CN107779989A - 一种复合弹性纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合弹性纤维及其制备方法,方法为:将熔体粘度比为1~1.5:1的硬段结晶温度高的热塑性弹性体与硬段结晶温度低的热塑性弹性体按20:80~80:20的组分重量比复合纺丝制得复合弹性纤维。复合弹性纤维的断裂伸长率为200~1000%,弹性回复率≥95%,宏观自卷曲的卷曲率为30~500%,卷曲半径≤2mm,纤维的卷曲数为25~150个/25mm,在拉伸应力≤0.05cN/dtex时,纤维的伸长率为10~500%,本征熵弹形变的形变范围为20~200%。本发明制备工艺简单,成本低廉,制得的复合弹性纤维具有卷曲率高、弹性回复率高、断裂伸长率大和模量低等优点,有着广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于复合纤维领域,具体涉及一种复合弹性纤维及其制备方法。
背景技术
弹力面料以其独特的舒适性和灵活性深受广大消费者的喜爱,其应用领域已逐渐从传统的织袜、内衣和运动服饰等领域拓展到休闲装、高弹力时装和汽车装饰等领域。然而,传统的弹性纤维面料在性能方面还存在一定的缺陷,为了克服传统的弹性纤维氨纶在耐高温、耐碱和耐氯等性能方面的缺点,同时解决传统的弹力氨纶存在的长丝不易染色、弹力过剩、制造复杂和面料尺寸不稳定等诸多问题,以T400为代表的双组分复合弹性纤维应运而生,这类纤维利用两种聚合物之间的粘弹性的差异从而使其复合纤维产生了一种平滑的螺旋状卷曲结构。
目前,相关专利文献对于双组分复合弹性纤维的制备技术进行了深入的研究。专利CN101126180A采用热收缩性不同的聚合物如高收缩聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中的任意两种聚合物进行并列复合;专利CN103882538通过采用具有不同特性粘度的同类聚合物,如PET等制得了具有三维立体卷曲结构的复合弹性纤维。但是,上述方法所制备的纤维的弹性完全取决于所形成的其三维自卷曲结构,同时由于双组分间聚合物的化学结构和组成相似,纤维在加工成型过程中的热收缩应力有限,导致纤维存在卷曲度低和卷曲弹性回复率不高等问题,同时,由于所选聚合物的模量高,导致纤维及其制品手感发硬。
专利CN104831417A利用聚酯弹性体与PET进行复合纺丝,制备聚酯弹性体/PET复合弹性纤维。此外,文献(聚醚酯/聚丙烯纤维的制备及其卷曲、收缩性能研究[J].合成纤维,2008,37(3):14-16;)和文献(COPEET/HSPET并列复合纤维结晶和热收缩性能的研究[J].合成纤维工业,2015,38(1):24-28.)研究了利用弹性体聚醚酯与聚丙烯或高收缩聚酯制备的并列复合纤维的结构性能,尽管与一般复合弹性纤维相比,弹性体组分的存在,在一定程度上降低了纤维的模量,改善了纤维手感,但是这一类利用弹性体与非弹性体并列复合纺丝过程中,由于非弹性体组分的弹性性能差,造成纺丝成形过程中的拉伸倍数有限,不利于增加组分间热收缩的应力差异,致使制备的纤维的卷曲度不高,同时,由于非弹性体组分的存在,纤维的弹性性能同样只能依赖于三维宏观卷曲结构,而非聚合物基体本身。
因此,开发一种弹性好、弹性回复率高和模量低的复合弹性纤维尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的复合弹性纤维弹性差、弹性回复率低以及模量高的缺陷,提供了一种具有高弹性、高弹性回复率和低模量的手感柔软的复合弹性纤维及其制备方法。本发明首先将具有不同硬段质量分数的热塑性弹性体进行复合纺丝,然后通过纤维的形态调控,构筑了兼具宏观自卷曲弹性形变和本征熵弹形变的复合弹性纤维,从而使得最终制备的复合纤维具有优异的弹性和柔软的手感。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种复合弹性纤维,同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为200~1000%,弹性回复率≥95%,宏观自卷曲的卷曲率为30~500%,卷曲半径≤2mm,纤维的卷曲数为25~150个/25mm,在拉伸应力≤0.05cN/dtex时,纤维的伸长率为10~500%,本征熵弹形变的形变范围为20~200%。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种复合弹性纤维,所述复合弹性纤维的纤度为1~100dtex,断裂强度为0.5~2.5cN/dtex,弹性模量≤0.05cN/dtex。
如上所述的一种复合弹性纤维,所述复合弹性纤维为长丝或短纤维,所述复合弹性纤维应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
如上所述的一种复合弹性纤维,所述复合弹性纤维为并列型双组分复合纤维,其中,一个组分为硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯,另一个组分为硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯;硬段结晶温度为80~160℃,双组分的硬段结晶温度相差10~50℃,硬段质量分数为20~80%,双组分的硬段质量分数相差0~60%。本发明的复合弹性纤维也可以为偏皮芯型的双组分复合纤维,其中,一个组分为硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯,另一个组分为硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯。
本发明还提供了一种制备如上所述的复合弹性纤维的方法,将硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯与硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯经复合纺丝制得复合弹性纤维,使得纤维兼具本征熵弹性以及宏观自卷曲弹性;
硬段结晶温度为80~160℃,双组分的硬段结晶温度相差10~50℃,硬段质量分数为20~80%,双组分的硬段质量分数相差0~60%;
复合纺丝过程中,硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯与硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯的熔体粘度比为1~1.5:1,可以保证纤维具有良好的可纺性,同时,双组分并列复合纤维形成“哑铃型”截面,有利于提高纤维的宏观自卷曲度,改善纤维弹性,组分重量比为20:80~80:20,这是由于组分间超分子结构的不同,通过组分重量比可以调控组分间的热收缩应力差异,进而调控纤维的卷曲形态(包括卷曲曲率、卷曲半径和螺距等),可以使得纤维的宏观自卷曲的卷曲率在30~500%之间可调节,本征熵弹形变的形变范围在20~200%之间可调节,弹性回复率≥95%。
作为优选的技术方案:
如上所述的方法,所述复合纺丝的工艺过程如下:
熔体→喷丝孔挤出→冷却→热拉伸→热定型→超喂卷绕;
所述熔体的温度为150~250℃;
所述冷却的方式为硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分面对吹风方向,硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分背对吹风方向,吹风温度为10~20℃;由于弹性体内只有硬段可以结晶,软段不结晶,通过侧吹风的方式能够使得硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯更快速地冷却结晶,在硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分中形成高结晶和低取向的结构,在硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分中形成高取向和低结晶的结构,增加两组分间的热收缩性能差异,提高纤维的宏观自卷曲率;
所述热拉伸时,采用空气、水或者水蒸气为加热介质,拉伸倍率为1.5~4,拉伸温度为50~100℃,接近于硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯的结晶温度;硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯在此阶段可以形成完善的结晶结构,而硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯在此阶段仅仅形成少量或者不形成结晶,分子链处于高取向状态,处于潜在的热收缩状态;
