CN111979604A - 驻极体复合超细短纤维及其制备方法 - Google Patents

驻极体复合超细短纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维,所述纤维为用原位聚合方式合成的热塑性聚酯与纳米级托玛琳石添加剂的复合体。并公开了其制备方法。本发明采用原位聚合、直接纺丝的复合纺丝方法,得到超细纤维驻极体,具有超细的纤维直径,其直径在3μm以下,且具有良好物理机械性能,可用于空气过滤和医疗防护。

Description

驻极体复合超细短纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种驻极体复合超细短纤维及其制备方法,属于纺织技术领域。
背景技术
驻极体是显示具有准永久性电荷的电介质材料。驻极体可用于多个领域,包括粘性膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器,以及医疗防护织物或非织造物。可以通过将电荷赋予纤维以形成驻极体材料来改善用于气溶胶过滤的微纤维的性能。具体地讲,驻极体在提高气溶胶过滤器的颗粒捕集能力方面是有效的。已知多种方法可在微纤维料片中形成驻极体材料。此类方法包括,例如当熔喷纤维从模孔流出并形成纤维时用带电荷粒子诸如电子或离子来对其进行轰击。其它方法包括例如在纤维网形成后使用直流电晕放电使纤维带电,或者使用梳理法和/或行针法(摩擦起电法)使纤维网带电。另外,描述了一种水射流或水滴流以足以提供过滤性增强的驻极体电荷的压力冲击非织造网的方法(水充电法)。
托玛琳石(tourmaline)又称电气石,是一类环状硅酸盐矿物,其通用结构可以表示为XY3Z6Si6O18(BO33W4,式中X=Na+、Ca2+、K+、空位, Y=Mg2+、Fe2+、Mn2+、AI3+、Fe3+、Mn3+、Li+,Z=AI3+、Fe3+、Cr3+、Mg2+,W=OH-、F-、O2-。其中X,Y,Z三位置的原子或离子种类不同会影响托玛琳石的物理性质。晶体结构的对称性为R3m。托玛琳石的主要矿种有铁托玛琳石(Sehorl)、镁托玛琳石(Dravite)和锂托玛琳石(Elbaite)等。
当托玛琳石晶体所处环境温度与压力变化时,晶体中带电粒子之间发生相对位移,正负电荷中心发生分离,晶体的总电矩发生变化,从而导致极化电荷产生。托玛琳石的自发极化效应表现为,在托玛琳石晶体周围存在着以c轴轴面为两极的静电场。当托玛琳石晶粒很小时,托玛琳石微粒的作用相当于一电偶极子,由于正负电荷作用相互抵消,在平行于c轴方向电场强度最大,托玛琳石的自发极化效应是永久性的,与其结构和成分密切相关。当托玛琳石处于纳米级细度,可以与聚合物通过原位聚合法生成驻极体。
中国专利CN111019233A公开了一种驻极体薄膜的制备方法、 用途和空气净化装置,涉及驻极体材料及制备方法技术领域。该驻极体薄膜,主要由聚合物和驻极母粒,其中,驻极母粒的重量含量为2~10%;采用母粒的共混方法会造成超细纤维的降解可能,纤维成型困难,产品质量受影响。中国专利CN1482155A公开了含电气石聚酯纤维的制造方法,先将平均粒径小于1μm的电气石超细粉末进行表面处理后与聚酯原料共混直接纺丝,解决了母粒共混带来的困难,但其纤维直径是在日常服装用范围内,不适合空气过滤和医疗防护。
原位聚合法是把反应性单体(或其可溶性预聚体)与催化剂全部加入分散相(或连续相)中,芯材物质为分散相。由于单体(或预聚体)在单一相中是可溶的,而其聚合物在整个体系中是不可溶的,所以聚合反应在分散相芯材上发生。反应开始,单体预聚,预聚体聚合,当预聚体聚合尺寸逐步增大后,沉积在芯材物质的表面。
聚酯托玛琳石晶体驻极体纤维材料是将填充物托玛琳石分散到纳米粒子之间形成一种片晶而构建成的。然后,这些小片晶就分散到聚合体的矩阵中,形成的若干平行层迫使电离子气体从聚合体中通过"曲折通道"逸出,形成驻极体。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物可降解聚酯复合短纤维。
本发明的技术方案如下:
一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维,所述纤维为用原位聚合方式合成的热塑性聚酯与纳米级托玛琳石添加剂的复合体。
优选的,所述聚酯至少包括一种PET、PBT、PTT或PLA的均聚物或改性共混、共聚物。
优选的,所述复合超细短纤维的平均纤维直径小于3μm。
优选的,所述托玛琳石添加剂的含量占所述复合超细短纤维的0.3~6.0 %wt。
优选的,所述托玛琳石添加剂的平均粒径小于1μm。
优选的,还包括至少一种托玛琳石分散剂。
优选的,所述托玛琳石分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或重量比1:1的乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯和乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯混合物。
优选的,所述驻极体复合超细短纤维为复合海岛纤维,以用原位聚合方式合成的PET高聚物与纳米级托玛琳石添加剂的复合体为岛相,Co-PET为海相;
或者所述驻极体复合超细短纤维为裂片法复合纤维,以用原位聚合方式合成的PET高聚物与纳米级托玛琳石添加剂的复合体为橘瓣,分隔于Co-PET中。
本发明还公开了上述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其步骤包括:
(1)将托玛琳石超细粉末分散到乙二醇中,调配成悬浮液;
(2)先将计量的精对苯二甲酸(PTA)与计量的乙二醇(EG)在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,然后共同进入酯化反应釜进行酯化反应,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,进行预缩聚反应,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜进行液相增黏至特性黏度达到0.62~0.65dl/g,得到驻极体PET熔体;
(3)步骤(2)制得的驻极体PET熔体经纺丝组件挤出纺丝;纺出的丝线经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到驻极体复合超细短纤维。
