CN111441100A - 一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺 - Google Patents

一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，属于纺丝生产技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1：向高压釜中加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、吲哚丙酸、乙二醇、催化剂和稳定剂；S2：将高压釜封闭进行酯化反应；S3：进行缩聚酯化反应，将高压釜抽真空，反应温度范围控制在248‑258℃，反应时间为2.5h，之后抽取反应中产生的气体，反应温度范围控制在265‑298℃，反应时间为1h；S4：将聚酯切片加入到螺杆挤出机中加热融化；S6：纺丝进行吹风冷却；S7：纺丝进行上油、张力热定型、卷绕、牵伸得到纺丝成品，本发明的优点在于减少反应中的副反应以及反应副产物，提高低熔点聚酯的质量和产出，提高低熔点聚酯纺丝的力学性能和加工性能。

Description

一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺
技术领域
本发明涉及纺丝生产技术领域，特别涉及一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺。
背景技术
随着步入二十一世纪第二个十年，经济和社会都在飞速进步和发展，人民的生活水平有了长足的发展，纺织行业也高速发展，纺织行业顺应时代的要求需要低熔点聚酯，低熔点聚酯是对普通聚酯进行化学改性而得到的一种熔点较低的聚酯，由于其结构与普通聚酯的化学结构相似，因此其保留了普通聚酯的部分特性，与普通聚酯具有良好的相容性。低熔点聚酯不仅熔点低、流动性较好，并且价格适中，因此用途极为广泛。
低熔点聚酯是高性能无纺布的理想原料，目前国内市场对于低熔点聚酯需求量大，国内低熔点聚酯纤维的发展起步较晚,且品种比较单一，在原料、技术和设备上与国际领先产品还有一定差距,目前大部分低熔点聚酯还是从国外采购。目前主流的成型工艺是酯交换缩聚-熔融挤压-纺丝-卷绕的过程，在酯交换缩聚反应的过程中存在较多的副反应，产生较多的副反应产物，影响低熔点聚酯的质量和产出，导致后续成型的低熔点聚酯纺丝的弹性差、韧性差并且加工性能不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其优点在于减少反应中的副反应以及反应副产物，提高低熔点聚酯的质量和产出，提高低熔点聚酯纺丝的力学性能和加工性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，包括以下步骤：
S1：向高压釜中加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、吲哚丙酸、乙二醇、催化剂和稳定剂；
S2：将高压釜封闭进行酯化反应，以15℃/min的速度升温到140-220℃，高压釜的压力范围是0.4-0.42MPa，反应时间为2.5h，同时反应产生的水蒸汽通过高压釜的出气道排出；
S3：当没有水蒸汽排出的时候，进行缩聚酯化反应，将高压釜抽真空，保证高压釜的真空度≤2.5mmHg，反应温度范围控制在248-258℃，反应时间为2.5h，之后抽取反应中产生的气体，保证高压釜的真空度≤1.5mmHg，反应温度范围控制在265-298℃，反应时间为1h，得到低熔点聚酯产物，之后低熔点聚酯产物冷却得到聚酯切片；
S4：将聚酯切片加入到螺杆挤出机中加热融化，加热箱内部的温度范围是220-250℃；
S5：之后将聚酯熔体送入到纺丝箱中纺丝成型；
S6：纺丝进行吹风冷却，风速范围0.5-1.5m/s，风温为13-15℃；
S7：纺丝进行上油、张力热定型、卷绕、牵伸得到纺丝成品。
进一步的，在步骤S1中，苯二甲酸、间苯二甲酸和吲哚丙酸与乙二醇的摩尔比为1：1，苯二甲酸含量占总体酸的50％。
进一步的，在步骤S1中，催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑、乙二醇钛、甲基茂基三氯化钛和三甲基茂基三氯化钛其中的一种或多种的混合物，催化剂摩尔含量为0.05-0.6％。
进一步的，在步骤S1中，稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯其中的一种、稳定剂摩尔含量为0.01-0.07％。
进一步的，在步骤S7中，张力热定型使用三对热定型辊，三对热定型辊的温度分别是120℃、130℃和150℃。
进一步的，在步骤S7中，三对热定型辊的转速分别是1700m/min、1900m/min和2000m/min。
进一步的，在步骤S7中，牵伸比3.1-3.3倍。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.聚酯大分子中存在大量苯环，通过引入间苯二甲酸和吲哚丙酸破坏常规聚的聚态结构，破坏分子结构的整体性，从而减小分子间作用力，使聚酯纤维的熔点下降；
2.纺丝经过合理的冷却和多次热定型处理，提高纺丝的韧性和屈服强度。
附图说明
图1是低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：向高压釜中加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、吲哚丙酸、乙二醇、催化剂和稳定剂，其中酸与醇的摩尔比为1:1，由于醇过多会到导致副反应的发生的概率增加，所以需要合理控制酸与醇的比例。
