奇才石,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为炭黑。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例32尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例10所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是并列型,所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙6T,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为3:7。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多角形;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂双(六氯环戊二烯)环辛烷,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料黄184。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例33尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例11所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是海岛型;所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙610,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为7:3。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是中空纤维;
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙610。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂十溴二苯醚,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为氧化铁红。
上述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是水溶性聚酯。
实施例34尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料
将实施例1所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过梭织形成面料,面料是平纹,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
所述前处理退浆温度为80℃,退浆时间为6h,其退浆助剂配方为:纯碱10g/L,去油灵15g/L。
所述升温染色工艺为始染温度为40℃,以1℃/min的速率升温,升温至90℃再保温40min;染色剂浓度为2%(omf),浴比为1:10。
所述固色工艺为温度为90℃,固色时间为60min;固色剂浓度为2%(omf),浴比为1:10。
在染色及固色过程中,加入助剂,所述助剂添加量为5g/L,所述助剂包括软水剂NORM02、匀染剂ACID03和缓染剂硫酸铵。
实施例35尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料
将实施例2所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过针织形成面料,面料是斜纹,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
所述前处理退浆温度为60℃,退浆时间为12h,其退浆助剂配方为:纯碱20g/L,去油灵10g/L。
所述升温染色工艺为始染温度为30℃,以3℃/min的速率升温,升温至95℃再保温40min;染色剂浓度为0.5%(omf),浴比为1:20。
所述固色工艺为温度为95℃,固色时间为20min;固色剂浓度为0.5%(omf),浴比为1:20。
在染色及固色过程中,加入助剂,所述助剂添加量为10g/L,所述助剂包括软水剂NORM02、匀染剂ACID16和缓染剂硫酸铵。
实施例36尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料
将实施例3所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过梭织形成面料,面料是缎纹,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
所述前处理退浆温度为70℃,退浆时间为8h,其退浆助剂配方为:纯碱15g/L,去油灵12g/L。
所述升温染色工艺为始染温度为35℃,以2℃/min的速率升温,升温至92℃再保温40min;染色剂浓度为0.8%(omf),浴比为1:15。
所述固色工艺为温度为92℃,固色时间为30min;固色剂浓度为0.8%(omf),浴比为1:15。
在染色及固色过程中,加入助剂,所述助剂添加量为7g/L,所述助剂包括软水剂NORM02、匀染剂ACID03和缓染剂硫酸铵。
实施例37尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料
将实施例4所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过针织形成面料,面料是平纹,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
所述前处理退浆温度为750℃,退浆时间为10h,其退浆助剂配方为:纯碱18g/L,去油灵13g/L。
所述升温染色工艺为始染温度为38℃,以2℃/min的速率升温,升温至93℃再保温40min;染色剂浓度为1.5%(omf),浴比为1:18。
所述固色工艺为温度为93℃,固色时间为40min;固色剂浓度为1.5%(omf),浴比为1:18。
在染色及固色过程中,加入助剂,所述助剂添加量为5-10g/L,所述助剂包括软水剂NORM02、匀染剂ACID16和缓染剂硫酸铵。
实施例38尼龙6聚合方法的装置
如图2所示,一种尼龙6聚合方法的装置,料仓1的作用是储存己内酰胺,其通过管道与原料加热罐3相连,原料加热罐3的作用是将己内酰胺熔化;加压开环釜4通过管道与原料加热罐3相连,加压开环釜4的作用是通过加压的方式,促使己内酰胺水解开环,获得环状低聚物含量较低的预聚物;缩聚釜5通过管道与加压开环釜4相连,缩聚釜5的作用是将加压开环釜4的产物预缩聚至分子链缠结点附近的分子量,并将大量的未反应的单体抽除,此时熔体粘度较低,因此对于缩聚的条件要求不高;液相增粘釜6通过管道与缩聚釜5相连,液相增粘釜6的作用是将缩聚釜5的产物通过高真空缩聚反应动力学强化至目标分子量,并将未反应的单体及水分快速抽除,此时熔体粘度较高,因此对于缩聚的条件要求高;在缩聚釜5、液相增粘釜6分别与缓冲罐7通过管道相连,缓冲罐7的作用是收集缩聚釜5、液相增粘釜6中被抽取出来的小分子,并将其输送到浓缩罐8中;浓缩罐8与缓冲罐7通过管道相连,浓缩罐8的作用是将缓冲罐7中输送过来的单体浓缩,并重新输送到原料加热罐3中,继续参与反应。被送到浓缩器8浓缩并属性重新利用;得到的熔体直接被输送到纺丝组件进行纺丝,随后织造、染整,得到最终产品。
