CN111394831B - 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法 - Google Patents

一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111394831B
CN111394831B CN202010201562.8A CN202010201562A CN111394831B CN 111394831 B CN111394831 B CN 111394831B CN 202010201562 A CN202010201562 A CN 202010201562A CN 111394831 B CN111394831 B CN 111394831B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
melt
devolatilization
polycondensation
kettle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010201562.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111394831A (zh
Inventor
王松林
徐锦龙
汤廉
黄家鹏
何宁艳
王华平
王朝生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co Ltd filed Critical Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co Ltd
Priority to CN202010201562.8A priority Critical patent/CN111394831B/zh
Publication of CN111394831A publication Critical patent/CN111394831A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111394831B publication Critical patent/CN111394831B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/12—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyamide as constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/36—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino acids, polyamines and polycarboxylic acids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/62—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product related technologies for production or treatment of textile or flexible materials or products thereof, including footwear

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本发明涉及尼龙材料领域，公开了一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法，包括：包括：1）配料：将已内酰胺、封端剂、水和催化剂加热混合，得到混合物；2）开环；3）预缩聚：进行预缩聚反应和脱挥；4）终缩聚：进行终缩聚反应和脱挥；5）纺前脱挥；6）纺丝：纺前脱挥后尼龙熔体与聚酯熔体直接输送至复合纺丝组件，经过挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕后，获得涤锦复合纤维。本发明方法能够实现尼龙熔体聚合后的直纺，无需先制成切片，且能够有效控制尼龙熔体中的热水可萃取物和环状二聚体的含量。然后将尼龙熔体与聚酯熔体进行复合纺丝，可制得不同复合形式的涤锦复合纤维。

Description

一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法
技术领域
本发明涉及尼龙材料领域，尤其涉及一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法。
背景技术
纤维市场竞争激烈，常规纤维市场已逐步趋于饱和，且常规纤维附加值低、功能单一，已渐渐不能满足人们日益增长的需求，差别化纤维的开发是纤维公司谋求发展的必选题，也是纤维行业发展的大势所趋。复合纤维是差别化纤维的一个重要分支，其中涤锦复合纤维是目前市场上比较常见的一种复合纤维。主要是因为 PET、PA6 均具有良好的可纺性，且涤纶、锦纶纤维生产工艺已经十分成熟。由于目前锦纶无法实现熔体直纺，因此制备涤锦复合纤维的方法主要是通过切片法纺丝实现，但直接纺丝法与切片纺丝法相比，少去了铸带、切粒、干燥再熔融等生产流程，减小车间面积，投资成本也下降，因此，实现熔体直接纺丝是涤锦复合纤维发展的一大趋势。要实现涤锦复合纤维熔体直接纺丝，关键在于制备可直接纺丝的尼龙6熔体。
目前，在PA6纤维生产过程中，纤维的张力大，气泡或杂质的存在会引起单丝断裂，因此PA6纺丝对熔体要求较高，熔体中热水可萃取物含量需低于2wt%。而己内酰胺水解聚合的转化率一般在90%左右，意味着聚合物中残余有10%左右的己内酰胺单体和低聚物(也称热水可萃取物，其中单体约占75%，低聚物约占25%)，这些熔体中的杂质对纺丝造成了极大的影响，因此，在PA6纺丝前，需要对切片进行萃取处理，根据FZ/T 51004-2011，PA6切片热水可萃取物含量应小于0.5wt%(优等品)。现在工业上普遍采用热水连续萃取工艺，萃取掉PA6切片中的单体和低聚物，使切片中可萃取物含量低于0.5wt%，满足高速纺丝的要求。
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尼龙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，这时由于存在化学反应平衡，又形成低分子化合物，这样一来，与正常的聚合法相比较就没有什么优点了。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明基于己内酰胺热力学原理以及动力学强化过程，提供了一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法。本发明方法能够实现尼龙熔体聚合后的直纺，无需先制成切片，且能够有效控制尼龙熔体中的热水可萃取物和环状二聚体的含量。然后将尼龙熔体与聚酯熔体进行复合纺丝，可制得不同复合形式的涤锦复合纤维。
本发明的具体技术方案为：一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法，包括以下步骤：
1）配料：将已内酰胺、封端剂、水和催化剂加热混合，得到混合物。
2）开环：将所述混合物加热进行开环反应。
3）预缩聚：对开环所获产物进行加热，进行预缩聚反应和脱挥。
4）终缩聚：将预缩聚所得产物加热，进行终缩聚反应和脱挥。
5）纺前脱挥：通过薄膜蒸发器对终缩聚所得产物进行纺前脱挥。
6）纺丝：纺前脱挥后尼龙熔体与聚酯熔体直接输送至复合纺丝组件，经过挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕后，获得涤锦复合纤维。
本发明将尼龙熔体与聚酯熔体分别输送至纺丝组件进行纺丝，可制得不同复合形式的涤锦复合纤维。其中，聚酯熔体为依赖于现有技术即可实现，本发明重点在于实现了对尼龙熔体的聚合后直纺。
