CN112442754A - 一种氨纶纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氨纶纤维及其制备方法和应用，所述制备方法包括将聚氨酯原液通过管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；所述管道的内壁不光滑，外侧设置有夹套，所述内壁不光滑的管道，可以对通过的聚氨酯原液有阻挡效果，导致靠近管壁的原液流速与中心流速有差异，使得纺丝过程中原液的溶剂挥发速度不同，丝束本身产生局部应力差异，进而提高了氨纶纤维的抱合力；制备得到的氨纶纤维丝束间相切形成的中间通道可以快速导出水分，且纤维表面粗糙，增大了吸湿表面积，提高了氨纶纤维的吸湿性能。

Description

一种氨纶纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纤维材料技术领域，具体涉及一种氨纶纤维及其制备方法和应用。
背景技术
目前，氨纶纤维已经被广泛应用到服装领域，从内衣到外衣、从运动服到时尚装、从普通面料到功能化面料、从服装产业到其他产业，都离不开氨纶纤维的使用。将氨纶复丝中的单丝拉开所需的力称为抱合力，氨纶纤维的抱合力是其重要的物理性能之一，抱合力不良，则氨纶丝组织不紧密，丝束宽度增加，甚至在织造过程中易出现分丝断丝，影响织物性能与品质。
通过制备方法的改良来提高氨纶纤维的抱合力是十分常用的一项方法。CN103339303A公开了一种聚氨酯树脂组合物和通过使用该聚氨酯树脂组合物制造的聚氨酯纤维，更具体地，公开了一种含有二烷基磺基琥珀酸盐的聚氨酯树脂组合物，以及通过使用该聚氨酯树脂组合物制造的多丝弹性纤维中的丝与丝之间具有优异粘合力的聚氨酯纤维以及其制造方法，通过二烷基磺基琥珀酸盐来成功提高了多孔弹性纤维中丝与丝之间的粘合力。CN105239197A公开了一种高抱合力聚氨酯弹性纤维的制备方法，在纺丝原液中加入低熔点物质，然后在甬道中加热固化成丝，再单丝加捻成束。其中低熔点物质的加入量为0.1～30％，且熔点低于纺丝甬道中的温度。所述低熔点物质为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体中的任意一种。利用低熔点物质添加到氨纶里，使得氨纶纤维在高温下熔融发粘，具有强的粘性，达到提高氨纶纤维的抱合力的效果，而不是仅仅依靠丝之间的吸附力。CN107641847A公开了一种具有优异粘合力及染色性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法。在预聚合反应阶段，将二异氰酸酯和低聚物二元醇混合反应，得到异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚物；用非质子性极性溶剂溶解得的聚氨酯预聚物，从而获得预聚物溶液；制备的预聚物溶液冷却后，加入扩链剂和链终止剂进行扩链反应和链终止反应，形成聚氨酯脲溶液；向制备的聚氨酯脲溶液中加入添加剂，充分混合均匀；将聚酰胺加入到所述聚氨酯脲溶液中，充分混合均匀后，形成氨纶纺丝液；采用干法纺丝得到具有优异粘合力和染色性能的聚氨酯弹性纤维。CN102586944A公开了一种提高氨纶单丝之间抱合力的方法，创新点在于使用两孔喷丝装置分别将含有-NH活性端基的聚合物DMAC溶液A和含有-NCO活性端基的聚合物DMAC溶液B，在高温甬道加热条件下，借助加捻装置，使得A、B两种聚合物细流相互搓捻，此时溶液A、B中的-NH与-NCO发生化学反应，并沿纤维纵向连续抱合粘附，高温干燥后，得到优异的氨纶单丝之间抱合力的聚氨酯弹性纤维。
提高氨纶纤维抱合力的方法报道虽然很多，但是都只是单一的提高了氨纶纤维的抱合力，而忽略了对于氨纶纤维来说很重要的吸湿性能，且工艺较复杂，限制了氨纶纤维的大范围使用。
因此，开发一种抱合力高、吸湿性能优异且制备工艺简单的氨纶纤维，十分重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氨纶纤维及其制备方法和应用，所述制备方法包括将聚氨酯原液通过内壁不光滑、外侧设置有夹套的管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；所述内壁不光滑的管道，可以对原液有阻挡效果，使得纺丝过程中聚氨酯原液中溶剂的挥发速度不同，导致丝束本身产生局部应力差异；所述制备方法对生产原料无特殊要求，新增设备较简易，投资改造小，容易实现产业化，便于推广。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种氨纶纤维的制备方法，所述制备方法包括聚氨酯原液通过管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；
所述管道的内壁不光滑，外侧设置有夹套。
本发明提供的一种氨纶纤维的制备方法包括将聚氨酯原液通过内壁不光滑，外侧设置有夹套的管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；所述管道内壁不光滑，可以对原液有阻挡效果，使得靠近管壁的聚氨酯原液流速与中心流速有差异；具有流速差异的聚氨酯原液从管道流出后进行纺丝，使得纺丝过程中溶剂挥发的速度不同，导致丝束本身产生局部应力差异，进而提高了氨纶纤维的抱合力。
