CN111850735A - 一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，涉及海岛纤维技术领域，本发明以多聚谷氨酸作为海成分，利用多聚谷氨酸的优良水溶性来降低碱解处理时的碱液浓度以及缩短碱解处理时间，而多聚谷氨酸并不属于本领域已知的能够作为海成分的物质；本发明还通过对聚酰胺的改性处理来提高聚酰胺的耐碱性，同时优化最终所制海岛型复合纤维的抗断裂性能，并且以二甲基丙烯酸锌作为改性剂，通过原位聚合法来制备改性聚酰胺的技术方案不属于本领域已知的技术手段和公知常识。
Description
技术领域：
本发明涉及海岛纤维技术领域，具体涉及一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法。
背景技术：
海岛纤维是将一种聚合物分散于另一种聚合物中所形成的复合纤维，在纤维的截面中分散相呈“岛”状态，而母体则相当于“海”。海岛纤维通过碱处理分离后，即得到超细纤维，与一般纤维相比，海岛纤维具有一些独特的特性，是生产高档服装面料、装饰面料的理想材料。
目前，一般以PA(聚酰胺)或PET(涤纶)为岛成分，以COPET(碱溶性聚酯)为海成分。以COPET为海成分的海岛型复合纤维，在1％碱浓度下大约需要50min才能将海成分全部溶去，碱解时间长，容易导致岛纤维的损伤。虽然提高碱浓度可以缩短碱解时间，但碱浓度的提高也会导致岛纤维的损伤。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，通过以多聚谷氨酸作为海成分、以聚酰胺或者改性聚酰胺作为岛成分使所制海岛型复合纤维在低浓度碱液下即可快速溶去海成分，并且能够显著优化所制海岛型复合纤维的抗断裂性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，包括以下制备操作：
(1)以多聚谷氨酸作为海成分，以聚酰胺作为岛成分；
(2)将多聚谷氨酸和聚酰胺分别干燥，使含水量降至500ppm以下；
(3)分别将干燥后的多聚谷氨酸和聚酰胺加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(4)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
所述海成分占复合纤维的质量百分比为20-40％，岛成分占复合纤维的质量百分比为60-80％。
所述聚酰胺为低熔点聚酰胺。
所述螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区160-170℃、二区170-180℃、三区180-190℃、四区180-190℃、五区170-180℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区220-230℃、二区240-250℃、三区250-260℃、四区240-250℃、五区230-240℃。
所述纺丝温度为250-300℃。
所述喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20-25℃，相对湿度为60-70％。
所述热辊拉伸为温度115-125℃、速度1500-2500m/min。
所述冷辊定型为温度15-25℃、速度1000-2000m/min。
本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，包括以下制备操作：
(1)以多聚谷氨酸作为海成分，以改性聚酰胺作为岛成分；
(2)将多聚谷氨酸和改性聚酰胺分别干燥，使含水量降至500ppm以下；
(3)分别将干燥后的多聚谷氨酸和改性聚酰胺加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(4)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
所述海成分占复合纤维的质量百分比为20-40％，岛成分占复合纤维的质量百分比为60-80％。
所述聚酰胺为低熔点聚酰胺。
所述改性聚酰胺为二甲基丙烯酸锌原位聚合改性聚酰胺。
所述二甲基丙烯酸锌原位聚合改性聚酰胺是由聚酰胺、二甲基丙烯酸锌和偶氮二异丁腈制成，其制备方法为：将聚酰胺、二甲基丙烯酸锌和偶氮二异丁腈送入单螺杆挤出机中，加热挤出，冷却，得到二甲基丙烯酸锌原位聚合改性聚酰胺。
所述聚酰胺、二甲基丙烯酸锌和偶氮二异丁腈的质量比为30-80:5-20:0.05-2。
所述螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区160-170℃、二区170-180℃、三区180-190℃、四区180-190℃、五区170-180℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区220-230℃、二区240-250℃、三区250-260℃、四区240-250℃、五区230-240℃。
所述纺丝温度为250-300℃。
所述喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20-25℃，相对湿度为60-70％。
所述热辊拉伸为温度115-125℃、速度1500-2500m/min。
所述冷辊定型为温度15-25℃、速度1000-2000m/min。