具体地，本发明方法的流程具体为：先通过配料釜配制原料，配制好的原料输送至开环釜，经开环反应后获得尼龙6预聚物，所获预聚物输送至预缩聚釜，使尼龙6预聚物的数均分子量进一步增长，所获熔体被输送至终缩聚釜中进一步进行缩聚反应，在预缩聚和终缩聚过程中聚合物呈现液态，低聚物（热水可萃取物）从熔体中形成气相脱除（即脱挥），实现尼龙6的液相萃取，使所获尼龙6熔体热水可萃取物含量≤1.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%；然后，所获熔体被输送至纺丝组件，纺丝组件前，熔体经过薄膜蒸发器，使熔体中的热水可萃取物含量进一步降低（此步脱挥主要是针对输送过程中新生成的热水可萃取物）；尼龙6熔体最终经纺丝组件，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，也可直接制成塑料制品，易于实现大容量规模化生产，可应用在服用纤维、工业用丝、汽车等领域。
本发明的优势在于：将聚合过程分解成多步，具有极高的工艺调控柔性，可根据每一步反应原理及特点，对聚合工艺进行调整。例如可在开环阶段，降低反应温度，可预先调控环状二聚体含量；在预缩聚过程中采用降低真空度，减缓脱挥速度的方法预先将大部分挥份脱除，同时给予较长反应时间让分子链充分进行链交换，再通过高真空终缩聚进一步强化脱挥效果，可避免大量挥份脱除时产生大量熔体气泡所引起的粘壁现象以及数均分子量分布宽的问题。通过工艺的针对性调整，实现降低熔体热水可萃取物含量的同时，保证了熔体的质量。
此外，本发明结合己内酰胺缩聚反应放热、数均分子量增长的特点，将部分缩聚反应放在终缩聚釜中进行，也就是终缩聚釜中起到的作用不仅仅是液相萃取的作用，同时还可以进一步提高尼龙6数均分子量，这样设计的好处在于在数均分子量比较低的时候，熔体粘度较小，更有利于传质过程；在液相脱挥过程中，数均分子量不可避免地会增长，将部分缩聚反应放在终缩聚中可以避免尼龙6数均分子量过大，造成加工困难；另一方面，缩聚反应为放热反应，本发明的设计可以将缩聚反应热利用起来，避免气相抽提过程中气相的形成带走大量热量而导致熔体问题明显下降的问题，也可降低热媒温度与熔体温度之间的差异，提高了熔体的品质。
作为优选，所述聚酯熔体的制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.02-1.30:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.01-1MPa，反应的温度为240-270℃，催化剂为钛酸四丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锑或乙二醇锑中的一种及以上，添加量为10-500ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种及以上，添加量为10-500ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90-95%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0-0.5MPa，反应的温度为250-270℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在270-290℃；所述缩聚反应持续2-4h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.6-1.0；
作为优选，所述涤锦复合纤维为皮芯型、并列型、橘瓣型或海岛型复合纤维。
不同类型的复合纤维主要是通过采用不同的纺丝组件、喷丝板结构来实现，皮芯型结构复合纤维具有弹性、不易开纤的特点，可兼顾锦纶的舒适性与聚酯的挺括性，并列型复合纤维可用于制备具有宏观卷曲弹性形变的纤维，橘瓣型和海岛型通过开纤等处理后可以用于制备超细纤维。
作为优选，步骤1）中：相对于己内酰胺，水的添加量为1-5wt%，封端剂的添加量为0.1-0.5wt%，催化剂的添加量为0.01-1wt%。
作为优选，步骤1）中：所述封端剂为HOOC(CH2)nCOOH、对苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种；其中n为2-10。
作为优选，步骤1）中：所述催化剂为尼龙66盐、NH2(CH2)XCOOH中的一种或多种；其中， X为4-10。
作为优选，步骤1）中：混合温度为80-140℃，混合时进行搅拌10-60min，转速为60-240r/min。
作为优选，步骤2）中，开环温度为210-260℃，反应压力控制在0.1-2MPa；当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的数均分子量为3000-10000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
作为优选，步骤3）中，预缩聚反应压力为-0.1-0.02MPa，反应温度为230～260℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为7000-16000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
作为优选，步骤4）中，终缩聚反应的绝对压力为100-2000Pa，反应温度为240～270℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为16000-26000，热水可萃取物含量≤1.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%。
将步骤2-4的产物的数均分子量分别控制在上述范围的依据在于，在保证熔体具有良好流动性的同时，减少挥份占比，因为数均分子量过低，熔体中低聚物含量较高，在预缩聚及终缩聚过程中会有大量挥份脱除，降低了生产效率，同时也增加了挥份回用的压力；数均分子量较高时，熔体粘度较大，不利于实现大量低聚物脱除的工作，同时，脱挥过程会带大量的热量，为了保证热量供给，需要提高热媒温度，热媒温度过高时，会致使熔体出现温度差异，影响熔体品质，而将数均分子量控制在一定范围内进行缩聚反应，可以利用缩聚过程所释放的热量，来弥补挥份脱除的热量损失，从而保证了熔体各处温度的均匀。
作为优选，步骤5）中，纺前脱挥温度保持在250～270℃，脱挥持续5-15s；过程压力在100pa以下。
作为优选，本发明方法通过双组分熔体直纺装置实现，所述双组分熔体直纺装置包括尼龙熔体直纺单元、聚酯熔体直纺单元和纺丝组件，所述尼龙熔体直纺单元依次串联的配料釜、熔体过滤器、第一预加热器、开环釜、预缩聚釜、终缩聚釜、第二预加热器、薄膜蒸发器；尼龙熔体直纺单元和聚酯熔体直纺单元分别与纺丝组件连通。
所述预缩聚釜为常规预缩聚釜或具有脱挥功能的脱挥反应釜，所述终缩聚釜为具有脱挥功能的脱挥反应釜；所述脱挥反应釜包括壳体、空心转轴、电机和至少一个脱挥盘；所述壳体的底部设有熔体进口、熔体出口，壳体的侧面中部设有气体进口，壳体的顶部设有气体出口；所述空心转轴水平设于壳体内且其一端与所述气体进口连通，所述电机用于驱动空心转轴旋转；所述脱挥盘通过与空心转轴连通的空心支管固定于空心转轴上，当脱挥盘为多个时多个脱挥盘在空心转轴上依次平行排列；脱挥盘分布有气孔；脱挥反应釜气体出口与真空冷凝系统连接。其中，作为预缩聚釜的脱挥反应釜的气体进口通入有含水氮气。而作为终缩聚釜的脱挥反应釜的气体进口则不通气。
本发明将自行设计的脱挥反应釜作为缩聚反应釜，当作为预缩聚反应釜时，含有水分的热氮气通过气孔吹扫出脱挥盘，使附着在脱挥盘的尼龙6熔体发生鼓泡，形成更薄的熔体薄膜，可进一步增加脱挥面积，提高脱挥效率。当熔体气泡增大到一定程度时会破裂，气体会在真空作用下被带离体系。此外，由于环状二聚体等难挥发组分在热水中有较好的溶解度，因此热氮气气流中的水分可以与环状二聚体等难挥发组分相互作用，可以带动环状二聚体等难挥发组分的挥发，减少熔体中的难挥发组分的含量，从而进一步降低了熔体中低聚物含量，提高熔体品质。最终，含有脱挥组分的气体从气体出口排出，而脱挥后的尼龙6熔体从熔体出口流出。当作为终缩聚反应釜时，气体进口则不通气。