优选地，所述管道的长度为1～2m，例如1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、1.6m、1.7m、1.8m或1.9m，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述管道为正方形管道或圆形管道。
优选地，所述正方形管道的边长为40～100mm，例如45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm或95mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述圆形管道的内径为60～100mm，例如65mm、70mm、74mm、78mm、82mm、86mm、90mm、94mm或98mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述管道的内壁设置有凸起和/或凹陷结构。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的管道的内壁设置有凸起或者凹陷结构，凸起或者凹陷结构可以更好的对通过的聚氨酯原液起到阻挡效果，使得聚氨酯原液在所述管道内流速不均匀。
优选地，所述管道的内壁设置有至少四个(例如五个、六个、七个或八个等)凸起结构，更优选为设置有至少四个间隔相等的凸起结构。
优选地，所述管道的内壁设置有至少四个(例如五个、六个、七个或八个等)凹陷结构，更优选为设置有四个间隔相等的凹陷结构。
优选地，所述凸起结构和凹陷结构为圆柱体。
作为优选技术方案，示例性地，本发明提供的一种氨纶纤维的制备方法中所述带有凸起结构的管道的剖面结构示意图如图1或图2所示，其中1代表凸起结构，2-1代表圆形管道，2-2代表方形管道，3代表夹套。
优选地，所述圆柱体的高度各自独立地为8～15mm，例如8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm或14.5mm，，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述圆柱体的直径各自独立地为2～7mm，例如2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm或6.5mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述夹套为圆形夹套。
优选地，所述圆形夹套的直径为100～150mm，例如100mm、105mm、110mm、120mm、130mm或140mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述夹套和所述管道为同心结构。
优选地，所述夹套内通水。
优选地，所述水的温度为80～100℃，例如82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃、98℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明提供的管道的内壁设置有凸起结构，外侧设置有夹套，夹套内通80～100℃的水，使得管内流速不均匀的聚氨酯原液受热不均匀。
优选地，所述聚氨酯原液的粘度为600～1500Pa·s，例如610Pa·s、620Pa·s、630Pa·s、650Pa·s、700Pa·s、750Pa·s、800Pa·s、850Pa·s、900Pa·s、950Pa·s、1100Pa·s、1200Pa·s、1300Pa·s、1400Pa·s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选为800～900Pa·s。
作为本发明优选技术方案，本发明提供的聚氨酯原液的粘度为600～1500Pa·s，搭配内壁不光滑且外侧设置有夹套的管道，才能够使得制备得到的氨纶纤维具有更高的抱合力以及吸湿性能，一方面如果聚氨酯原液的粘度低于600Pa·s，内部不光滑的管道对其的阻挡效果不明显，使得管道内管壁处聚氨酯原液流速与中心流速差异不明显；另外一方面，如果聚氨酯原液的粘度大于1500Pa·s，则会导致聚氨酯原液原液熔体破裂，无法进行纺丝。
优选地，所述聚氨酯原液的制备方法包括如下步骤：
(1)多元醇和二异氰酸酯在溶剂中反应，得到预聚物溶液；
(2)二胺和单胺在溶剂中混合反应，得到扩链剂溶液；
(3)步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化，得到所述聚氨酯原液。
优选地，步骤(1)所述多元醇和二异氰酸酯的摩尔比为1:(1.7～2.3)，例如1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2.0、1:2.1、1:2.2或1:2.3等。
优选地，所述多元醇包括聚四亚甲基醚二醇。