己内酰胺经过料仓1到与原料加热罐3,己内酰胺熔融后被输送到加压开环釜4,开环结束后所获预聚物被输送至缩聚釜5进行真空缩聚,所获聚合物被输送至液相增粘釜6进行高真空缩聚,得到的熔体直接被输送到纺丝组件进行纺丝,随后织造、染整,得到最终产品。在5、6中被抽出的己内酰胺将被送到浓缩器8浓缩并属性重新利用。
实施例39尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为200℃和压力为3MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为2:1:1);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺H2N(CH2)dNH2(其中d=1)和芳香族二元酸对苯二甲酸(二元胺和对苯二甲酸的质量比为1:1),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入碳纳米管,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例40尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例39所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为250℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为70%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是U形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是碳纳米管,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料棕41。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。
实施例41尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为210℃和压力为2MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:1:2);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为100Pa和温度为190℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺邻苯二胺和芳香族二元酸间苯二甲酸(邻苯二胺和间苯二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入石墨烯,添加量为己内酰胺的6wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例42尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例41所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为270℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为75%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是U形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是石墨烯,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料黄184。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。
实施例43尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为260℃和压力为2MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HCl;同时加入分子量稳定剂H(CH2)aCOOH,其中a=1,添加量为己内酰胺的0.01wt%;同时加入内酰胺,所添加量为己内酰胺的49wt%;同时加入抗氧化剂1010,添加量为己内酰胺的0.01wt%;同时加入扩链剂双环氧乙烷,分子式为其中R=C1,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.02wt%;
所获产物数均分子量为1900,低聚物含量25%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为160Pa和温度为200℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为2.5h;
所得预聚物的熔体分子量为5200,低聚物含量在7%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为90Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为40min;
所获熔体分子量为29640,相对粘度为3.6,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例44尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例43所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为280℃,纺丝速度为700m/min,冷却风温为20℃,风速1m/s,相对湿度为80%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是T形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙410和水溶性聚酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂滑石粉,含量为功能性母粒的30wt%。所述色母粒中所用着色剂为永固紫。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的25wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丙二醇酯。
实施例45尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为210℃和压力为1MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为8h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为H3PO4;同时加入内酯,所添加量为己内酰胺的40wt%;