据申请人所知，目前现有技术中针对尼龙6熔体的都是热水萃取脱挥，并且是在聚合后再进行脱挥，并无类似于本发明上述工作原理的尼龙6脱挥方法。常规的脱挥工艺中，需要装置具有较高的脱挥面积以及真空度，而在这种高效脱挥作用下，尼龙6的数均分子量会快速增长，熔体粘度大幅增加导致成型困难。而本发明不仅实现了在缩聚过程的同时进行脱挥，并且脱挥方法的优点在于：由于体系中含有一定量的水分，使尼龙6缩聚反应得到抑制，避免了在真空条件下尼龙6数均分子量的暴涨而影响纺丝成形过程，也为尼龙6酰胺交换提供了时间，使数均分子量分布变窄，提高了熔体质量。此外，由于环状二聚体等难挥发组分在热水中有较好的溶解度，因此热氮气气流中的水分可以与环状二聚体等难挥发组分相互作用，可以带动环状二聚体等难挥发组分的挥发，减少熔体中的难挥发组分的含量，从而进一步降低了熔体中低聚物含量，提高熔体品质。
作为优选，所述含水氮气的含水量为0.1-10wt%。
水分控制是根据聚合目标数均分子量、以及脱挥量来控制，过低，无法对聚合反应进行抑制，同时脱挥效果降低，过高，会导致聚合反应无法进行。
作为优选，所述脱挥反应釜的气孔直径为0.1-10mm。
将气孔直径限制在0.1-10mm范围，实际生产中可根据熔体粘度调节，设计直径大小时需注意避免熔体流入孔中，同时也有利于减小熔体在脱挥盘上流动的阻力。
作为优选，所述真空冷凝系统包括依次连接的冷凝器、真空缓冲罐和真空装置；所述冷凝器的底部设有接收罐。
作为优选，所述真空装置包括旋片式真空泵、分子真空泵、喷射真空泵、扩散泵和扩散喷射泵中的一种或多级串联形成的组合。
作为优选，所述冷凝器采用多级冷凝的方式，底部采用热水冷凝，温度为70-90℃，顶部用冷水冷凝，温度为1-20℃，中间设有2-5个温度梯度。
作为优选，所述开环釜上设有配备了回流机构，将反应时间为0.5-1.5h的产物输送至釜顶进行回流，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.1-2wt%；开环釜釜顶设有搅拌机构。
本发明根据己内酰胺开环产物的物性及工艺特点，对开环釜进行了改进，即配备了回流机构，将己内酰胺预聚物回流至釜顶，与新鲜己内酰胺混合，由于己内酰胺预聚物中含大量的线性低聚物，这些线性低聚物可以大大提高己内酰胺的开环速度，使己内酰胺在较低温度下开环速度加快，同时降低生产成本。具体地，己内酰胺开环反应是吸热反应，在没有催化剂的作用下其反应较慢，需要很长时间才能达到平衡，而促进己内酰胺反应的催化剂，最常见的是氨基己酸（工业级价格高，直接添加成本高），线性的己内酰胺预聚物同样具有很好的催化效果，氨基己酸是己内酰胺开环得到的产物，大量存在于己内酰胺预聚物中，氨基己酸以及线性己内酰胺预聚物可通过加成反应，使己内酰胺加入到分子链中，而加成反应是放热反应，降低温度是有利于该反应的进行，因此，通过回流装置，可以提高聚合反应效率，降低生产成本。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
1、本发明方法能够实现尼龙熔体聚合后的直纺，无需先制成切片，且能够有效控制尼龙熔体中的热水可萃取物和环状二聚体的含量。然后将尼龙熔体与聚酯熔体进行复合纺丝，可制得不同复合形式的涤锦复合纤维。
2、本发明将尼龙聚合过程分解成多步，具有极高的工艺调控柔性，可根据每一步反应原理及特点，对聚合工艺进行调整，如可在开环阶段，降低反应温度，可预先调控环状二聚体含量；在预缩聚过程中采用降低真空度，减缓脱挥速度的方法预先将大部分挥份脱除，同时给予较长反应时间让分子链充分进行链交换，再通过高真空终缩聚进一步强化脱挥效果，可避免大量挥份脱除时产生大量熔体气泡所引起的粘壁现象以及数均分子量分布宽的问题。通过工艺的针对性调整，实现降低熔体热水可萃取物含量的同时，保证了熔体的质量。
3、本发明结合己内酰胺缩聚反应放热、数均分子量增长的特点，将部分缩聚反应放在终缩聚釜中进行，也就是终缩聚釜中起到的作用不仅仅是液相萃取的作用，同时还可以进一步提高尼龙6数均分子量，这样设计的好处在于在数均分子量比较低的时候，熔体粘度较小，更有利于传质过程；在液相脱挥过程中，数均分子量不可避免地会增长，将部分缩聚反应放在终缩聚中可以避免尼龙6数均分子量过大，造成加工困难；此外，缩聚反应为放热反应，本发明的设计可以将缩聚反应热利用起来，避免气相抽提过程中气相的形成带走大量热量而导致熔体问题明显下降的问题，也可降低热媒温度与熔体温度之间的差异，提高了熔体的品质。
4、本发明在纺丝组件前添加了具有高效脱挥效果的薄膜蒸发器，进一步降低了熔体中热水可萃取物含量，提高了熔体的可纺性，可以获得低聚物含量≤1.5wt%，环状二聚体含量≤0.3wt%，产物相对粘度为2.4-3.3，可用直接输送至纺丝箱体纺制成尼龙6纤维。
5、本发明根据己内酰胺开环产物的物性及工艺特点，对开环釜进行了改进，即配备了回流机构，将己内酰胺预聚物回流至塔顶，与新鲜己内酰胺混合，由于己内酰胺预聚物中含大量的线性低聚物，这些线性低聚物可以大大提高己内酰胺的开环速度，使己内酰胺在较低温度下开环速度加快，同时降低生产成本。在塔顶配备了搅拌装置，保证塔顶物料的均匀混合。
6、本发明根据尼龙缩聚过程中熔体传质、传热的特性，即此过程中需要将大量挥份脱除的特点，将自己设计的脱挥反应釜作为缩聚反应釜。在缩聚的同时能够进行脱挥。有效降低熔体中热水可萃取物的含量，实现熔体直纺。
附图说明
图1为本发明实施例1-6的双组份熔体直纺装置的示意图；
图2为本发明实施例1-6的脱挥反应釜中脱挥盘的结构示意图。
附图标记为：配料釜1、熔体过滤器2、第一预加热器3、开环釜4、预缩聚釜5、终缩聚釜6、第二预加热器7、薄膜蒸发器8、纺丝组件9、聚酯熔体直纺单元10、壳体101、空心转轴102、电机103、脱挥盘104、熔体进口105、熔体出口106、气体进口107、气体出口108、空心支管109、气孔110、冷凝器11、真空缓冲罐12、真空装置13、接收罐14、回流机构15、搅拌机构16。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法，包括以下步骤：
1）配料：将已内酰胺、封端剂、水和催化剂加热混合，得到混合物。
2）开环：将所述混合物加热进行开环反应。
3）预缩聚：对开环所获产物进行加热，进行预缩聚反应和脱挥。
4）终缩聚：将预缩聚所得产物加热，进行终缩聚反应和脱挥。
5）纺前脱挥：通过薄膜蒸发器对终缩聚所得产物进行纺前脱挥。
6）纺丝：纺前脱挥后尼龙熔体与聚酯熔体直接输送至复合纺丝组件，经过挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕后，获得涤锦复合纤维（皮芯型、并列型、橘瓣型或海岛型等）。
作为优选，所述聚酯熔体的制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.02-1.30:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.01-1MPa，反应的温度为240-270℃，催化剂为钛酸四丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锑或乙二醇锑中的一种及以上，添加量为10-500ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种及以上，添加量为10-500ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90-95%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0-0.5MPa，反应的温度为250-270℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在270-290℃；所述缩聚反应持续2-4h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.6-1.0。