所述热定型的温度为80~155℃,接近于硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯的结晶温度;在此阶段,硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯开始结晶,同时分子链开始解取向,纤维形成卷曲结构;
所述超喂卷绕的超喂率为10~60%。
如上所述的方法,所述热塑性聚醚酯是由聚酯硬段和聚醚软段构成的线型嵌段共聚物,聚酯硬段为结晶性芳香族聚酯,聚醚软段为脂肪族聚醚;
所述热塑性聚醚酯的熔点范围为160℃~230℃,数均分子量为3×104~3×105;
所述热塑性聚氨酯是由低聚物多元醇软段和二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线型嵌段共聚物;
所述热塑性聚氨酯的熔点范围为120℃~230℃,数均分子量为3×104~3×105。
如上所述的方法,所述结晶性芳香族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯中的一种以上;
所述脂肪族聚醚为环状醚的聚合物或二醇的缩合物,具体为聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚四亚甲基二醇的一种以上;
所述低聚物多元醇为聚酯二醇和/或聚醚二醇;
所述二异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’-MDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI);
所述扩链剂为1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇、氢醌双羟乙基醚、苯二酚(β-羟乙基)醚、对苯二甲酸二羟乙酯(BHET)或二羟乙基苯甲醚。
发明机理:
本发明采用硬段结晶温度不同的热塑性弹性体(热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯)进行复合纺丝,由于热塑性弹性体中软段不能形成结晶结构,在常温下处于高弹状态,受到应力很容易发生形变,而硬段能够形成结晶结构,提供物理交联点,增加纤维内的相分离程度,提高复合纤维本身的弹性回复率,通过调控不同组分的热塑性弹性体中的硬段结晶温度,使得纤维在成型过程中形成不同的结晶取向结构,在复合纺丝过程中由于微观结构的变化产生一定的收缩应力差致使纤维形成宏观三维卷曲结构,同时,聚合物基体中还能产生良好的相分离,提供优良的本征熵弹性。
有益效果:
(1)本发明的一种复合弹性纤维,具有卷曲率高、弹性回复率高、断裂伸长率大和模量低等优点,解决了目前复合弹性纤维存在的弹性差和手感偏硬等问题,具有广阔的应用前景;采用本发明的纤维制成的面料或服装,穿着“零”压力,同一尺码可以适合多种体型。
(2)本发明的一种复合弹性纤维的制备方法,工艺简单,成本低廉,具有较高的经济价值。
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
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚萘二酸乙二醇酯与PEG构成的线型嵌段共聚物和由PTT、PET与PPG构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚萘二酸乙二醇酯与PEG构成的线型嵌段共聚物中聚萘二酸乙二醇酯结晶温度为160℃,聚萘二酸乙二醇酯质量分数为30%,数均分子量为5.6×104,熔点为230℃,由PTT、PET与PPG构成的线型嵌段共聚物中PTT和PET混合物结晶温度为110℃,PTT和PET混合物质量分数为30%(质量比为2:1),数均分子量为3.8×104,熔点为220℃。纺丝过程中,由聚萘二酸乙二醇酯与PEG构成的线型嵌段共聚物与由PTT、PET与PPG构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.35:1,组分重量比为70:30,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为250℃;
冷却:由PTT、PET与PPG构成的线型嵌段共聚物面向吹风方向,由聚萘二酸乙二醇酯与PEG构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为10℃;
热拉伸:采用水蒸气为加热介质,拉伸倍率为2.5,拉伸温度为100℃;
热定型:温度为155℃;
超喂卷绕:超喂率为45%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为800%,弹性回复率为95%,宏观自卷曲的卷曲率为120%,卷曲半径为2mm,纤维的卷曲数为60个/25mm,在拉伸应力为0.03cN/dtex时,纤维的伸长率为90%,本征熵弹形变的形变范围为40%。复合弹性纤维的纤度为70dtex,断裂强度为0.5cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例2
一种复合弹性纤维的制备方法,将由PTT和PPG构成的线型嵌段共聚物和由聚四亚甲基二醇与MDI-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由PTT和PPG构成的线型嵌段共聚物中PTT结晶温度为120℃,PTT质量分数为35%,数均分子量为3.2×104,熔点为170℃,由聚四亚甲基二醇与MDI-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物中MDI-1,6-己二醇结晶温度为110℃,MDI-1,6-己二醇质量分数为30%,数均分子量为3.8×104,熔点为160℃。纺丝过程中,由PTT和PPG构成的线型嵌段共聚物与由聚四亚甲基二醇与MDI-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.5:1,组分重量比为30:70,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为190℃;
冷却:由聚四亚甲基二醇与MDI-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由PTT和PPG构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为11℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为2,拉伸温度为90℃;
热定型:温度为115℃;
超喂卷绕:超喂率为30%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为1000%,弹性回复率为96%,宏观自卷曲的卷曲率为50%,卷曲半径为1mm,纤维的卷曲数为60个/25mm,在拉伸应力为0.04cN/dtex时,纤维的伸长率为50%,本征熵弹形变的形变范围为100%。复合弹性纤维的纤度为100dtex,断裂强度为0.6cN/dtex,弹性模量为0.01cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例3
一种复合弹性纤维的制备方法,将由PBT与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇(其中聚丙二醇、聚四亚甲基二醇质量比为3:4)与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由PBT和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中PBT结晶温度为130℃,PBT质量分数为40%,数均分子量为3.9×104,熔点为180℃,由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚结晶温度为80℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚质量分数为30%,数均分子量为3×104,熔点为168℃。纺丝过程中,由PBT和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.2:1,组分重量比为40:60,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为210℃;
