CN109680368A - 一种改性聚酯纤维丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合成纤维领域，具体公开了一种改性聚酯纤维丝的制备方法。包含由聚酯纤维丝先进行改性树脂涂料涂覆固化，后进行热处理过程。所述的改性树脂涂料，先由环氧树脂与固化剂按照重量比100:50‑100的比例进行搅拌混合，再加入2％‑10％石英砂而得到；所述的热处理，温度控制在100‑180℃，时间控制在10‑30分钟。得到的改性聚酯纤维丝具有断裂伸长率低、不易变形等特点，将该改性聚酯纤维丝经纺织制成改性聚酯纤维布专用于围海造地，围海造地效果好、成本低。

Description

一种改性聚酯纤维丝的制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维领域，具体涉及一种改性聚酯纤维丝的制备方法。
背景技术
聚酯纤维俗称"涤纶"。是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，于1941年发明，是当前合成纤维的第一大品种。它具有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱。但它不吸湿、不耐高温、断裂伸长率也较大。
聚酯纤维丝用于制造聚酯纤维布。可用聚酯纤维布抱住石块后用于围海造地，对聚酯纤维布的要求是不容易变形，所以对聚酯纤维的断裂伸长率有较高的要求，断裂伸长率越低越好。
目前聚酯纤维丝的商品出厂断裂伸长率大于12％，这种纤维制成的聚酯纤维布包裹石料后投入海中后，由于聚酯纤维布的变形率大，容易造成石块的脱落，使石块被海水冲走，影响围海造地的效果，增加围海造地成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对目前围海造地所用的聚酯纤维布普遍存在的断裂伸长率高、易变形，造成围海造地的效果差、成本高等缺陷与不足，提供一种改性聚酯纤维丝的制备方法。采用该制备方法得到的改性聚酯纤维丝具有断裂伸长率低、不易变形等特点，将该改性聚酯纤维丝经纺织制成改性聚酯纤维布专用于围海造地，围海造地效果好、成本低。
本发明采用如下技术方案，来实现发明目的。
一种改性聚酯纤维丝的制备方法，包含由聚酯纤维丝先进行改性树脂涂料涂覆固化，后进行热处理过程。
所述的改性聚酯纤维丝用于纺织制成改性聚酯纤维布，所述的改性聚脂纤维布用于围海造地。
进一步地，所述的改性树脂涂料，先由环氧树脂与固化剂按照重量比100:50-100的比例进行搅拌混合，再加入2％-10％无机物添加剂而得到。
进一步地，所述的环氧树脂选自E44市售中的一种。
环氧树脂是分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称，其以分子链中含有独特的环氧基等活性基团和极性基团为特征，因而具有许多优异的性能，包括附着力好、耐磨性好、硬度高、热稳定性好、耐腐蚀、耐化学品和溶剂，能与多种类型的固化剂发生交联反应而形成具有三维网状结构的不溶、不熔的高聚物。
由于环氧树脂本身结构中存在的环氧基团与聚酯纤维之间发生了某种相互反应，因此固化后与聚酯纤维结合有优异的性能，其中包括：1.收缩性低，环氧同一些其他树脂如酚醛树脂、不饱和聚酯树脂相比在固化过程中表现出很低的收缩性(小于2％)；2.力学性能好，固化使得环氧树脂聚酯纤维复合体拥有了更好的力学性能；3.尺寸稳定性，环氧树脂聚酯纤维复合体因为其良好的化学稳定性、耐侯性和力学性能，其应用过程中不易发生变形。故环氧树脂的涂敷改变了聚酯纤维的热力学性能，并且对环氧树脂聚酯纤维复合体的热处理能够使环氧树脂聚酯纤维复合体断裂伸长率降低。
进一步地，所述的固化剂为酸酐类固化剂，所述酸酐类固化剂为市售邻苯二甲酸酐。
进一步地，所述的无机物添加剂为石英砂，所述石英砂其细度为50至100目。
改性聚酯纤维添加石英砂可以提高其力学性能和减少改性聚酯纤维断裂伸长率，添加石英砂后，石英中的硅氧健能够与聚酯纤维的大量酯基发生相互作用，使聚酯纤维的大分子链段运动受阻，分子链被固定；另外石英砂的加入使得体系粘度增加，从而使得改性聚酯纤维的断裂伸长率明显下降，断裂应力明显上升。
进一步地，所述的涂覆固化，是先将改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在120-180℃，固化时间控制在1-3小时。
进一步地，所述的热处理，温度控制在100-180℃，时间控制在10-30分钟，热处理设备为工业烘箱。
外购聚酯纤维由于在生产过程中受到流动取向和拉伸取向，故聚酯纤维的内部大分子链有比较强烈的取向作用，虽然聚酯纤维原生产厂家也会采取热处理工艺，但往往主要目的是强化其力学性能，对降低断裂伸长率关注不够。我们研究出对外购聚酯纤维进行合适的热处理温度和热处理时间，目的就是在不影响其力学性能的前提下，使其断裂伸长率降低，进一步热处理会加大纤维分子的活动能力，改变纤维的内部结构。温度较低时热处理，纤维在其作用下会发生收缩，此时一些小结晶发生融化，因此与热处理前相比，纤维的强力会有增强。而当热处理温度逐渐增高时，纤维的收缩逐渐增大，这使得纤维内部增大了应力，此外因为无定形区分子链的运动效应，纤维内的大分子取向会渐渐下降，这使得纤维的延伸率下降。故合适的热处理时间和热处理温度，能使经过热处理后的纤维，其链段发生蜷曲，从而使用过程中聚酯纤维其断裂伸长率减低、断裂应力增大。
进一步地，所述的聚酯纤维丝，由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝而得。所述的二元酸为对苯二甲酸，所述的二元醇为乙二醇。
有益效果：
采用该制备方法得到的改性聚酯纤维丝具有断裂伸长率低、不易变形等特点，将该改性聚酯纤维丝经纺织制成改性聚酯纤维布专用于围海造地，由于该改性聚酯纤维布的变形率小，包裹石料投入海中后，不容易造成石块的脱落，使得石块不容易被海水冲走，围海造地效果好、成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
本发明所用的聚酯纤维丝，由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝而得，所述的二元酸为对苯二甲酸，所述的二元醇为乙二醇。
实施例1：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:50的比例进行搅拌混合，再加入10％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在120℃，固化时间控制在3小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在100℃，时间控制在20分钟。得到改性聚酯纤维丝1。