作为优选，步骤1）中：相对于己内酰胺，水的添加量为1-5wt%，封端剂的添加量为0.1-0.5wt%，催化剂的添加量为0.01-1wt%。所述封端剂为HOOC(CH2)nCOOH、对苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种；其中n为2-10。所述催化剂为尼龙66盐、NH2(CH2)XCOOH中的一种或多种；其中， X为4-10。混合温度为80-140℃，混合时进行搅拌10-60min，转速为60-240r/min。
作为优选，步骤2）中，开环温度为210-260℃，反应压力控制在0.1-2MPa；当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的数均分子量为3000-10000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
作为优选，步骤3）中，预缩聚反应压力为-0.1-0.02MPa，反应温度为230～260℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为7000-16000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
作为优选，步骤4）中，终缩聚反应的绝对压力为100-2000Pa，反应温度为240～270℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为16000-26000，热水可萃取物含量≤1.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%。
作为优选，步骤5）中，纺前脱挥温度保持在250～270℃，脱挥持续5-15s；过程压力在100pa以下。
本发明方法通过双组分熔体直纺装置实现，所述双组分熔体直纺装置包括尼龙熔体直纺单元、聚酯熔体直纺单元10和纺丝组件9，所述尼龙熔体直纺装置包括依次串联的配料釜1、熔体过滤器2、第一预加热器3、开环釜4、预缩聚釜5、终缩聚釜6、第二预加热器7、薄膜蒸发器8。尼龙熔体直纺单元和聚酯熔体直纺单元分别与纺丝组件连通。
所述预缩聚釜为常规预缩聚釜或具有脱挥功能的脱挥反应釜，所述终缩聚釜为具有脱挥功能的脱挥反应釜10；所述脱挥反应釜包括壳体101、空心转轴102、电机103和至少一个脱挥盘104；所述壳体的底部设有熔体进口105、熔体出口106，壳体的侧面中部设有气体进口107，壳体的顶部设有气体出口108；所述空心转轴水平设于壳体内且其一端与所述气体进口连通，所述电机用于驱动空心转轴旋转；所述脱挥盘通过与空心转轴连通的空心支管109固定于空心转轴上，当脱挥盘为多个时多个脱挥盘在空心转轴上依次平行排列；脱挥盘分布有气孔110（直径为0.1-10mm）；脱挥反应釜气体出口与真空冷凝系统连接。其中，作为预缩聚釜的所述脱挥反应釜的气体进口通入有含水氮气，含水量为0.1-10wt%。
其中，所述真空冷凝系统包括依次连接的冷凝器11、真空缓冲罐12和真空装置13；所述冷凝器的底部设有接收罐14。所述真空装置包括旋片式真空泵、分子真空泵、喷射真空泵、扩散泵和扩散喷射泵中的一种或多级串联形成的组合。
所述冷凝器采用多级冷凝的方式，底部采用热水冷凝，温度为70-90℃，顶部用冷水冷凝，温度为1-20℃，中间设有2-5个温度梯度。
所述开环釜上设有配备了回流机构15，将反应时间为0.5-1.5h的产物输送至釜顶进行回流，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.1-2wt%；开环釜釜顶设有搅拌机构16。
实施例1
第一步：温度为80℃的条件下，将已内酰胺、对苯二甲酸、去离子水和NH2(CH2)6COOH按比例混合，在机械搅拌（100r/min）的条件下搅拌30min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为2wt%，对苯二甲酸添加量为0.2wt%，NH2(CH2)6COOH添加量为0.5wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在215℃，聚合压力控制在1.5MPa；将反应时间为0.8h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的1.3wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为5680，可萃取物含量≤11.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.33wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为-0.06MPa，反应的温度为255℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为8910，可萃取物含量≤3.9wt%，其中环状二聚体含量≤0.28wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为100Pa，反应的温度为268℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为17800，可萃取物含量为1.0wt%，其中环状二聚体含量为0.26wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在248℃；所述脱挥持续12s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为80℃，顶部用冷水冷凝，温度为10℃，中间设有4个温度梯度（分别为78、60、45、22℃）；采用的真空系统选用喷射真空泵，三级串联使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.30:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.6MPa，反应的温度为255℃；催化剂为三氧化二锑，添加量为300ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1010，添加量为10-500ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的93%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0.2MPa，反应的温度为265℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在285℃；所述缩聚反应持续3.5h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.65；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经2:8配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得皮芯型涤锦复合纤维。
实施例2