冷却:由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-氢醌双羟乙基醚构成的线型嵌段共聚物组分面对吹风方向,由PBT和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为13℃;
热拉伸:采用水蒸气为加热介质,拉伸倍率为3,拉伸温度为70℃;
热定型:温度为120℃;
超喂卷绕:超喂率为40%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为500%,弹性回复率为95.6%,宏观自卷曲的卷曲率为45%,卷曲半径为2mm,纤维的卷曲数为75个/25mm,在拉伸应力为0.03cN/dtex时,纤维的伸长率为45%,本征熵弹形变的形变范围为150%。复合弹性纤维的纤度为30dtex,断裂强度为0.8cN/dtex,弹性模量为0.05cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例4
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚萘二酸乙二醇酯、聚乙二醇和聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物(聚乙二醇和聚丙二醇质量比为1:2)和由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚萘二酸乙二醇酯、聚乙二醇和聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚萘二酸乙二醇酯结晶温度为150℃,聚萘二酸乙二醇酯质量分数为50%,数均分子量为3×105,熔点为230℃,由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚结晶温度为110℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚质量分数为30%,数均分子量为1×105,熔点为185℃。纺丝过程中,由聚萘二酸乙二醇酯、聚乙二醇和聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.5:1,组分重量比为50:50,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为250℃;
冷却:由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物组分面对吹风方向,由聚萘二酸乙二醇酯、聚乙二醇和聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为13℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为4,拉伸温度为95℃;
热定型:温度为135℃;
超喂卷绕:超喂率为60%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为500%,弹性回复率为97%,宏观自卷曲的卷曲率为80%,卷曲半径为1.4mm,纤维的卷曲数为130个/25mm,在拉伸应力为0.01cN/dtex时,纤维的伸长率为54%,本征熵弹形变的形变范围为135%。复合弹性纤维的纤度为1dtex,断裂强度为1.5cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例5
一种复合弹性纤维的制备方法,将由对羟基苯甲酸共聚酯、聚丙二醇与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物(其中聚丙二醇与聚四亚甲基二醇质量比为4:3)和由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由对羟基苯甲酸共聚酯、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中对羟基苯甲酸共聚酯结晶温度为140℃,对羟基苯甲酸共聚酯质量分数为50%,数均分子量为2×105,熔点为230℃,由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET结晶温度为120℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET质量分数为50%,数均分子量为3.5×104,熔点为200℃。纺丝过程中,由对羟基苯甲酸共聚酯、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.3:1,组分重量比为40:60,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为240℃;
冷却:由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-BHET构成的线型嵌段共聚物组分面对吹风方向,由对羟基苯甲酸共聚酯、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为14℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为3.5,拉伸温度为97℃;
热定型:温度为120℃;
超喂卷绕:超喂率为20%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为600%,弹性回复率为97.2%,宏观自卷曲的卷曲率为245%,卷曲半径为1.2mm,纤维的卷曲数为60个/25mm,在拉伸应力为0.05cN/dtex时,纤维的伸长率为234%,本征熵弹形变的形变范围为90%。复合弹性纤维的纤度为10dtex,断裂强度为2.5cN/dtex,弹性模量为0.02cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例6
一种复合弹性纤维的制备方法,将由6-羟基-2羧基萘共聚酯、聚乙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物(聚乙二醇和聚四亚甲基二醇质量比为1:3)和由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物(聚己二酸丁二醇酯二醇和环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚质量比为1:2)经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由6-羟基-2羧基萘共聚酯、聚乙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中6-羟基-2羧基萘共聚酯结晶温度为100℃,6-羟基-2羧基萘共聚酯质量分数为55%,数均分子量为8×104,熔点为210℃。由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚结晶温度为80℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚质量分数为50%,数均分子量为3×104,熔点为190℃。纺丝过程中,由6-羟基-2羧基萘共聚酯、聚乙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.4:1,组分重量比为60:40,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为230℃;
冷却:由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由6-羟基-2羧基萘共聚酯、聚乙二醇和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为15℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为2.8,拉伸温度为50℃;
热定型:温度为95℃;
超喂卷绕:超喂率为50%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为700%,弹性回复率为97.3%,宏观自卷曲的卷曲率为500%,卷曲半径为0.5mm,纤维的卷曲数为150个/25mm,在拉伸应力为0.05cN/dtex时,纤维的伸长率为500%,本征熵弹形变的形变范围为180%。复合弹性纤维的纤度为25dtex,断裂强度为1.2cN/dtex,弹性模量为0.04cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例7