优选的,还包括步骤(2)’:将计量的PTA、PIA与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯溶解于EG调配槽,并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,预缩聚反应脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜进行液相增黏至特性黏度达到0.50~0.55dl/g,得到Co-PET熔体;
步骤(3)中将步骤(2)制得的驻极体PET熔体与步骤(2)’制得的Co-PET熔体经由多块复合纺丝组件进行分配喷丝,再经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到复合海岛纤维或裂片法复合纤维。
优选的,步骤(1)中采用乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯、乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯作为分散剂,两种分散剂比例分别为50%,其用量所占托玛琳石重量的5%,将托玛琳石、分散剂和乙二醇,在70~80℃条件下调制成50%的悬浮体。
优选的,步骤(2)中先将计量的精对苯二甲酸与计量的乙二醇在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:1.2~1.5;加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的8mg/100g;并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,托玛琳石含量为PTA的0.35%,然后共同进入酯化反应釜,在255~265℃,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至270~275℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至280~285℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.62~0.65dl/g。
优选的,步骤(2)’中将计量的PTA、间苯二甲酸与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:0.15:1.4;间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯为PTA重量的3%,加入120~150℃溶解于EG调配槽,调配比例为1:1重量比,并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的6mg/100g;然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至260~265℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至270~275℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.50~0.55dl/g。
有益效果:
本发明采用原位聚合、直接纺丝的复合纺丝方法,得到超细纤维驻极体,具有超细的纤维直径,其直径在3μm以下,且具有良好物理机械性能,可用于空气过滤和医疗防护。
具体实施方式
以下实施例中,原位聚合含托玛琳石聚合物熔融体的测试根据GB/T 14189-2015纤维级聚酯切片(PET)方法检测;熔体直接纺丝的复合超细纤维采用FZ /T 52037-2014海岛涤锦复合短纤维国家标准方法检测。
对海岛法纤维或裂瓣法纤维染色,用光学显微投影仪观察海岛型复合纤维横截面形态, 计数岛的数量,或裂瓣数量,并对海岛、裂瓣纤维纵向投影放大测定纤维直径,已知纤维密度,由此推算得到单纤维直径。
实施例1
本实施例用于说明本发明的所述一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维。
(1)托玛琳石超细粉末的调配,选择300~500nm粒径的托玛琳石超细粉末,由于托玛琳石超细粉末具有很高的表面自由能,这些粉末颗粒在原位聚合过程中易结团形成凝聚粒子,影响后续的熔融纺丝,并直接影响复合超细纤维的断裂强度,因此这些超细粉末需进行表面处理,硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂是经常被釆用的,本实施例采用乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯、乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯作为分散剂,两种分散剂比例分别为50%。其用量所占托玛琳石重量的5%。将托玛琳石、分散剂和乙二醇,在75℃条件下调制成50%的悬浮体;
(2)原位聚合合成驻极体熔融体
先将计量的精对苯二甲酸(PTA)与计量的乙二醇(EG)在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:1.35;加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的8mg/100g;并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,托玛琳石含量为PTA的0.35%,然后共同进入酯化反应釜,在260℃,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至272℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至282℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.635dl/g;
(3)弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET的合成