本发明的有益效果是：本发明以多聚谷氨酸作为海成分，利用多聚谷氨酸的优良水溶性来降低碱解处理时的碱液浓度以及缩短碱解处理时间，而多聚谷氨酸并不属于本领域已知的能够作为海成分的物质；本发明还通过对聚酰胺的改性处理来提高聚酰胺的耐碱性，同时优化最终所制海岛型复合纤维的抗断裂性能，并且以二甲基丙烯酸锌作为改性剂，通过原位聚合法来制备改性聚酰胺的技术方案不属于本领域已知的技术手段和公知常识。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对比例中的多聚谷氨酸购自山东葆力嘉生物科技有限公司的食品级，PA6购自东莞市塑宇化工有限公司。
实施例1
(1)以多聚谷氨酸作为海成分，以PA6作为岛成分；
(2)将多聚谷氨酸和PA6分别于100℃下干燥，使含水量降至300ppm；
(3)分别将干燥后的多聚谷氨酸和PA6加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(4)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
其中，海成分占复合纤维的质量百分比为32％，岛成分占复合纤维的质量百分比为68％；螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区168℃、二区174℃、三区183℃、四区185℃、五区176℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区227℃、二区244℃、三区256℃、四区248℃、五区236℃；纺丝温度为268℃；喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为25℃，相对湿度为65％；热辊拉伸为温度120℃、速度1800m/min；冷辊定型为温度25℃、速度1100m/min。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处是将热辊拉伸温度调整为115℃，其余同实施例1。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处是以改性PA6替换PA6，其余同实施例1。
改性PA6的制备：将55g PA6、18g二甲基丙烯酸锌和0.5g偶氮二异丁腈送入单螺杆挤出机中，加热至230℃熔融挤出，自然冷却，得到二甲基丙烯酸锌原位聚合改性聚酰胺。
对比例
对比例与实施例1的不同之处是以COPET替代多聚谷氨酸，其余同实施例1。
分别将上述实施例和对比例所制复合纤维经相同的织造工艺(组织结构为平纹结构，纬向密度为320根/10cm，经向密度为280根/10cm)制成织物。
使用0.5％氢氧化钠溶液将由实施例所制复合纤维制得的织物减量处理45min以去掉海成分，使用1％氢氧化钠溶液将由对比例所制复合纤维制得的织物减量处理45min以去掉海成分，得到超细纤维织物。
按照标准GB/T 3923.1-2013测定超细纤维织物的断裂强力和断裂伸长率。
表1超细纤维织物的性能
由上可知，本发明以多聚谷氨酸作为海成分能够在相同时间下采用低浓度的氢氧化钠溶液即可去掉海成分，而对岛成分PA的改性能够明显提高超细纤维织物的抗断裂性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：包括以下制备操作：
(1)以多聚谷氨酸作为海成分，以聚酰胺作为岛成分；
(2)将多聚谷氨酸和聚酰胺分别干燥，使含水量降至500ppm以下；
(3)分别将干燥后的多聚谷氨酸和聚酰胺加入螺杆挤出机I和螺杆挤出机II中，熔融后分别送至相应的纺丝箱，混合后的熔体进入纺丝组件，通过喷丝板进行喷丝；
(4)喷出的丝束经油嘴上油、热辊拉伸、冷辊定型后卷装，得到成品。
2.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述海成分占复合纤维的质量百分比为20-40％，岛成分占复合纤维的质量百分比为60-80％。
3.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺为低熔点聚酰胺。
4.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述螺杆挤出机I和螺杆挤出机II均为双螺杆挤出机，螺杆挤出机I的温度设置为一区160-170℃、二区170-180℃、三区180-190℃、四区180-190℃、五区170-180℃，螺杆挤出机II的温度设置为一区220-230℃、二区240-250℃、三区250-260℃、四区240-250℃、五区230-240℃。
5.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝温度为250-300℃。
6.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述喷丝过程中采用侧吹风冷却，风温为20-25℃，相对湿度为60-70％。
7.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述热辊拉伸为温度115-125℃、速度1500-2500m/min。
8.根据权利要求1所述的抗断裂海岛型复合纤维的制备方法，其特征在于：所述冷辊定型为温度15-25℃、速度1000-2000m/min。
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