实施例2：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:100的比例进行搅拌混合，再加入2％细度70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在180℃，固化时间控制在1小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在180℃，时间控制在10分钟。得到改性聚酯纤维丝2。
实施例3：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:80的比例进行搅拌混合，再加入4％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在150℃，固化时间控制在2小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在140℃，时间控制在10分钟。得到改性聚酯纤维丝3。
实施例4：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:80的比例进行搅拌混合，再加入6％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在150℃，固化时间控制在2小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在140℃，时间控制在15分钟。得到改性聚酯纤维丝4。
实施例5：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:70的比例进行搅拌混合，再加入6％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在150℃，固化时间控制在2小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在140℃，时间控制在20分钟。得到改性聚酯纤维丝5。
实施例6：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:70的比例进行搅拌混合，再加入6％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在150℃，固化时间控制在2小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在140℃，时间控制在30分钟。得到改性聚酯纤维丝6。
实施例7：
改性树脂涂料的配制：由环氧树脂E44与固化剂邻苯二甲酸酐按照重量比100:70的比例进行搅拌混合，再加入6％细度为70目的石英砂再搅拌混合而得到。
聚酯纤维丝的涂覆固化：将上述配制而得的改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在150℃，固化时间控制在2小时。
聚酯纤维丝的热处理：将上述经改性树脂涂料涂覆固化后聚酯纤维丝，入工业烘箱中进行热处理，温度控制在140℃，时间控制在15分钟。得到改性聚酯纤维丝7。
对比例：
外购的未经改性处理的聚酯纤维，由苏州海港岩土有限公司提供。检测例：
聚酯纤维的断裂伸长率的检测方法：
将需要测试的纤维丝用微机控制电子万能试验机测试，具体步骤为：将待测的纤维丝架在微机控制电子万能试验机夹具中，拉伸速率为100mm/min，将其拉断时计算其断裂伸长率。
微机控制电子万能试验机设备型号：ETM204C；生产厂家：深圳万测试验设备有限公司。
将上述实施例1-7所得到的改性聚酯纤维丝与对比例中外购未经改性处理的聚酯纤维丝，按照上述断裂伸长率的检测方法进行检测，检测结果列表如下：
上述检测结果表明：实施例1-7的断裂伸长率均在10％以下，远低于对比例的12.5％，说明石英砂-环氧树脂涂覆固化和热处理对聚酯纤维丝具有显著的改性效果，其中以实施例5的环氧树脂A/固化剂B＝100/70、石英砂添加量6％、涂覆固化150℃2小时、热处理140℃20分钟的改性效果最好。得到的改性聚酯纤维丝具有断裂伸长率低、不易变形等特点，将该改性聚酯纤维丝经纺织制成改性聚酯纤维布专用于围海造地，围海造地效果好、成本低。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (10)

1.一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：包含由聚酯纤维丝先进行改性树脂涂料涂覆固化，后进行热处理过程。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的改性树脂涂料，先由环氧树脂与固化剂按照重量比100:50-100的比例进行搅拌混合，再加入2％-10％无机物添加剂而得到。
3.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的环氧树脂选自E44。
4.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为酸酐类固化剂，所述酸酐类固化剂选自邻苯二甲酸酐。
5.根据权利要求2所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的无机物添加剂为石英砂。
6.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的涂覆固化，是先将改性树脂涂料涂覆在聚酯纤维丝上，后进行固化，固化温度控制在120-180℃，固化时间控制在1-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的热处理，温度控制在100-180℃，时间控制在10-30分钟，热处理设备为工业烘箱。
8.根据权利要求1所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的聚酯纤维丝，由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝而得。
9.根据权利要求8所述的一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的二元酸为对苯二甲酸，所述的二元醇为乙二醇。
10.根据权利要求1-9任意一种改性聚酯纤维丝的制备方法，其特征在于：所述的改性聚酯纤维丝用于纺织制成改性聚酯纤维布，所述的改性聚脂纤维布用于围海造地。
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