将计量的PTA、间苯二甲酸(PIA)与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:0.15:1.4;间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)为PTA重量的3%,加入135℃溶解于EG调配槽,调配比例为1:1重量比。并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的6mg/100g。然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至262℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至272℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.525dl/g;
(4)海岛法超细复合纺丝,海岛型超细复合纤维纺丝,是将弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET和驻极体熔融体分别通过各自的熔体管道,经由多块复合分配板组合而成的海岛复合组件进行分配,再由喷丝板汇合形成复合熔体流,从同一喷丝孔中喷出成丝束。其中驻极体熔融体以微细纤维(岛相,64岛)的形式分散于弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET (海相)中,经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到纤度为2.22dtex,长度为51毫米的复合海岛纤维,海/岛重量比例为2.5/7.5,理论单纤维(单个岛)线密度为0.026dtex。
采用海岛超细纤维或裂片法超细纤维经过非织造布的开松、铺网,经过弱碱性的水刺处理,海岛复合纤维的海相被溶去,剩下岛组分;或裂片法超细纤维的B组分(Co-PET)溶去。即制得含有托玛琳石的超细纤维驻极体纤维网片坯布。此类网片可用包括粘性膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器,以及医疗防护织物或非织造物。
实施例2
本实施例用于说明本发明的所述一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维。
(1)托玛琳石超细粉末的调配,选择600~900nm粒径的托玛琳石超细粉末,由于托玛琳石超细粉末具有很高的表面自由能,这些粉末颗粒在原位聚合过程中易结团形成凝聚粒子,影响后续的熔融纺丝,并直接影响复合超细纤维的断裂强度,因此这些超细粉末需进行表面处理,硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂是经常被釆用的,本实施例采用乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯、乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯作为分散剂,两种分散剂比例分别为50%。其用量所占托玛琳石重量的5%。将托玛琳石、分散剂和乙二醇,在70℃条件下调制成50%的悬浮体;
(2)原位聚合合成驻极体熔融体
先将计量的精对苯二甲酸(PTA)与计量的乙二醇(EG)在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:1.2;加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的8mg/100g;并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,托玛琳石含量为PTA的1.2%,然后共同进入酯化反应釜,在255℃,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至270℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至280℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.62dl/g;
(4)弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET的合成
将计量的PTA、间苯二甲酸(PIA)与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:0.15:1.4;间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)为PTA重量的3%,加入120℃溶解于EG调配槽,调配比例为1:1重量比。并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的6mg/100g。然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至260℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至270℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.50dl/g;
(4)海岛法超细复合纺丝,海岛型超细复合纤维纺丝,是将弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET和驻极体熔融体分别通过各自的熔体管道,经由多块复合分配板组合而成的海岛复合组件进行分配,再由喷丝板汇合形成复合熔体流,从同一喷丝孔中喷出成丝束。其中驻极体熔融体以微细纤维(岛相,64岛)的形式分散于弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET (海相)中,经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到纤度为2.22dtex,长度为51毫米的复合海岛纤维,海/岛重量比例为2.5/7.5,理论单纤维(单个岛)线密度为0.026dtex。
采用海岛超细纤维或裂片法超细纤维经过非织造布的开松、铺网,经过弱碱性的水刺处理,海岛复合纤维的海相被溶去,剩下岛组分;或裂片法超细纤维的B组分(Co-PET)溶去。即制得含有托玛琳石的超细纤维驻极体纤维网片坯布。此类网片可用包括粘性膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器,以及医疗防护织物或非织造物。
实施例3
本实施例用于说明本发明的所述一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维。