优选地，所述二异氰酸酯包括4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为45～60℃，例如46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为90～150min，例如95min、100min、105min、110min、115min、120min、125min、130min、135min、140min、145min以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。优选地，步骤(2)所述单胺和二胺的摩尔比为1:(6～10)，例如、1:6.3、1:6.6、1:6.9、1:7.2、1:7.5、1:7.8、1:8.1、1:8.4、1:8.7、1:8.9、1:9.2、1:9.5、1:9.8等。
优选地，步骤(2)所述二胺包括乙二胺和/或丙二胺。
优选地，步骤(2)所述单胺包括二乙胺。
优选地，步骤(2)所述扩链剂溶液中单胺与二胺质量百分含量之和为3～6％，例如3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、4.4％、4.8％、5.2％、5.4％、5.6％、5.8％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)和步骤(2)所述溶剂各自独立地为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺。
优选地，步骤(3)所述熟化的时间为40～50h，例如41h、42h、43h、44h、45h、46h、47h、48h或49h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述纺丝包括将所述聚氨酯原液从喷丝板挤出的步骤。
优选地，所述聚氨酯原液从喷丝板挤出时的剪切速率为15000～50000s-1，例如18000s-1、20000s-1、24000s-1、28000s-1、32000s-1、35000s-1、38000s-1、41000s-1、45000s-1或48000s-1，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为优选技术方案，本发明提供的氨纶纤维的制备方法，所述聚氨酯原液的粘度较高，从喷丝板挤出时的剪切速率较高，为15000～50000s-1，较高速的经过喷丝板挤压喷出后，会使丝束的表面变得粗糙，增加了丝束间的摩擦力，从而提高氨纶纤维的抱合力。
优选地，所属喷丝板包括至少两个圆形喷丝孔，更优选地，所述喷丝板包括三个圆形喷丝孔。
优选地，所述三个圆形喷丝孔呈正三角形分布。
优选地，所述喷丝孔的孔径各自独立地为0.2～0.5mm，例如0.22mm、0.24mm、0.26mm、0.28mm、0.3mm、0.32mm、0.35mm、0.38mm、0.42mm、0.44mm、0.46mm、0.48mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述喷丝孔的长径比各自独立地为1～5，例如1.3、1.6、1.9、2.2、2.5、2.8、3.1、3.4、3.7、4、4.3、4.6或4.9，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述纺丝还包括后处理的步骤。
优选地，所述后处理包括溶剂挥发、加捻成束、罗拉伸牵、上油和卷绕。
作为优选技术方案，所述制备方法包括：
(1)将摩尔比为1:(1.7～2.3)的多元醇和二异氰酸酯在溶剂中，45～60℃条件下反应90～150min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:(6～10)的单胺和二胺在溶剂中混合，得到扩链剂溶液；所述扩链剂溶液中单胺与二胺质量百分含量之和为3～6％；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化40～50h，得到粘度为600～1500Pa·s的聚氨酯原液；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯原液通过长度为1～2m，外侧设有夹套，夹套内通80～100℃水，内壁不光滑的管道后从喷丝板挤出，经溶剂挥发、加捻成束、罗拉伸牵、上油和卷绕，得到所述氨纶纤维；所述聚氨酯原液从喷丝板挤出时的剪切速率为15000～50000s-1；所述管道的内壁设置有至少四个间隔相等的凸起结构或凹陷结构。第二方面，本发明提供一种氨纶纤维，所述氨纶纤维通过如第一方面所述的制备方法得到。
优选地，所述氨纶纤维的截面为三圆相切的近似三角形。
本发明提供的氨纶纤维通过特殊的生产工艺制备，使得所述氨纶纤维的截面呈近似三角形，丝束间相切形成的中间通道可以快速导出水分，且纤维表面粗糙，增大了吸湿表面积，提高了氨纶纤维的吸湿性能。