对苯二甲酸含量占总体酸的50％，间苯二甲酸含量占总体酸的30％，吲哚丙酸占总体酸的20％。
催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑、乙二醇钛、甲基茂基三氯化钛和三甲基茂基三氯化钛其中的一种或多种的混合物，催化剂摩尔含量为0.05-0.6％。
稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯其中的一种、稳定剂摩尔含量为0.01-0.07％。
S2：将高压釜封闭进行酯化反应，以15℃/min的速度升温到140℃，高压釜的压力范围是0.4-0.42MPa，反应时间为2.5h，同时反应产生的水蒸汽通过高压釜的出气道排出；
S3：当没有水蒸汽排出的时候，进行缩聚酯化反应，将高压釜抽真空，保证高压釜的真空度≤2.5mmHg，反应温度范围控制在248℃，反应时间为2.5h，之后抽取反应中产生的气体，保证高压釜的真空度≤1.5mmHg，反应温度范围控制在265℃，反应时间为1h，得到低熔点聚酯产物，之后低熔点聚酯产物冷却得到聚酯切片。
在第一次缩聚酯化反应进行的时候，开始会产生大量的酯化物，同时排出水蒸气提高酯化物的浓度，使酯化物会溶解更多的对苯二甲酸和间苯二甲酸，之后已更加严格的真空度进行酯化反应，使引入间苯二甲酸和吲哚丙酸与苯环链有更多的接触机会，破坏分子结构的整体性，从而减小分子间作用力，使聚酯纤维的熔点下降。
S4：将聚酯切片加入到螺杆挤出机中加热融化，加热箱内部的温度范围是220℃。
S5：之后将聚酯熔体送入到纺丝箱中纺丝成型。
S6：纺丝进行吹风冷却，风速范围0.5-1.5m/s，风温为13-15℃。
S7：纺丝进行上油、张力热定型、卷绕、牵伸得到纺丝成。其中张力热定型使用三对热定型辊，第一对热定型辊温度为120℃、转速为1700m/min；第一对热定型辊温度为130℃、转速为1900m/min；第一对热定型辊温度为150℃、转速为2000m/min。纺丝经过多个问题梯度的热定型辊，
牵伸的牵伸比3.1-3.3倍。
实施例2：与实施例1不同的在于：
S2：以15℃/min的速度升温到180℃。
S3：首次反应温度范围控制在252℃，二次反应温度范围控制在276℃。
S4：加热箱内部的温度范围是240℃。
实施例2：与实施例1不同的在于：
S2：以15℃/min的速度升温到220℃。
S3：首次反应温度范围控制在258℃，二次反应温度范围控制在298℃。
S4：加热箱内部的温度范围是250℃。
实验内容：准备实施例1-3等量的纺丝，分别作为试样1-3进行综合力学指标检测，得到的检测结果见表一。
Figure BDA0002508978250000051
Figure BDA0002508978250000061
表一
实验结果分析：熔点在150℃以下远远低于传统聚酯纤维纺丝，并且具有优秀的韧性和弹性，减少纺丝断线的情况。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向高压釜中加入对苯二甲酸、间苯二甲酸、吲哚丙酸、乙二醇、催化剂和稳定剂；
S2：将高压釜封闭进行酯化反应，以15℃/min的速度升温到140-220℃，高压釜的压力范围是0.4-0.42MPa，反应时间为2.5h，同时反应产生的水蒸汽通过高压釜的出气道排出；
S3：当没有水蒸汽排出的时候，进行缩聚酯化反应，将高压釜抽真空，保证高压釜的真空度≤2.5mmHg，反应温度范围控制在248-258℃，反应时间为2.5h，之后抽取反应中产生的气体，保证高压釜的真空度≤1.5mmHg，反应温度范围控制在265-298℃，反应时间为1h，得到低熔点聚酯产物，之后低熔点聚酯产物冷却得到聚酯切片；
S4：将聚酯切片加入到螺杆挤出机中加热融化，加热箱内部的温度范围是220-250℃；
S5：之后将聚酯熔体送入到纺丝箱中纺丝成型；
S6：纺丝进行吹风冷却，风速范围0.5-1.5m/s，风温为13-15℃；
S7：纺丝进行上油、张力热定型、卷绕、牵伸得到纺丝成品。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S1中，苯二甲酸、间苯二甲酸和吲哚丙酸与乙二醇的摩尔比为1：1，苯二甲酸含量占总体酸的50％。
3.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S1中，催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑、乙二醇钛、甲基茂基三氯化钛和三甲基茂基三氯化钛其中的一种或多种的混合物，催化剂摩尔含量为0.05-0.6％。
4.根据权利要求1所述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S1中，稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯其中的一种、稳定剂摩尔含量为0.01-0.07％。
5.根据权利要求1述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S7中，张力热定型使用三对热定型辊，三对热定型辊的温度分别是120℃、130℃和150℃。
6.根据权利要求5所述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S7中，三对热定型辊的转速分别是1700m/min、1900m/min和2000m/min。
7.根据权利要求x所述的一种低熔点聚酯切片的纺丝成型工艺，其特征在于：在步骤S7中，牵伸比3.1-3.3倍。
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