第一步：温度为130℃的条件下，将已内酰胺、邻苯二甲酸、去离子水和尼龙66盐按比例混合，在机械搅拌（140r/min）的条件下搅拌30min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为5wt%，邻苯二甲酸加量为0.2wt%，尼龙66盐添加量为0.05wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在255℃，聚合压力控制在0.3MPa；将反应时间为1.2h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.5wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为8470，可萃取物含量≤9.2wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为-0.05MPa，反应的温度为235℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为12700，可萃取物含量≤4.1wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为400Pa，反应的温度为240℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为20190，可萃取物含量为1.1wt%，其中环状二聚体含量为0.22wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在245℃；所述脱挥持续10s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为88℃，顶部用冷水冷凝，温度为5℃，中间设有3个温度梯度（分别为80、60、31℃）；采用的真空系统选用扩散喷射泵，二级串联使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.10:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.2MPa，反应的温度为255℃；催化剂为乙二醇锑，添加量为280ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1010，添加量为380ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0.3MPa，反应的温度为268℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在288℃；所述缩聚反应持续4h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.89；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经6:4配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得并列型涤锦复合纤维。
实施例3
第一步：温度为90℃的条件下，将已内酰胺、HOOC(CH2)4COOH、去离子水和NH2(CH2)6COOH按比例混合，在机械搅拌（80r/min）的条件下搅拌30min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为2.7wt%，HOOC(CH2)4COOH 添加量为0.3wt%，NH2(CH2)6COOH添加量为0.4wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在225℃，聚合压力控制在0.8MPa；将反应时间为0.7h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.7wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为6930，可萃取物含量≤11wt%，其中环状二聚体含量≤0.28wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为0MPa，反应的温度为245℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为8890，可萃取物含量≤5.3wt%，其中环状二聚体含量≤0.25wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为200Pa，反应的温度为248℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为17840，可萃取物含量为0.97wt%，其中环状二聚体含量为0.2wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在250℃；所述脱挥持续10s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为84℃，顶部用冷水冷凝，温度为5℃，中间设有2个温度梯度（分别为75、35℃）；采用的真空系统选用喷射真空泵，单独使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.15:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.3MPa，反应的温度为257℃；催化剂为醋酸锑，添加量为350ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1076，添加量为50ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的92%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0.1MPa，反应的温度为270℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在283℃；所述缩聚反应持续3.8h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.71；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经8:2配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得海岛型涤锦复合纤维。
实施例4
第一步：温度为80℃的条件下，将已内酰胺、HOOC(CH2)4COOH、去离子水和NH2(CH2)6COOH按比例混合，在机械搅拌（200r/min）的条件下搅拌20min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为1.5wt%，HOOC(CH2)4COOH添加量为0.3wt%，NH2(CH2)6COOH添加量为0.8wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热至190℃后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在215℃，聚合压力控制在0.5MPa；将反应时间为1.2h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的1.5wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为7000，可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为-0.01MPa，反应的温度为255℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为8000，可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为1000Pa，反应的温度为262℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为18000，可萃取物含量≤1.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在253℃；所述脱挥持续11s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为75℃，顶部用冷水冷凝，温度为12℃，中间设有4个温度梯度；采用的真空系统选用喷射真空泵，二级串联使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.15:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.7MPa，反应的温度为262℃；催化剂为钛酸四丁酯，添加量为40ppm，所述抗氧剂为抗氧剂3114，添加量为100ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的94%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0.1MPa，反应的温度为269℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在275℃；所述缩聚反应持续3.5h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.69；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经3:7配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得橘瓣型涤锦复合纤维。