所获产物数均分子量为1600,低聚物含量15%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为30Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为1h;同时加入分子量稳定剂H(CH2)bNH2,其中b=1,添加量为己内酰胺的2wt%;同时加入抗紫外剂水杨酸,添加量为己内酰胺的10wt%;同时加入扩链剂双环氧乙烷,分子式为其中R=C8,扩链剂的添加量为己内酰胺的1.2wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4500,低聚物含量在7%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为90Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为50min;
所获熔体分子量为33060,相对粘度为3.9,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例46尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例45所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为260℃,纺丝速度为900m/min,冷却风温为25℃,风速0.5m/s,相对湿度为70%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是Y形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚乙二醇(分子量为400,聚乙二醇端基是羟基)。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗紫外剂碳酸钙,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为偶氮红和镉红,偶氮红和镉红的质量比为1:1。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的30wt%。所述聚合物切片是尼龙612。
实施例47尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150℃和压力为5MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为10h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为H2SO4
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量10%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为210℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入内酰胺均聚物(n=1,分子量2000),所添加量为己内酰胺的30wt%;同时加入扩链剂双噁唑酮,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.1wt%;
所得预聚物的熔体分子量为5700,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为100Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从210℃逐步升至280℃(分成7个阶段,分别为210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为60min;同时加入分子量稳定剂二元酸HOOC(CH2)cCOOH,其中c=1,添加量为己内酰胺的10wt%;同时加入抗菌剂分子式为的季铵盐类化合物,其中,R1、R2=C8,R1、R2相同,X-为Cl-,添加量为己内酰胺的2wt%;
所获熔体分子量为45600,相对粘度为5.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例48尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例47所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为270℃,纺丝速度为1000m/min,冷却风温为28℃,风速0.6m/s,相对湿度为65%,得到未取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多边形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的15wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙212和聚乙二醇(分子量为20000,聚乙二醇端基是羟基)。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂纳米二氧化钛,含量为功能性母粒的10wt%。所述色母粒中所用着色剂为镉黄和钛白粉,镉黄和钛白粉的质量比为2:1。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的35wt%。所述聚合物切片是聚乙二醇(分子量为400经过改性的端基为氨基的聚乙二醇)。
实施例49尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为210℃和压力为2MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:2:1);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺间苯二胺和芳香族二元酸萘二甲酸(二元胺和萘二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例50尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例49所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为60%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂氧化铁,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为氧化铁黄、颜料绿36、颜料黄214,氧化铁黄、颜料绿36和颜料黄214的质量比为2:1:1。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。