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯(质量比为1:1)与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯混合物结晶温度为120℃,聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯混合物质量分数为60%,数均分子量为3×105,熔点为205℃,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇结晶温度为105℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇质量分数为60%,数均分子量为1×105,熔点为185℃。纺丝过程中,由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.1:1,组分重量比为80:20,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为225℃;
冷却:由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为16℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为3.5,拉伸温度为85℃;
热定型:温度为110℃;
超喂卷绕:超喂率为15%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为800%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为200%,卷曲半径为2mm,纤维的卷曲数为90个/25mm,在拉伸应力为0.03cN/dtex时,纤维的伸长率为90%,本征熵弹形变的形变范围为160%。复合弹性纤维的纤度为15dtex,断裂强度为1.9cN/dtex,弹性模量为0.04cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例8
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯(质量比为1:1)与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚四亚甲基二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二酸乙二醇酯混合物结晶温度为160℃,聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二酸乙二醇酯混合物质量分数为65%,数均分子量为3×105,熔点为230℃,由聚四亚甲基二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇结晶温度为122℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇质量分数为45%,数均分子量为8×104,熔点为198℃。纺丝过程中,由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚四亚甲基二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.25:1,组分重量比为70:30,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为250℃;
冷却:由聚四亚甲基二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为17℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为3.9,拉伸温度为100℃;
热定型:温度为150℃;
超喂卷绕:超喂率为35%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为900%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为400%,卷曲半径为0.8mm,纤维的卷曲数为150个/25mm,在拉伸应力为0.04cN/dtex时,纤维的伸长率为380%,本征熵弹形变的形变范围为20%。复合弹性纤维的纤度为8dtex,断裂强度为2.0cN/dtex,弹性模量为0.01cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例9
一种复合弹性纤维的制备方法,将由对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯(质量比为2:1)和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物(聚己二酸丁二醇酯二醇和聚四亚甲基二醇质量比为2:3)经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物结晶温度为128℃,对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物质量分数为70%,数均分子量为3×105,熔点为225℃,由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚结晶温度为90℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚质量分数为20%,数均分子量为6.5×104,熔点为185℃。纺丝过程中,由对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.5:1,组分重量比为80:20,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为238℃;
冷却:由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯和聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为18℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为1.9,拉伸温度为70℃;
热定型:温度为110℃;
超喂卷绕:超喂率为40%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为1000%,弹性回复率为98.5%,宏观自卷曲的卷曲率为260%,卷曲半径为1.7mm,纤维的卷曲数为100个/25mm,在拉伸应力为0.03cN/dtex时,纤维的伸长率为260%本征熵弹形变的形变范围为80%。复合弹性纤维的纤度为60dtex,断裂强度为2.3cN/dtex,弹性模量为0.02cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例10
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯(质量比为1:2:1)与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-对苯二甲酸二羟乙酯构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二酸乙二醇酯混合物结晶温度为160℃,聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二酸乙二醇酯混合物质量分数为75%,数均分子量为2.8×105,熔点为230℃,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-对苯二甲酸二羟乙酯构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-对苯二甲酸二羟乙酯结晶温度为110℃,4,4’-MDI-BHET质量分数为40%,数均分子量为9×104,熔点为210℃。纺丝过程中,由聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-对苯二甲酸二羟乙酯构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.2:1,组分重量比为80:20,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为250℃;