实施例5
第一步：温度为105℃的条件下，将已内酰胺、对苯二甲酸、去离子水和NH2(CH2)4COOH按比例混合，在机械搅拌（160r/min）的条件下搅拌45min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为2.9wt%，对苯二甲酸添加量为0.25wt%，NH2(CH2)4COOH添加量为0.35wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在245℃，聚合压力控制在0.4MPa；将反应时间为1.2h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的1.2wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为7950，可萃取物含量≤9.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.48wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为-0.07MPa，反应的温度为235℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为10920，可萃取物含量≤3.1wt%，其中环状二聚体含量≤0.22wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为300Pa，反应的温度为255℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为17890，可萃取物含量为1.0wt%，其中环状二聚体含量≤0.19wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在250℃；所述脱挥持续9s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为75℃，顶部用冷水冷凝，温度为15℃，中间设有4个温度梯度（分别为68、61、44、20℃）；采用的真空系统选用旋片式真空泵，三级串联使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.25:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.25MPa，反应的温度为259℃；催化剂为乙二醇钛，添加量为20ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1076，添加量为200ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0.15MPa，反应的温度为266℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在270℃；所述缩聚反应持续4h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.88；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经5:5配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得皮芯型涤锦复合纤维。
实施例6
第一步：温度为95℃的条件下，将已内酰胺、HOOC(CH2)7COOH、去离子水和NH2(CH2)7COOH按比例混合，在机械搅拌（70r/min）的条件下搅拌50min；其中相对于己内酰胺，去离子水添加量为3wt%，HOOC(CH2)7COOH 添加量为0.1wt%，NH2(CH2)7COOH添加量为0.4wt%；
第二步：将第一步所得混合物经熔体泵及预加热器加热后，输送到开环釜中进行开环反应，聚合温度控制在240℃，聚合压力控制在0.4MPa；将反应时间为0.9h的预聚物通过熔体泵输送至塔顶部，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.9wt%。当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的分子量为5120，可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.5wt%；
第三步：将开环所获产物输送至预缩聚釜中进行预缩聚反应，所述预缩聚反应的压力为-0.1MPa，反应的温度为255℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为9290，可萃取物含量≤2.4wt%，其中环状二聚体含量≤0.23wt%；
第四步：终缩聚反应，将所述预缩聚反应得到的物料输送到终缩聚釜中进行进一步反应，反应的绝对压力为400Pa，反应的温度为250℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的分子量为16790，可萃取物含量为0.86wt%，其中环状二聚体含量为0.15wt%；
第五步：将所述终缩聚反应的产物输送至纺丝线，在纺丝箱体前采用薄膜蒸发器进行进一步脱挥；所述脱挥的温度保持在248℃；所述脱挥持续9s；所述过程压力在100pa以下；
上述第三步至第五步所采用的冷凝器采用多级冷凝的方式，即底部采用热水冷凝，温度为85℃，顶部用冷水冷凝，温度为2℃，中间设有5个温度梯度（分别为80、74、61、40、22℃）；采用的真空系统选用分子真空泵，三级串联使用。
聚酯制备过程与尼龙熔体制备过程同步进行，制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.26:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，所述第一酯化反应的压力为0.1MPa，反应的温度为266℃；催化剂为乙二醇锑，添加量为250ppm，所述抗氧剂为抗氧剂168，添加量为500ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的95%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应的压力为0MPa，反应的温度为270℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在290℃；所述缩聚反应持续2.1h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.64；
第六步：将上步所得产物与输送过来的聚酯熔体经6:4配比，经复合纺丝组件挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕，获得并列型涤锦复合纤维。