第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的氨纶纤维在纺织品中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的氨纶纤维的制备方法将聚氨酯原液通过内壁不光滑、外侧设置有夹套的管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；所述内壁不光滑的管道，可以对聚氨酯原液有阻挡效果，导致靠近管道内壁的原液流速与管道中心流速有差异，使得纺丝过程中原液中溶剂挥发速度不同，导致丝束本身产生局部应力差异，进而提高了氨纶纤维的抱合力；采用本发明所述制备方法制备得到的氨纶纤维的抱合力为0.24～0.36gf，相较于现有技术中提供的制备方法提供的氨纶纤维的抱合力提高了41～227％。
(2)采用本发明提供的制备方法制备得到的氨纶纤维的截面呈近似三角形，丝束间相切形成的中间通道可以快速导出水分，且纤维表面粗糙，增大了吸湿表面积，进而提高了氨纶纤维的吸湿性能；所述氨纶纤维回潮率为1.5～2.1％；相较于现有技术提供的氨纶纤维回潮率提高了15～75％，证明采用本发明提供的制备方法制备得到的氨纶纤维同时具有优异的抱合力以及吸湿性能。
附图说明
图1为内壁带有凸起结构的圆形管道的剖面结构示意图，
图2为内壁带有凸起结构的方形管道的剖面结构示意图，
其中，1-凸起结构，2-1圆形管道，2-2方形管道，3-夹套。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1
一种聚氨酯原液，粘度为800Pa·s；制备方法如下：
(1)将摩尔比为1:1.9的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，PTMEG和MDI在DMAC中的质量百分含量分别为33.2％和8.7％，50℃下反应120min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:8的二乙胺和乙二胺溶解到DMAC中，得到扩链剂溶液(乙二胺和二乙胺的质量百分含量为3％)；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液于10℃下反应75min，熟化45h，得到所述聚氨酯原液。
制备例2
一种聚氨酯原液，粘度为1000Pa·s；制备方法如下：
(1)将摩尔比为1:2.0的PTMEG和MDI溶解在DMAC中，PTMEG和MDI在DMAC中的质量百分含量分别为33.4％和9.2％，50℃下反应120min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:9的二乙胺和乙二胺溶解到DMAC中，得到扩链剂溶液(乙二胺和二乙胺的质量百分含量为4％)；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化50h，得到所述聚氨酯原液。
制备例3
一种聚氨酯原液，粘度为600Pa·s；制备方法如下：
(1)将摩尔比为1:1.7的PTMEG和MDI溶解在DMAC中，PTMEG和MDI在DMAC中的质量百分含量分别为32.9％和7.7％，60℃下反应90min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:6的二乙胺和乙二胺溶解到DMAC中，得到扩链剂溶液(乙二胺和二乙胺的质量百分含量为5％)；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化40h，得到所述聚氨酯原液。
制备例4
一种聚氨酯原液，粘度为1500Pa·s；制备方法如下：
(1)将摩尔比为1:2.3的PTMEG和MDI溶解在DMAC中，PTMEG和MDI在DMAC中的质量百分含量分别为33.9％和10.8％，45℃下反应150min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:10的二乙胺和乙二胺溶解到DMAC中，得到扩链剂溶液(乙二胺和二乙胺的质量百分含量为6％)；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化50h，得到所述聚氨酯原液。
制备例5
一种聚氨酯原液，粘度为400Pa·s；制备方法如下：
(1)将摩尔比为1:1.55的PTMEG和MDI溶解在DMAC中，PTMEG和MDI在DMAC中的质量百分含量分别为32.6％和7.0％，45℃下反应150min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:5.4的二乙胺和乙二胺溶解到DMAC中，得到扩链剂溶液(乙二胺和二乙胺的质量百分含量为3％)；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化45h，得到所述聚氨酯原液。
实施例1～5