(1)托玛琳石超细粉末的调配,选择100~400nm粒径的托玛琳石超细粉末,由于托玛琳石超细粉末具有很高的表面自由能,这些粉末颗粒在原位聚合过程中易结团形成凝聚粒子,影响后续的熔融纺丝,并直接影响复合超细纤维的断裂强度,因此这些超细粉末需进行表面处理,硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂是经常被釆用的,本实施例采用乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯、乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯作为分散剂,两种分散剂比例分别为50%。其用量所占托玛琳石重量的5%。将托玛琳石、分散剂和乙二醇,在80℃条件下调制成50%的悬浮体;
(2)原位聚合合成驻极体熔融体
先将计量的精对苯二甲酸(PTA)与计量的乙二醇(EG)在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1: 1.5;加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的8mg/100g;并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,托玛琳石含量为PTA的3.5%,然后共同进入酯化反应釜,在255~265℃,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至275℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至285℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.65dl/g;
(5)弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET的合成
将计量的PTA、间苯二甲酸(PIA)与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:0.15:1.4;间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯(SIPE)为PTA重量的3%,加入150℃溶解于EG调配槽,调配比例为1:1重量比。并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的6mg/100g。然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至265℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至275℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.55dl/g;
(4)海岛法超细复合纺丝,海岛型超细复合纤维纺丝,是将弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET和驻极体熔融体分别通过各自的熔体管道,经由多块复合分配板组合而成的海岛复合组件进行分配,再由喷丝板汇合形成复合熔体流,从同一喷丝孔中喷出成丝束。其中驻极体熔融体以微细纤维(岛相,64岛)的形式分散于弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET (海相)中,经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到纤度为2.22dtex,长度为51毫米的复合海岛纤维,海/岛重量比例为2.5/7.5,理论单纤维(单个岛)线密度为0.026dtex。
采用海岛超细纤维或裂片法超细纤维经过非织造布的开松、铺网,经过弱碱性的水刺处理,海岛复合纤维的海相被溶去,剩下岛组分;或裂片法超细纤维的B组分(Co-PET)溶去。即制得含有托玛琳石的超细纤维驻极体纤维网片坯布。此类网片可用包括粘性膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器,以及医疗防护织物或非织造物。
实施例4
描述同实施例1,区别于实施例1的是,实施例4中托玛琳石含量为PTA的6.5%。
实施例5
描述同实施例1,区别于实施例1的是,采用裂片法超细复合纺丝,所述裂片法是采用A组分的驻极体熔融体,和B组分的弱碱溶性成纤共聚酯Co-PET,分别通过各自的熔体管道,经由多块复合分配板组合而成的裂片复合组件进行分配,再由喷丝板汇合形成复合熔体流,从同一喷丝孔中喷出成丝束。其中PET成纤高聚物以微细纤维(A组分,16瓣)的放射中空环状(橘瓣)形式分隔于弱碱溶性的成纤高聚物CO-PET (B组分)中,经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到纤度为1.33dtex,长度为51毫米的复合裂片纤维,B/A组分重量比例为1:1,理论单纤维(A组分)线密度为0.041dtex。实施例5中托玛琳石含量为PET的3.0%。
实施例6
同实施例5,区别是实施例6中托玛琳石含量为PET的6.0%。
对比例1
不含托玛琳石的海岛法超细短纤维,线密度为2.22dtex,理论单纤维线密度为0.026dtex。
对比例2
不含托玛琳石的裂片法超细短纤维,线密度为1.33dtex,理论单纤维线密度为0.041dtex。
测试结果汇总
通过表1结果可以看出,根据本发明提供的方法制备的包含电荷加强添加剂的驻极体超细纤维兼具超细纤维直径和强度,所含托玛琳石含量可以达到6%,并能顺利复合纺丝并可制成超细纤维的驻极体材料。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Figure 502285DEST_PATH_IMAGE002

Claims (13)

1.一种原位聚合具有电荷加强添加剂的驻极体复合超细短纤维,所述纤维为用原位聚合方式合成的热塑性聚酯与纳米级托玛琳石添加剂的复合体。
2.根据权利要求1所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述聚酯至少包括一种PET、PBT、PTT或PLA的均聚物或改性共混、共聚物。