如图1所示，实施例1-6通过双组份熔体直纺装置实现，包括尼龙熔体直纺单元、聚酯熔体直纺单元10和纺丝组件9，所述尼龙熔体直纺装置包括依次串联的配料釜1、熔体过滤器2、第一预加热器3、开环釜4、预缩聚釜5、终缩聚釜6、第二预加热器7、薄膜蒸发器8。尼龙熔体直纺单元和聚酯熔体直纺单元分别与纺丝组件连通。
所述预缩聚釜和终缩聚釜均为具有脱挥功能的脱挥反应釜10；如图1所示，所述脱挥反应釜包括壳体101、空心转轴102、电机103和至少一个脱挥盘104；所述壳体的底部设有熔体进口105、熔体出口106，壳体的侧面中部设有气体进口107，壳体的顶部设有气体出口108；所述空心转轴水平设于壳体内且其一端与所述气体进口连通，所述电机用于驱动空心转轴旋转；所述脱挥盘通过与空心转轴连通的空心支管109固定于空心转轴上，12个脱挥盘在空心转轴上依次平行排列；如图2所示，脱挥盘分布有气孔110（直径为2mm）；脱挥反应釜气体出口与真空冷凝系统连接。其中，作为预缩聚釜的所述脱挥反应釜的气体进口通入有含水氮气，含水量为5wt%。
其中，所述真空冷凝系统包括依次连接的冷凝器11、真空缓冲罐12和真空装置13；所述冷凝器的底部设有接收罐14。所述开环釜上设有配备了回流机构15，开环釜釜顶设有搅拌机构16。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）配料：将已内酰胺、封端剂、水和催化剂加热混合，得到混合物；
2）开环：将所述混合物加热进行开环反应；
3）预缩聚：对开环所获产物进行加热，进行预缩聚反应和脱挥；
4）终缩聚：将预缩聚所得产物加热，进行终缩聚反应和脱挥；
5）纺前脱挥：通过薄膜蒸发器对终缩聚所得产物进行纺前脱挥；
6）纺丝：纺前脱挥后尼龙熔体与聚酯熔体直接输送至复合纺丝组件，经过挤出、冷却、上油、拉伸、卷绕后，获得涤锦复合纤维；
所述方法通过双组分熔体直纺装置实现，所述双组分熔体直纺装置包括尼龙熔体直纺单元、聚酯熔体直纺单元和纺丝组件，所述尼龙熔体直纺单元依次串联的配料釜、熔体过滤器、第一预加热器、开环釜、预缩聚釜、终缩聚釜、第二预加热器、薄膜蒸发器；尼龙熔体直纺单元和聚酯熔体直纺单元分别与纺丝组件连通；
所述预缩聚釜为常规预缩聚釜或具有脱挥功能的脱挥反应釜，所述终缩聚釜为具有脱挥功能的脱挥反应釜；所述脱挥反应釜包括壳体、空心转轴、电机和至少一个脱挥盘；所述壳体的底部设有熔体进口、熔体出口，壳体的侧面中部设有气体进口，壳体的顶部设有气体出口；所述空心转轴水平设于壳体内且其一端与所述气体进口连通，所述电机用于驱动空心转轴旋转；所述脱挥盘通过与空心转轴连通的空心支管固定于空心转轴上，当脱挥盘为多个时多个脱挥盘在空心转轴上依次平行排列；脱挥盘分布有气孔；脱挥反应釜气体出口与真空冷凝系统连接；
作为预缩聚釜的所述脱挥反应釜的气体进口通入有含水氮气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚酯熔体的制备方法为：
第一酯化反应，按照乙二醇与对苯二甲酸摩尔比1.02-1.30:1进行第一酯化反应，同时加入催化剂、抗氧剂，第一酯化反应的压力为0.01-1MPa，反应温度为240-270℃，催化剂为钛酸四丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、醋酸锑和乙二醇锑中的一种或多种，添加量为10-500ppm，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种或多种，添加量为10-500ppm；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90-95%，完成第一酯化反应；
第二酯化反应，将第一酯化反应得到的物料进行第二酯化反应，反应压力为0-0.5MPa，反应温度为250-270℃；第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98%以上终止；
最后将第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得聚酯；所述缩聚反应的温度保持在270-290℃；所述缩聚反应持续2-4h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所获产物的特性粘度为0.6-1.0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涤锦复合纤维为皮芯型、并列型、橘瓣型或海岛型复合纤维。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中：
相对于己内酰胺，水的添加量为1-5wt%，封端剂的添加量为0.1-0.5wt%，催化剂的添加量为0.01-1wt%；和/或
所述封端剂为HOOC(CH2)nCOOH、对苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种；其中n为2-10；和/或
所述催化剂为尼龙66盐、NH2(CH2)XCOOH中的一种或多种；其中，X为4-10；和/或
混合温度为80-140℃，混合时进行搅拌10-60min，转速为60-240r/min。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤2）中，开环温度为210-260℃，反应压力控制在0.1-2MPa；当满足以下条件时，终止反应：所获预聚体的数均分子量为3000-10000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3）中，预缩聚反应压力为-0.1-0.02MPa，反应温度为230～260℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为7000-16000，热水可萃取物含量≤12wt%，其中环状二聚体含量≤0.6wt%。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4）中，终缩聚反应的绝对压力为100-2000Pa，反应温度为240～270℃；当满足以下条件时，终止反应：所获产物的数均分子量为16000-26000，热水可萃取物含量≤1.5wt%，其中环状二聚体含量≤0.3wt%。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中，纺前脱挥温度保持在250～270℃，脱挥持续5-15s；过程压力在100pa以下。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空冷凝系统包括依次连接的冷凝器、真空缓冲罐和真空装置；所述冷凝器的底部设有接收罐。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱挥反应釜的气孔直径为0.1-10mm。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述真空装置包括旋片式真空泵、分子真空泵、喷射真空泵、扩散泵和扩散喷射泵中的一种或多级串联形成的组合。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述冷凝器采用多级冷凝的方式，底部采用热水冷凝，温度为70-90℃，顶部用冷水冷凝，温度为1-20℃，中间设有2-5个温度梯度。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开环釜上设有配备了回流机构，将反应时间为0.5-1.5h的产物输送至釜顶进行回流，与新鲜己内酰胺混合，回流量为己内酰胺流量的0.1-2wt%；开环釜釜顶设有搅拌机构。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含水氮气的含水量为0.1-10wt%。