一种氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：分别将制备例1～5得到的聚氨酯原液通过长度为1.5m，内壁带12个高度为8mm，直径为5mm的圆柱凸起结构的管道，其中4个圆柱凸起结构均匀安装在在距离管道入口0.5m位置的管道同一圆截面，还有4个圆柱凸起结构均匀安装在在距离管道入口1m位置的管道同一圆截面；最后4个圆柱凸起结构均匀安装在在距离管道出口位置的管道同一圆截面(管道的制备方法包括如下步骤：先在管道壁上打小孔，小孔直径大小为5mm，再把作为凸起结构的圆柱形铁打入到小孔内，再在管道壁外侧将圆柱形铁焊接固，最后将圆形夹套通过焊接固定在管道外侧，形成同心结构的特制铁管道)，管道夹套内通90℃的热水，再从孔径为0.4mm、长径比为2，且3个圆孔呈正三角形分布的喷丝板内挤出，剪切速率为16000s-1，在260℃的高温甬道内进行溶剂挥发，然后经单丝加捻成束、罗拉伸牵、上油、卷绕，得到所述氨纶纤维，其截面为三圆相切的近似三角形。
实施例6
一种氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：将制备例1得到的聚氨酯原液通过长度为1m内壁带8个直径为2mm，高度为15mm的圆柱凹陷结构的管道，其中4个圆柱凹陷结构均匀安装在在距离管道入口0.5m位置的圆截面，4个圆柱凹陷结构均匀安装在在管道出口圆截面，管道夹套内通85℃的热水，再从孔径为0.3mm、长径比为4且3个圆孔呈正三角形分布的喷丝板内挤出，剪切速率为31000s-1，在260℃的高温甬道内进行溶剂挥发，然后经单丝加捻成束、罗拉伸牵、上油、卷绕，得到所述氨纶纤维，其截面为三圆相切的近似三角形。
实施例7
一种氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：将制备例1得到的聚氨酯原液通过长度为1m，内壁粗糙度Rα＞25μm的管道，管道夹套内通85℃的热水，再从孔径为0.3mm、长径比为4且3个圆孔呈正三角形分布的喷丝板内挤出，剪切速率为31000s-1，在260℃的高温甬道内进行溶剂挥发，然后经单丝加捻成束、罗拉伸牵、上油、卷绕，得到所述氨纶纤维，其截面为三圆相切的近似三角形。
实施例8
一种氨纶纤维的制备方法，其与实施例1的区别仅在于从喷丝板挤出时剪切速率为10000s-1，其他组分和步骤均与实施例1相同，得到所述氨纶纤维。
对比例1～5
一种氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：分别将制备例1～5得到的聚氨酯原液通过普通管道后从孔径为0.4mm、长径比为2的3孔喷丝板内挤出，剪切速率为16000s-1，在260℃的高温甬道内进行溶剂挥发，然后经单丝加捻成束、罗拉伸牵、上油、卷绕，得到所述氨纶纤维。
对比例6
一种氨纶纤维的制备方法，包括如下步骤：将制备例1得到的聚氨酯原液通过长度为1.5m，且内壁光滑的管道，管道夹套内通90℃的热水，再从孔径为0.4mm、长径比为2的3孔喷丝板内挤出，剪切速率为16000s-1，在260℃的高温甬道内进行溶剂挥发，然后经单丝加捻成束、罗拉伸牵、上油、卷绕，得到所述氨纶纤维。
性能测试：
(1)抱合力：按照标准FZ/T 50039-2018《氨纶长丝抱合性能试验方法》进行测试；
(2)回潮率：按照标准GB/T9995-1997《纺织材料含水率和回潮率的测定》进行测试。
按照上述测试方法对实施例1～8、对比例1～6得到的氨纶纤维进行测试，测试结果如表1所示：
表1
抱合力(gf) 回潮率(％)
实施例1 0.33 1.8
实施例2 0.35 1.9
实施例3 0.32 1.9
实施例4 0.35 2.0
实施例5 0.24 1.5
实施例6 0.36 2.1
实施例7 0.28 1.8
实施例8 0.26 1.5
对比例1 0.13 1.2
对比例2 0.14 1.2
对比例3 0.12 1.3
对比例4 0.15 1.3
对比例5 0.11 1.2
对比例6 0.17 1.3
根据表1数据可以看出：
本发明提供的氨纶纤维具有更高的抱合力以及回潮率，说明本发明提供的氨纶纤维可以兼具高抱合力以及优异的吸湿性能；具体而言，实施例1～8提供的氨纶纤维的抱合力为0.24～0.36gf，回潮率为1.5～2.1％，相较于对比例1～6得到的氨纶纤维的抱合力(0.11～0.17gf)提高了41～227％，回潮率(1.2～1.3％)提高了15～75％，证明本发明提供的制备方法制备得到的氨纶纤维相较于现有技术具有更高的抱合力和更好的吸湿性能。
另外，对比实施例1～5可以发现，实施例5提供的氨纶纤维的抱合力(0.24gf)和回潮率(1.5％)低于实施例1～4提供的氨纶纤维的抱合力(0.32～0.35gf)和回潮率(1.8～2.0％)，是因为聚氨酯原液的粘度低于600Pa·s，内部不光滑的管道对其的阻挡效果不明显，使得管道内管壁处聚氨酯原液流速与中心流速差异不明显，进而抱合力和回潮率的提升不大。
对比实施例1、6和7可以看出，实施例7提供的氨纶纤维的抱合力(0.28gf)略低于实施例1和实施例6提供的氨纶纤维的抱合力(0.33gf和0.36gf)，是因为管道内壁为粗糙结构，没有凸起结构，对聚氨酯原液阻挡效果差一点，所以抱合力稍微低一点。
最后，对比实施例1和实施例8可以发现，实施例8提供的氨纶纤维的抱合力(0.26gf)和回潮率(1.5％)分别低于实施例1提供的氨纶纤维的抱合力(0.33gf)和回潮率(1.8％)，这是因为较高速的经过喷丝板挤压喷出后，会使丝束的表面变得粗糙，增加了丝束间的摩擦力，从而提高氨纶纤维的抱合力。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种氨纶纤维及其制备方法和应用的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：聚氨酯原液通过管道后进行纺丝，得到所述氨纶纤维；