实施例51尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150℃和压力为0.8MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:1:2);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺H2N(CH2)dNH2(其中d=10)和芳香族二元酸间苯二甲酸(二元胺和间苯二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例52尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例51所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是并列型,所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙6T,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为3:7。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多角形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂双(六氯环戊二烯)环辛烷,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料橙43和颜料橙68,颜料橙43和颜料橙68的质量比为1:1。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例53尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150℃和压力为0.8MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:1:2);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺对苯二胺和芳香族二元酸间苯二甲酸(二元胺和间苯二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例54尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例53所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是并列型,所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙6T,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为3:7。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是多角形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯。所述功能性母粒中所含功能性助剂是阻燃剂双(六氯环戊二烯)环辛烷,含量为功能性母粒的20wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料橙43。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的50wt%。所述聚合物切片是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例55尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为210℃和压力为2MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:2:1);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺萘二胺和芳香族二元酸萘二甲酸(二元胺和萘二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例56尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例55所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为60%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂氧化铁,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为氧化铁黄。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。
实施例57尼龙6聚合方法
一种尼龙6聚合方法,采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为210℃和压力为2MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合,开环反应时间为6h;其中水含量为己内酰胺的15wt%,催化剂含量为己内酰胺的10wt%,催化剂为HNO3、NH3和[Al(H2O)6](HNO3、NH3和[Al(H2O)6]质量比为1:2:1);同时加入内酯均聚物(m=1,分子量1000),所添加量为己内酰胺的10wt%;
所获产物数均分子量为2000,低聚物含量30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为5Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为150Pa和温度为180℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应,预缩聚反应时间为3h;同时加入分子量稳定剂二元胺二甲苯二胺和芳香族二元酸萘二甲酸(二元胺和萘二甲酸的质量比为1:2),稳定剂添加量为己内酰胺的8wt%;同时加入负离子发生材料奇冰石,添加量为己内酰胺的8wt%;
所得预聚物的熔体分子量为4000,低聚物含量在2%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为800Pa·s;
第三段为液相增粘阶段:采用液相增粘釜,在压力为80Pa条件下聚合,聚合温度从180℃逐步升至280℃(分成10个阶段,分别为
180℃-190℃-200℃-210℃-220℃-230℃-240℃-250℃-260℃-270℃-280℃),液相增粘反应时间为80min;同时加入扩链剂磷酸酯,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.5wt%;
所获熔体分子量为15960,相对粘度为2.5,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;液相增粘结束后即制得尼龙6聚合物。
实施例58尼龙6聚合物的熔体直纺方法
实施例57所述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240℃,纺丝速度为4500m/min,冷却风温为25℃,风速0.6m/s,相对湿度为60%,得到预取向丝。
上述纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形;
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的30wt%。所述功能性母粒或色母粒的基体是支链尼龙。所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗菌剂氧化铁,含量为功能性母粒的15wt%。所述色母粒中所用着色剂为颜料黄214。
上述尼龙6聚合物在液相增粘反应结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的45wt%。所述聚合物切片是尼龙1212。

Claims (40)