冷却:由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-对苯二甲酸二羟乙酯构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为19℃;
热拉伸:采用水蒸气为加热介质,拉伸倍率为3.5,拉伸温度为100℃;
热定型:温度为155℃;
超喂卷绕:超喂率为60%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为450%,弹性回复率为98.1%,宏观自卷曲的卷曲率为300%,卷曲半径为0.6mm,纤维的卷曲数为145个/25mm,在拉伸应力为0.01cN/dtex时,纤维的伸长率为100%,本征熵弹形变的形变范围为20%。复合弹性纤维的纤度为15dtex,断裂强度为1.9cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例11
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯(质量比为1:1:1)与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得偏皮芯型双组分复合纤维,其中由聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物结晶温度为150℃,聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物质量分数为80%,数均分子量为1.2×105,熔点为225℃,由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚结晶温度为115℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚质量分数为20%,数均分子量为3×105,熔点为205℃。纺丝过程中,由聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.15:1,组分重量比为20:80,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为235℃;
冷却:由聚己二酸丁二醇酯二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚对苯二甲酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为20℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为3.1,拉伸温度为95℃;
热定型:温度为130℃;
超喂卷绕:超喂率为25%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为980%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为350%,卷曲半径为1.1mm,纤维的卷曲数为90个/25mm,在拉伸应力为0.035cN/dtex时,纤维的伸长率为325%,本征熵弹形变的形变范围为40%。复合弹性纤维的纤度为25dtex,断裂强度为0.9cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例12
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物与聚丙二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶温度为135℃,聚对苯二甲酸乙二醇酯质量分数为30%,数均分子量为3×104,熔点为190℃,由聚丙二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇结晶温度为100℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇质量分数为30%,数均分子量为3×104,熔点为160℃。纺丝过程中,由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1:1,组分重量比为50:50,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为200℃;
冷却:由聚丙二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为10℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为1.5,拉伸温度为80℃;
热定型:温度为118℃;
超喂卷绕:超喂率为10%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为200%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为30%,卷曲半径为2mm,纤维的卷曲数为25个/25mm,在拉伸应力为0.01cN/dtex时,纤维的伸长率为10%,本征熵弹形变的形变范围为20%。复合弹性纤维的纤度为50dtex,断裂强度为1cN/dtex,弹性模量为0.02cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例13
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯(质量比为3:1)与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物和由PBT、PTT(质量比为1:1)与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中聚萘二酸乙二醇酯和对羟基苯甲酸共聚酯混合物结晶温度为130℃,聚萘二酸乙二醇酯和对羟基苯甲酸共聚酯混合物质量分数为80%,数均分子量为3×105,熔点为215℃,由PBT、PTT与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中PBT和PPG混合物结晶温度为95℃,PBT和PTT混合物质量分数为20%,数均分子量为3×105,熔点为178℃。纺丝过程中,由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物与由PBT、PTT与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.45:1,组分重量比为50:50,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为225℃;
冷却:由PBT、PTT与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为20℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为4,拉伸温度为80℃;
热定型:温度为120℃;
超喂卷绕:超喂率为60%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为200%,弹性回复率为97.3%,宏观自卷曲的卷曲率为45%,卷曲半径为1.8mm,纤维的卷曲数为22个/25mm,在拉伸应力为0.02cN/dtex时,纤维的伸长率为40%,本征熵弹形变的形变范围为25%。复合弹性纤维的纤度为3dtex,断裂强度为1.4cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例14
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯(质量比为2:3:2)以及聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物和由6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得偏皮芯型双组分复合纤维,其中由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯以及聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物中聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物结晶温度为145℃,聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物质量分数为55%,数均分子量为1.8×105,熔点为225℃,由6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物中6-羟基-2羧基萘共聚酯结晶温度为95℃,6-羟基-2羧基萘共聚酯质量分数为40%,数均分子量为7.5×104,熔点为190℃。纺丝过程中,由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯以及聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物与由6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.22:1,组分重量比为55:45,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为235℃;
冷却:由6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯以及聚乙二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为18℃;
热拉伸:采用水蒸气为加热介质,拉伸倍率为4.0,拉伸温度为85℃;
热定型:温度为135℃;
超喂卷绕:超喂率为50%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为360%,弹性回复率为97.8%,宏观自卷曲的卷曲率为70%,卷曲半径为1.5mm,纤维的卷曲数为30个/25mm,在拉伸应力为0.03cN/dtex时,纤维的伸长率为70%,本征熵弹形变的形变范围为50%。复合弹性纤维的纤度为1dtex,断裂强度为1.8cN/dtex,弹性模量为0.04cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例15
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物和由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚结晶温度为105℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚质量分数为30%,数均分子量为3×104,熔点为170℃,由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚结晶温度为80℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚质量分数为20%,数均分子量为5×104,熔点为160℃。纺丝过程中,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物与由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1:1,组分重量比为60:40,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为180℃;
冷却:由聚四亚甲基二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为11℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为2.8,拉伸温度为50℃;
热定型:温度为100℃;
超喂卷绕:超喂率为10%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为680%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为300%,卷曲半径为0.75mm,纤维的卷曲数为120个/25mm,在拉伸应力为0.025cN/dtex时,纤维的伸长率为250%,本征熵弹形变的形变范围为100%。复合弹性纤维的纤度为20dtex,断裂强度为2.5cN/dtex,弹性模量为0.02cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例16
一种复合弹性纤维的制备方法,将和由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇(质量比为3:5)与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇结晶温度为100℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇质量分数为60%,数均分子量为3.9×104,熔点为175℃。由聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇结晶温度为80℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇质量分数为30%,数均分子量为3×104,熔点为160℃,纺丝过程中,由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.35:1,组分重量比为80:20,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为180℃;
冷却:由聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物组分面对吹风方向,由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物背对吹风方向,吹风温度为15℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为1.5,拉伸温度为65℃;
热定型:温度为95℃;
超喂卷绕:超喂率为30%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为900%,弹性回复率为99%,宏观自卷曲的卷曲率为400%,卷曲半径为1.33mm,纤维的卷曲数为130个/25mm,在拉伸应力为0.045cN/dtex时,纤维的伸长率为350%,本征熵弹形变的形变范围为120%。复合弹性纤维的纤度为50dtex,断裂强度为2.3cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例17
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚(质量比为2:1)与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚结晶温度为90℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚质量分数为80%,数均分子量为8.5×104,熔点为170℃,由聚丙二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚结晶温度为80℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚质量分数为70%,数均分子量为5×104,熔点为165℃。纺丝过程中,由聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.4:1,组分重量比为20:80,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为190℃;
冷却:由聚丙二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚四亚甲基二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为10℃;
热拉伸:采用水为加热介质,拉伸倍率为3.4,拉伸温度为60℃;
热定型:温度为85℃;
超喂卷绕:超喂率为60%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为500%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为50%,卷曲半径为2mm,纤维的卷曲数为36个/25mm,在拉伸应力为0.02cN/dtex时,纤维的伸长率为40%,本征熵弹形变的形变范围为50%。复合弹性纤维的纤度为8dtex,断裂强度为1.8cN/dtex,弹性模量为0.04cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例18
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物和由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇(质量比为2:1)与聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得偏皮芯型双组分复合纤维,其中由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物中4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚结晶温度为120℃,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚质量分数为70%,数均分子量为2.8×105,熔点为190℃,由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的线型嵌段共聚物中聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶温度为110℃,聚对苯二甲酸乙二醇酯质量分数为30%,数均分子量为2×105,熔点为180℃。纺丝过程中,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物与由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.2:1,组分重量比为30:70,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为205℃;
冷却:由聚丙二醇、聚四亚甲基二醇与聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚丙二醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯-苯二酚(β-羟乙基)醚构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为20℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为4,拉伸温度为95℃;
热定型:温度为115℃;
超喂卷绕:超喂率为55%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为880%,弹性回复率为99%,宏观自卷曲的卷曲率为200%,卷曲半径为0.4mm,纤维的卷曲数为80个/25mm,在拉伸应力为0.02cN/dtex时,纤维的伸长率为190%,本征熵弹形变的形变范围为80%。复合弹性纤维的纤度为2.5dtex,断裂强度为1.5cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为长丝,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例19
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚(质量比为4:3)与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物和由PTT、聚萘二酸乙二醇酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯(质量比为1:1:3)与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得并列型双组分复合纤维,其中由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇结晶温度为105℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇质量分数为50%,数均分子量为9.2×104,由熔点为185℃,PTT、聚萘二酸乙二醇酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物中PTT、聚萘二酸乙二醇酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物结晶温度为90℃,PTT、聚萘二酸乙二醇酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯混合物质量分数为35%(混合物质量比1:3:1),数均分子量为3.1×104,熔点为180℃。纺丝过程中,由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物与由PTT、聚萘二酸乙二醇酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1:1,组分重量比为20:80,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为195℃;
冷却:由PTT、聚萘二酸乙二醇酯、6-羟基-2羧基萘共聚酯与聚四亚甲基二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚己二酸丁二醇酯二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为14℃;
热拉伸:采用水蒸气为加热介质,拉伸倍率为1.7,拉伸温度为80℃;
热定型:温度为100℃;
超喂卷绕:超喂率为45%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为505%,弹性回复率为99%,宏观自卷曲的卷曲率为150%,卷曲半径为0.8mm,纤维的卷曲数为80个/25mm,在拉伸应力为0.01cN/dtex时,纤维的伸长率为100%,本征熵弹形变的形变范围为40%。复合弹性纤维的纤度为100dtex,断裂强度为1.3cN/dtex,弹性模量为0.01cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例20
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物和由PET与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得偏皮芯型双组分复合纤维,其中由聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚结晶温度为125℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚质量分数为60%,数均分子量为1.6×105,熔点为200℃,由PET与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物中PET结晶温度为115℃,PET质量分数为25%,数均分子量为6.4×104,熔点为185℃。纺丝过程中,由聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物与由PET与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.5:1,组分重量比为80:20,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为210℃;
冷却:由PET与聚丙二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚乙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-二羟乙基苯甲醚构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为10℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为4,拉伸温度为95℃;
热定型:温度为120℃;
超喂卷绕:超喂率为15%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为630%,弹性回复率为98%,宏观自卷曲的卷曲率为350%,卷曲半径为1mm,纤维的卷曲数为100个/25mm,在拉伸应力为0.045cN/dtex时,纤维的伸长率为350%,本征熵弹形变的形变范围为140%。复合弹性纤维的纤度为1dtex,断裂强度为2.5cN/dtex,弹性模量为0.03cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
实施例21
一种复合弹性纤维的制备方法,将由聚四亚甲基二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚(质量比为3:2)与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物和由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚丙二醇(质量比为4:3)与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物经熔体、喷丝孔挤出、冷却、热拉伸、热定型和超喂卷绕复合纺丝制得偏皮芯型双组分复合纤维,其中由聚四亚甲基二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇结晶温度为95℃,1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇质量分数为30%,数均分子量为5.6×104,熔点为140℃,由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物中2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇结晶温度为80℃,2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇质量分数为20%,数均分子量为4.8×104,熔点为120℃。纺丝过程中,由聚四亚甲基二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物与由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物的熔体粘度比为1.3:1,组分重量比为50:50,纺丝工艺的具体参数如下所示:
熔体:温度为150℃;
冷却:由聚己二酸丁二醇酯二醇、聚丙二醇与2,4-甲苯二异氰酸酯-1,6-己二醇构成的线型嵌段共聚物面对吹风方向,由聚四亚甲基二醇、环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚与1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇构成的线型嵌段共聚物组分背对吹风方向,吹风温度为13℃;
热拉伸:采用空气为加热介质,拉伸倍率为3.8,拉伸温度为70℃;
热定型:温度为88℃;
超喂卷绕:超喂率为35%。
最终制得的复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为750%,弹性回复率为97.9%,宏观自卷曲的卷曲率为300%,卷曲半径为0.5mm,纤维的卷曲数为110个/25mm,在拉伸应力为0.028cN/dtex时,纤维的伸长率为260%,本征熵弹形变的形变范围为160%。复合弹性纤维的纤度为3.4dtex,断裂强度为1.2cN/dtex,弹性模量为0.02cN/dtex。复合弹性纤维为短纤维,应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
Claims (8)
1.一种复合弹性纤维,其特征是:复合弹性纤维同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性,断裂伸长率为200~1000%,弹性回复率≥95%,宏观自卷曲的卷曲率为30~500%,卷曲半径≤2mm,纤维的卷曲数为25~150个/25mm,在拉伸应力≤0.05cN/dtex时,纤维的伸长率为10~500%,本征熵弹形变的形变范围为20~200%。
2.根据权利要求1所述的一种复合弹性纤维,其特征在于,所述复合弹性纤维的纤度为1~100dtex,断裂强度为0.5~2.5cN/dtex,弹性模量≤0.05cN/dtex。
3.根据权利要求1所述的一种复合弹性纤维,其特征在于,所述复合弹性纤维为长丝或短纤维,所述复合弹性纤维应用于机织物、针织物、无纺布或者与其他纤维混纺或交织。
4.根据权利要求1所述的一种复合弹性纤维,其特征在于,所述复合弹性纤维为并列型双组分复合纤维,其中,一个组分为硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯,另一个组分为硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯;硬段结晶温度为80~160℃,双组分的硬段结晶温度相差10~50℃,硬段质量分数为20~80%,双组分的硬段质量分数相差0~60%。
5.制备如权利要求1~4任一项所述的复合弹性纤维的方法,其特征是:将硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯与硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯经复合纺丝制得复合弹性纤维;
硬段结晶温度为80~160℃,双组分的硬段结晶温度相差10~50℃,硬段质量分数为20~80%,双组分的硬段质量分数相差0~60%;
复合纺丝过程中,硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯与硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯的熔体粘度比为1~1.5:1,组分重量比为20:80~80:20。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述复合纺丝的工艺过程如下:
熔体→喷丝孔挤出→冷却→热拉伸→热定型→超喂卷绕;
所述熔体的温度为150~250℃;
所述冷却的方式为硬段结晶温度低的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分面对吹风方向,硬段结晶温度高的热塑性聚醚酯或热塑性聚氨酯组分背对吹风方向,吹风温度为10~20℃;
所述热拉伸时,采用空气、水或者水蒸气为加热介质,拉伸倍率为1.5~4,拉伸温度为50~100℃;
所述热定型的温度为80~155℃;
所述超喂卷绕的超喂率为10~60%。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述热塑性聚醚酯是由聚酯硬段和聚醚软段构成的线型嵌段共聚物,聚酯硬段为结晶性芳香族聚酯,聚醚软段为脂肪族聚醚;
所述热塑性聚醚酯的熔点范围为160℃~230℃,数均分子量为3×104~3×105;
所述热塑性聚氨酯是由低聚物多元醇软段和二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线型嵌段共聚物;
所述热塑性聚氨酯的熔点范围为120℃~230℃,数均分子量为3×104~3×105。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述结晶性芳香族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、对羟基苯甲酸共聚酯和6-羟基-2羧基萘共聚酯中的一种以上;
所述脂肪族聚醚为环状醚的聚合物或二醇的缩合物,具体为聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇的一种以上;
所述低聚物多元醇为聚酯二醇和/或聚醚二醇;
所述二异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯或2,4-甲苯二异氰酸酯;
所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、氢醌双羟乙基醚、苯二酚(β-羟乙基)醚、对苯二甲酸二羟乙酯或二羟乙基苯甲醚。
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