所述管道的内壁不光滑，外侧设置有夹套。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述管道的长度为1～2m；
优选地，所述管道为正方形管道或圆形管道；
优选地，所述正方形管道的边长为40～100mm；
优选地，所述圆形管道的内径为60～100mm；
优选地，所述管道的内壁设置有凸起和/或凹陷结构；
优选地，所述管道的内壁设置有至少四个凸起结构，更优选为设置有至少四个间隔相等的凸起结构；
优选地，所述管道的内壁设置有至少四个凹陷结构，更优选为设置有四个间隔相等的凹陷结构；
优选地，所述凸起结构和凹陷结构为圆柱体；
优选地，所述圆柱体的高度各自独立地为8～15mm；
优选地，所述圆柱体的直径各自独立地为2～7mm。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述夹套为圆形夹套；
优选地，所述圆形夹套的直径为100～150mm；
优选地，所述夹套和所述管道为同心结构。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述夹套内通水；
优选地，所述水的温度为80～100℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯原液的粘度为600～1500Pa·s，优选为800～900Pa·s；
优选地，所述聚氨酯原液的制备方法包括如下步骤：
(1)多元醇和二异氰酸酯在溶剂中反应，得到预聚物溶液；
(2)二胺和单胺在溶剂中混合，得到扩链剂溶液；
(3)步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化，得到所述聚氨酯原液；
优选地，步骤(1)所述多元醇和二异氰酸酯的摩尔比为1:(1.7～2.3)；
优选地，所述多元醇包括聚四亚甲基醚二醇；
优选地，所述二异氰酸酯包括4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯；
优选地，步骤(1)所述反应的温度为45～60℃；
优选地，步骤(1)所述反应的时间为90～150min；
优选地，步骤(2)所述单胺和二胺的摩尔比为1:(6～10)；
优选地，步骤(2)所述二胺包括乙二胺和/或丙二胺；
优选地，步骤(2)所述单胺包括二乙胺；
优选地，步骤(2)所述扩链剂溶液中单胺与二胺的质量百分含量之和为3～6％；
优选地，步骤(1)和步骤(2)所述溶剂各自独立地为N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺；
优选地，步骤(3)所述熟化的时间为40～50h。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝包括将所述聚氨酯原液从喷丝板挤出的步骤；
优选地，所述聚氨酯原液从喷丝板挤出时的剪切速率为15000～50000s-1；
优选地，所属喷丝板包括至少两个圆形喷丝孔，更优选地，所述喷丝板包括三个圆形喷丝孔；
优选地，所述三个圆形喷丝孔呈正三角形分布；
优选地，所述喷丝孔的孔径各自独立地为0.2～0.5mm；
优选地，所述喷丝孔的长径比各自独立地为1～5。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝还包括后处理的步骤；
优选地，所述后处理包括溶剂挥发、加捻成束、罗拉伸牵、上油和卷绕。
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将摩尔比为1:(1.7～2.3)的多元醇和二异氰酸酯在溶剂中，45～60℃条件下反应90～150min，得到预聚物溶液；
(2)将摩尔比为1:(6～10)的单胺和二胺在溶剂中混合，得到扩链剂溶液；所述扩链剂溶液中单胺与二胺的质量百分含量之和为3～6％；
(3)将步骤(1)得到的预聚物溶液和步骤(2)得到的扩链剂溶液反应，熟化40～50h，得到粘度为600～1500Pa·s的聚氨酯原液；
(4)将步骤(3)得到的聚氨酯原液通过长度为1～2m、外侧设有夹套、夹套内通80～100℃水、内壁不光滑的管道后，从喷丝板挤出，经溶剂挥发、加捻成束、罗拉伸牵、上油和卷绕，得到所述氨纶纤维；所述聚氨酯原液从喷丝板挤出时的剪切速率为15000～50000s-1；所述管道的内壁设置有至少四个间隔相等的凸起结构或者凹陷结构。
9.一种氨纶纤维，其特征在于，所述氨纶纤维通过如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到；
优选地，所述氨纶纤维的截面为三圆相切的近似三角形。
10.一种如权利要求9所述的氨纶纤维在纺织品中的应用。
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