1.一种尼龙6聚合方法,其特征是:采用分段聚合的方法制备尼龙6,具体制备方法如下:
第一段为开环反应阶段:在温度为150-220℃和压力为0.1-5MPa条件下,将己内酰胺、水和催化剂混合后进行预聚合;
所获产物数均分子量为1000-2000,低聚物含量10-30%,环状二聚体含量0.1%以下,熔体粘度为1-10Pa·s;
第二段为预缩聚阶段:在压力为10-200Pa和温度为180-220℃条件下,将开环反应所得产物进行缩聚反应;
所得预聚物的熔体分子量为4000-6000,低聚物含量在2-8%,其中环状二聚体含量为0.1%,熔体粘度为1-100Pa·s;
第三段为缩聚反应动力学强化阶段:在压力为10-100Pa条件下聚合,聚合温度从180-220℃逐步升至220-280℃;所获熔体分子量为11400-45600,相对粘度为2.0-5.0,低聚物含量在1.5%以下,其中环状二聚体含量为0.2%以下;为保证小分子能快速脱除以达到快速增粘的目的,聚合温度从180-220℃逐步升至220-280℃采用的是阶梯升温的方式,保证熔体粘度为1000-4000Pa·s;缩聚反应动力学强化结束后即制得尼龙6聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,水含量为己内酰胺的1-20wt%,催化剂含量为己内酰胺的1-20wt%。
3.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述催化剂为氨基酸和/或质子酸,所述质子酸为HCl、H3PO4、H2SO4、HNO3中的一种及以上。
4.根据权利要求3所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述氨基酸为脂肪族氨基酸或芳香族氨基酸;所述脂肪族氨基酸的分子式为NH2(CH2)xCOOH,其中x=1~16;所述芳香族氨基酸为主链或支链上存在苯环,为苯丙氨酸。
5.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述开环反应时间为3-12h。
6.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述预缩聚反应时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述缩聚反应动力学强化过程时间为10-90min。
8.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述阶梯升温是指温度从180-220℃升到220-280℃分为2-10个阶段,以实现温度随缩聚反应的进行而逐渐上升。
9.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,采用液相增粘釜,实现所述缩聚反应动力学强化过程。
10.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应动力学强化阶段,还添加分子量稳定剂,为单元酸、单元胺、多元酸或多元胺中的一种及以上,添加量为己内酰胺的0.01-10wt%;其中:
单元酸,为脂肪族H(CH2)aCOOH,其中,a=1~16;或芳香族,为苯甲酸;
单元胺,为脂肪族H(CH2)bNH2,其中,b=1~16;或芳香族,为苯胺;
多元酸,为脂肪族二元酸HOOC(CH2)cCOOH,其中,c=1-20;或芳香族二元酸,为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸或萘二甲酸;
多元胺,为脂肪族二元胺H2N(CH2)dNH2,其中,d=1-20;或芳香族二元胺,为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、萘二胺或二甲苯二胺。
11.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应动力学强化阶段,还加入内酰胺、内酯或其聚合物,所添加量为己内酰胺的50wt%以下。
12.根据权利要求11所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述聚合物为内酰胺和/或内酯的均聚物或共聚物,所述内酰胺为所述内酯为其中n=1~10,m=1~10;所述内酰胺和/或内酯的均聚物或共聚物数均分子量为4000以下。
13.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述开环阶段、所述预缩聚或所述缩聚反应动力学强化阶段,还添加功能添加剂,为抗氧化剂、抗紫外剂、抗菌剂、阻燃剂、负离子发生材料、荧光材料、碳纳米管或石墨烯,添加量为己内酰胺的0.01-10wt%。
14.根据权利要求13所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616;抗紫外剂为水杨酸、二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、滑石粉或SEED;抗菌剂为纳米二氧化钛、氧化锌、氧化铁、壳聚糖、纳米银、纳米铜或季铵盐类化合物;阻燃剂为硼酸锌、四溴双酚A、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚或1,3,6-三(4,6-二氨基-2-硫基三嗪)己烷与三聚氰酸的混合物;负离子发生材料为奇冰石、电气石、蛋白石或奇才石;荧光材料以碱土金属的硫化物、铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕、钐、铒或钕,作为激活剂。
15.根据权利要求14所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述季铵盐类化合物分子式为其中,R1、R2=C8H17~C20H41,R1、R2相同或不同,X-为Cl-、Br-、I-
16.根据权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法,其特征在于,所述缩聚反应动力学强化阶段,还添加扩链剂达到快速增粘的效果,扩链剂的添加量为己内酰胺的0.01wt%-1.2wt%;所述扩链剂为双环氧乙烷、双噁唑酮、双酰基双己内酰胺、磷酸酯或双异氰酸酯;所述的双环氧乙烷的分子式为其中R=CH2~C8H16
17.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,第一导丝盘速度为4000-4500m/min,第二导丝盘速度为5000-6000m/min,拉伸倍数为1.1-1.5倍,冷却风温为15-25℃,风速0.5-1m/s,相对湿度为60%-90%,得到全拉伸丝。
18.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为700-1500m/min,冷却风温为20-30℃,风速0.3-1m/s,相对湿度为60%-80%,得到未取向丝。
19.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为4000-4500m/min,冷却风温为15-25℃,风速0.3-0.6m/s,相对湿度为60%-80%,得到预取向丝。
20.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,纺丝温度为240-280℃,纺丝速度为4500-6000m/min,冷却风温为15-20℃,风速0.3-0.5m/s,相对湿度为80%-90%,得到高取向丝。