3.根据权利要求2所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述复合超细短纤维的平均纤维直径小于3μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述托玛琳石添加剂的含量占所述复合超细短纤维的0.3~6.0 %wt。
5.根据权利要求4所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述托玛琳石添加剂的平均粒径小于1μm。
6.根据权利要求4所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:还包括至少一种托玛琳石分散剂。
7.根据权利要求4所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述托玛琳石分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或重量比1:1的乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯和乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯混合物。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的驻极体复合超细短纤维,其特征在于:所述驻极体复合超细短纤维为复合海岛纤维,以用原位聚合方式合成的PET高聚物与纳米级托玛琳石添加剂的复合体为岛相,Co-PET为海相;
或者所述驻极体复合超细短纤维为裂片法复合纤维,以用原位聚合方式合成的PET高聚物与纳米级托玛琳石添加剂的复合体为橘瓣,分隔于Co-PET中。
9.权利要求1-8中任一项所述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其步骤包括:
将托玛琳石超细粉末分散到乙二醇中,调配成悬浮液;
(2)先将计量的精对苯二甲酸与计量的乙二醇在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,然后共同进入酯化反应釜进行酯化反应,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,进行预缩聚反应,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜进行液相增黏至特性黏度达到0.62~0.65dl/g,得到驻极体PET熔体;
(3)步骤(2)制得的驻极体PET熔体经纺丝组件挤出纺丝;纺出的丝线经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到驻极体复合超细短纤维。
10.根据权利要求9所述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其特征在于:还包括步骤(2)’:将计量的PTA、PIA与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯溶解于EG调配槽,并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,预缩聚反应脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜进行液相增黏至特性黏度达到0.50~0.55dl/g,得到Co-PET熔体;
步骤(3)中将步骤(2)制得的驻极体PET熔体与步骤(2)’制得的Co-PET熔体经由多块复合纺丝组件进行分配喷丝,再经过骤冷风冷却,集束、拉伸和切断,得到复合海岛纤维或裂片法复合纤维。
11.根据权利要求10所述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其特征在于:步骤(1)中采用乙丙基二油酸酰氧基二辛基磷酸酰胺基钛酸酯、乙丙基三辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯作为分散剂,两种分散剂比例分别为50%,其用量所占托玛琳石重量的5%,将托玛琳石、分散剂和乙二醇,在70~80℃条件下调制成50%的悬浮体。
12.根据权利要求10所述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其特征在于:步骤(2)中先将计量的精对苯二甲酸与计量的乙二醇在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:1.2~1.5;加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的8mg/100g;并计量加入上述托玛琳石乙二醇悬浮液,托玛琳石含量为PTA的0.35%,然后共同进入酯化反应釜,在255~265℃,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸双羟基乙酯酯化液,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至270~275℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至280~285℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.62~0.65dl/g。
13.根据权利要求10、11或12所述的驻极体复合超细短纤维的制备方法,其特征在于:步骤(2)’中将计量的PTA、间苯二甲酸与计量的EG在室温下调配成PTA浆料EG悬浮液,摩尔比为1:0.15:1.4;间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯为PTA重量的3%,加入120~150℃溶解于EG调配槽,调配比例为1:1重量比,并加入有机/无机杂化纳米钛催化剂,添加量为PTA重量的6mg/100g;然后共同进入酯化反应釜,常压下进行酯化反应,脱除水,生成对苯二甲酸/间苯二甲酸-双羟基乙/间苯二甲酸-5-磺酸钠乙二醇酯共酯酯化物,酯化液由输送泵注入负压条件的预缩聚釜,并提高反应温度至260~265℃,在压力8kPa下预缩聚,脱除低分子二元醇,然后至终缩聚釜再进一步提升温度至270~275℃,提高真空度至50Pa进行液相增黏至特性黏度达到0.50~0.55dl/g。
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