CN202010201562.8A 2020-03-20 2020-03-20 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法 Active CN111394831B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010201562.8A CN111394831B (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010201562.8A CN111394831B (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111394831A CN111394831A (zh) 2020-07-10
CN111394831B true CN111394831B (zh) 2022-08-23

Family

ID=71435238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010201562.8A Active CN111394831B (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111394831B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111905652B (zh) * 2020-07-16 2021-06-04 华峰集团上海工程有限公司 一种聚酰胺的连续聚合反应工艺
CN112064137B (zh) * 2020-08-05 2022-02-08 南通九野智能科技有限公司 聚酰胺6及聚酰胺6的石墨烯改性物的熔体直纺纤维的制备方法
CN112458560A (zh) * 2020-11-13 2021-03-09 广东新会美达锦纶股份有限公司 一种纺丝生产的热媒加热系统
CN112831849B (zh) * 2020-12-29 2022-04-29 浙江恒逸石化有限公司 一种无锑聚酯熔体输送工艺优化方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3536802A (en) * 1965-08-02 1970-10-27 Kanebo Ltd Method for spinning composite filaments
CN2707362Y (zh) * 2004-06-02 2005-07-06 中国纺织工业设计院 新型圆盘反应器
CN204421529U (zh) * 2015-01-16 2015-06-24 英德市良仕工业材料有限公司 一种用于聚丙烯酰胺生产的卧式干燥机
CN105063797A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 中国纺织科学研究院 连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法
CN105669969A (zh) * 2016-02-01 2016-06-15 东华大学 一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法
CN109735955A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 江苏恒力化纤股份有限公司 双组份橘瓣型复合纤维及其制备方法
CN109811423A (zh) * 2018-12-25 2019-05-28 中国纺织科学研究院有限公司 连续聚合熔体直纺功能聚酰胺纤维的生产方法及该功能聚酰胺纤维

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3536802A (en) * 1965-08-02 1970-10-27 Kanebo Ltd Method for spinning composite filaments
CN2707362Y (zh) * 2004-06-02 2005-07-06 中国纺织工业设计院 新型圆盘反应器
CN204421529U (zh) * 2015-01-16 2015-06-24 英德市良仕工业材料有限公司 一种用于聚丙烯酰胺生产的卧式干燥机
CN105063797A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 中国纺织科学研究院 连续聚合熔体直纺低熔点聚酯复合纤维的制备方法
CN105669969A (zh) * 2016-02-01 2016-06-15 东华大学 一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法
CN109811423A (zh) * 2018-12-25 2019-05-28 中国纺织科学研究院有限公司 连续聚合熔体直纺功能聚酰胺纤维的生产方法及该功能聚酰胺纤维
CN109735955A (zh) * 2018-12-27 2019-05-10 江苏恒力化纤股份有限公司 双组份橘瓣型复合纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111394831A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111394831B (zh) 一种熔体直纺制备涤锦复合纤维的方法
CN111304771B (zh) 一种共聚改性低熔点尼龙纤维的熔融直纺方法
CN111424328B (zh) 一种包含气相抽提、液相萃取的尼龙熔体直纺方法
CN111393633B (zh) 一种可熔体直加工的己内酰胺聚合方法
CN109749079B (zh) 一种生物基可降解聚酰胺6共聚物及其制备方法
CN111676528B (zh) 一种熔体直纺涤锦复合超细纤维的制备方法
JPH0145491B2 (zh)
CN104480561B (zh) 一种己内酰胺水解聚合物纤维及其纺丝方法
CN109706536A (zh) 一种尼龙6基聚酰胺酯纤维的制备方法
CN114316255B (zh) 一种耐高温尼龙连续熔融聚合方法
US8859816B2 (en) Method for producing polyamide
CN104479127B (zh) 一种己内酰胺水解聚合物及其水解聚合方法
CN112473610B (zh) 半芳族聚酰胺的熔融聚合方法及装置
CN1315910C (zh) 聚酰胺的制备方法
CN114805792B (zh) 尼龙复合材料及其制备方法、尼龙纤维及其制备方法
CN112795997B (zh) 一种微支化的钛系聚酯熔体直纺poy长丝的制备方法
CN111575825B (zh) 一种基于熔体直纺技术制备功能化尼龙6纤维的方法
CN111363141B (zh) 一种绿色回用己内酰胺的连续水解聚合方法
CN212269953U (zh) 一种尼龙6熔体脱挥反应釜及脱挥装置
CN113201805B (zh) 一种pbat纤维的制备方法
CN111116882B (zh) 一种全生物降解共聚酯及其制备方法和应用
CN110724250B (zh) 一种芳香醇改性聚酯切片的制备方法与应用
CN1028006C (zh) 聚己酰胺的连续脱单体和后缩合工艺所用的设备
CN117248288A (zh) 一种聚酰胺6纤维的制备方法
CN113215679B (zh) 一种吸光发热聚酰胺基弹性纤维的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 311200 29 Chenghu Road, Yaqian Town, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 311200 Room 501, 3 Blocks, Pearl Plaza, South Bank of Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: ZHEJIANG HENGLAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant