CN109280990A - 一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：1)制备纺丝前驱溶液；2)干法纺丝成型；3)解络合；4)热拉伸；5)热定型。本发明的优点：采用络合剂与锦纶6局部络合，即改善了锦纶6长丝加工过程中的可拉伸性能，又防止分子过度打滑，显著提高了分子的取向度，配合改性EBS分散剂，所制备的高强度锦纶6工业长丝模量可达80Gpa、断裂强度可达1.3Gpa，耐磨、耐高温、弹性好，适用范围广，十分适合推广使用。

Description

一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，属于高分子材料加工技术领域。
背景技术
锦纶6，即聚酰胺-6，又称尼龙6、又叫PA6。是世界上最早实现工业化的合成纤维，其工业长丝广泛应用于轮胎帘子布、汽车用纺织品、过滤材料、特种和军用纺织品等。虽然国内外科研人员进行了多种方法的探索，但是锦纶6工业长丝的拉伸比和力学性能均未得到显著提高。
使锦纶6高性能化的最大障碍是有效拉伸倍数低，提高拉伸倍数，需要避免纤维受到拉伸后分子间过度打滑，只发生塑形形变分子取向不足，现有技术没有有效的方案可以克服该技术难点。
发明内容
本发明提出的是一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现有效提高锦纶6工业长丝纤维强度和模量，耐磨耐高温且保证良好弹性。
本发明的技术解决方案：一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.2～0.5的络合剂和粘度2.8～3.8的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度10～25wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡30～40小时后，与改性EBS分散剂按照的重量比12～20:1～2加入高速混合机混合，混合后通过纺丝组件挤成连续长丝进入80～140℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为6～8倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中2～12h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于190～220℃进行热拉伸，拉伸倍数1.5～2.3倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于125～135℃下保温2-4min，得到高强度锦纶6工业长丝。
优选的，所述的络合剂为氯化钙、氯化锂或硼酸三丁酯中的一种。
优选的，所述的改性EBS分散剂为TAS-2A。
优选的，所述的纺丝组件的喷丝孔径为0.3～0.4mm，长径比为10。
本发明的优点：采用络合剂与锦纶6局部络合，即改善了锦纶6长丝加工过程中的可拉伸性能，又防止分子过度打滑，显著提高了分子的取向度，配合改性EBS分散剂，所制备的高强度锦纶6工业长丝模量可达80Gpa、断裂强度可达1.3Gpa，耐磨、耐高温、弹性好，适用范围广，十分适合推广使用。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.2～0.5的络合剂和粘度2.8～3.8的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度10～25wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡30～40小时后，与改性EBS分散剂按照的重量比12～20:1～2加入高速混合机混合，混合后通过纺丝组件挤成连续长丝进入80～140℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为6～8倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中2～12h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于190～220℃进行热拉伸，拉伸倍数1.5～2.3倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于125～135℃下保温2-4min，得到高强度锦纶6工业长丝。
所述的络合剂为氯化钙、氯化锂或硼酸三丁酯中的一种。
所述的改性EBS分散剂为TAS-2A。
所述的纺丝组件的喷丝孔径为0.3～0.4mm，长径比为10。
实施例1
一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.2的络合剂氯化钙和粘度2.8的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度10wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡30小时后，与改性EBS分散剂TAS-2A按照的重量比12:1加入高速混合机混合，混合后通过喷丝孔径为0.3mm、长径比为10的纺丝组件挤成连续长丝进入80℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为6～8倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中2h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于190℃进行热拉伸，拉伸倍数1.5倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于125℃下保温2min，得到高强度锦纶6工业长丝，模量76Gpa、断裂强度1.22Gpa。
实施例2
一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.5的络合剂氯化锂和粘度3.8的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度25wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡40小时后，与改性EBS分散剂TAS-2A按照的重量比20:2加入高速混合机混合，混合后通过喷丝孔径为0.4mm、长径比为10的纺丝组件挤成连续长丝进入140℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为8倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中12h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于190～220℃进行热拉伸，拉伸倍数2.3倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于135℃下保温4min，得到高强度锦纶6工业长丝，模量80Gpa、断裂强度1.3Gpa。
实施例3
一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.4的络合剂硼酸三丁酯中和粘度3.2的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度20wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡30～40小时后，与改性EBS分散剂TAS-2A按照的重量比13:1.5加入高速混合机混合，混合后通过喷丝孔径为0.35mm、长径比为10的纺丝组件挤成连续长丝进入120℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为7倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中10h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于200℃进行热拉伸，拉伸倍数2.1倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于130℃下保温3min，得到高强度锦纶6工业长丝，模量77Gpa、断裂强度1.26Gpa。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，其特征包括以下工艺步骤：
1)制备纺丝前驱溶液：将摩尔比0.2～0.5的络合剂和粘度2.8～3.8的锦纶6原料溶于溶剂甲酸中，得到浓度10～25wt％的锦纶6纺丝前驱体溶液；
2)干法纺丝成型：将锦纶6纺丝前驱体溶液在氮气保护下静置脱泡30～40小时后，与改性EBS分散剂按照的重量比12～20:1～2加入高速混合机混合，混合后通过纺丝组件挤成连续长丝进入80～140℃的纺丝甬道，锦纶6初生纤维在甬道出口处绕卷成型，通过冷凝回收溶剂；
3)解络合：采用拉伸器将锦纶6初生纤维在室温下拉伸，拉伸倍数为6～8倍，然后浸泡在解络合溶剂无水乙醇中2～12h进行解络合处理；
4)热拉伸：将解络合后的丝条于190～220℃进行热拉伸，拉伸倍数1.5～2.3倍；
5)热定型：将拉伸后的丝条于125～135℃下保温2-4mi n，得到高强度锦纶6工业长丝。
2.如权利要求1所述的一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，其特征是所述的络合剂为氯化钙、氯化锂或硼酸三丁酯中的一种。
3.如权利要求1所述的一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，其特征是所述的改性EBS分散剂为TAS-2A。
4.如权利要求1所述的一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，其特征是所述的纺丝组件的喷丝孔径为0.3～0.4mm，长径比为10。
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