21.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝得到膨化变形丝,纺丝温度为240-280℃,冷却风温为20-30℃,风速0.3-1m/s,相对湿度为60%-80%,喂入辊温度为60-120℃,拉伸辊温度为100-190℃,喂入速度为300-1000m/min,拉伸速度为1000-3500m/min,拉伸倍数为3.5-5倍,变形热空气温度为190-230℃,空气喷射压力为196kPa-490kPa,卷绕速度为600-3000m/min,冷却空气温度为25℃。
22.如权利要求1所述的聚合方法所得尼龙6聚合物的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,直接应用于复合纺丝,所述复合纺丝是并列型、皮芯型、海岛型、桔瓣型或多芯型复合纺丝;所述复合纺丝除尼龙6之外另一组分是尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙、水溶性聚酯中的一种,所述尼龙6聚合物与另一组分的质量比为3:7-7:3。
23.如权利要求17~21中任一项所述的熔体直纺方法,其特征是:纺丝的喷丝微孔截面形状是三角形、十字形、多角形、中空纤维、U形、T形、Y形、多边形或工字形。
24.如权利要求17~22中任一项所述的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加功能性母粒或色母粒,混合均匀后再按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,添加量为尼龙6聚合物的1-30wt%。
25.根据权利要求24中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述功能性母粒或色母粒的基体是尼龙、聚酯、聚乙二醇中的一种及以上。
26.根据权利要求25中所述的熔体直纺方法,其特征在于,尼龙是尼龙6、尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙中的一种及以上;聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、水溶性聚酯中的一种及以上;聚乙二醇分子量范围为400-20000,聚乙二醇端基是羟基,或是经过改性的端基为羧基和/或氨基的聚乙二醇。
27.根据权利要求24中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述功能性母粒中所含功能性助剂是抗氧化剂、抗紫外剂、抗菌剂、阻燃剂、负离子发生材料、荧光材料、碳纳米管或石墨烯,含量为功能性母粒的10-30wt%。
28.根据权利要求27中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂616;抗紫外剂为水杨酸、二苯甲酮系苯并三唑系、二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、滑石粉、SEED;抗菌剂为纳米二氧化钛、氧化锌、氧化铁、壳聚糖、纳米银、纳米铜或季铵盐类化合物;阻燃剂为硼酸锌、四溴双酚A、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚或1,3,6-三(4,6-二氨基-2-硫基三嗪)己烷与三聚氰酸的混合物;负离子发生材料为奇冰石、电气石、蛋白石或奇才石;荧光材料是以碱土金属的硫化物、铝酸盐作为发光基质,以稀土镧系元素铕、钐、铒或钕,作为激活剂。
29.根据权利要求28中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述季铵盐类化合物分子式为其中,R1、R2=C8H17~C20H41,R1、R2相同或不同;X-为Cl-、Br-、I-
30.根据权利要求24中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述色母粒中所用着色剂为酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红、镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、颜料红179、颜料蓝60、颜料绿36、颜料黄214、颜料橙43、颜料橙68、颜料棕41、颜料黄184、溶剂紫59、溶剂紫37、溶剂红143、溶剂红181、溶剂蓝94、溶剂蓝132、溶剂绿29、溶剂黄135、溶剂黄167的一种及以上。
31.如权利要求17~22中任一项所述的熔体直纺方法,其特征是:所述尼龙6聚合物在缩聚反应动力学强化过程结束后,在熔体输送过程中,在线添加聚合物切片,混合均匀后立即按照尼龙6纺丝工艺直接纺丝,所述聚合物切片添加量为尼龙6熔体的5-50wt%。
32.根据权利要求31中所述的熔体直纺方法,其特征在于,所述聚合物切片是聚酯、尼龙、聚乙二醇中一种及以上。
33.根据权利要求31中所述的熔体直纺方法,其特征在于,聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、水溶性聚酯中的一种及以上;尼龙是尼龙6、尼龙6T、尼龙612、尼龙610、尼龙1212、尼龙46、尼龙410、尼龙11、尼龙12、尼龙26、尼龙212、支链尼龙中的一种及以上;聚乙二醇分子量范围为400-20000,聚乙二醇端基是羟基,或是经过改性的端基为羧基和/或氨基的聚乙二醇。
34.如权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法所获得的尼龙6聚合物纺成纤维后织成的面料,其特征是:将所述尼龙聚合物纺制成的尼龙6纤维,然后通过梭织或针织形成面料,面料是平纹、斜纹、缎纹中的一种,然后进行染色,获得不同规格颜色的布料。
35.根据权利要求34所述的面料,其特征在于,面料的染色生产工序为:前处理退浆-热水清洗坯布-升温染色-固色-降温清洗-面料出机防水定型-成品检验-成品打卷。
36.根据权利要求35所述的面料,其特征在于,所述前处理退浆温度为60-80℃,退浆时间为6-12h,其退浆助剂配方为:纯碱10-20g/L,去油灵10-15g/L。
37.根据权利要求35所述的面料,其特征在于,所述升温染色工艺为始染温度为30-40℃,以1-3℃/min的速率升温,升温至90-95℃再保温40min;染色剂浓度为0.5-2%omf,浴比为1:10-20。
38.根据权利要求35所述的面料,其特征在于,所述固色工艺为温度为90-95℃,固色时间为20-60min;固色剂浓度为0.5-2%omf,浴比为1:10-20。
39.根据权利要求35所述的面料,其特征在于,在染色及固色过程中,加入助剂,所述助剂添加量为5-10g/L,所述助剂包括软水剂、匀染剂和缓染剂;软水剂,为NORM02;匀染剂,为ACID03或ACID16;缓染剂,为硫酸铵。
40.如权利要求1所述的一种尼龙6聚合方法的装置,其特征是:料仓(1)通过管道与原料加热罐(3)相连,加压开环釜(4)通过管道与原料加热罐(3)相连,缩聚釜(5)通过管道与加压开环釜(4)相连,液相增粘釜(6)通过管道与缩聚釜(5)相连,缩聚釜(5)、液相增粘釜(6)分别与缓冲罐(7)通过管道相连,浓缩罐(8)与缓冲罐(7)通过管道相连。
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