CN112981608B - 低弹仿麻双组份聚酯纤维 - Google Patents

低弹仿麻双组份聚酯纤维 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低弹仿麻双组份聚酯纤维，由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液后，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒，通过两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力，同时本发明添加石墨烯分散水溶液由于石墨烯、具有较大的刚性，引入到聚酯分子链中可以提高分子链的刚性，降低基体的自由体积，从而减小分子链间的空隙，起到阻隔小分子渗透、提升聚酯材料结构强度和力学性能，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性优异。

Description

低弹仿麻双组份聚酯纤维
技术领域
本发明属于纺织面料领域，尤其涉及一种低弹仿麻双组份聚酯纤维。
背景技术
聚酯纤维作为最大的合成纤维品种，具有很多天然纤维不可比拟的良好特性，断裂强度高，弹性好，耐热、耐磨、耐光性好，织物尺寸稳定，且回弹性适中，在较大温度范围内仍能保持优良的物理力学性能，织物具有良好的抗有机溶剂、氧化剂等性能，因此，聚酯纤维在现今纺织产品、农业领域具有广泛应用。
随着时代的发展和科技的进步，人们对服装的要求已经从保暖得体转向面料的舒适性生态性功能性保健性等更多细节的追求，各种差别化纤维应运而生，但是现有的聚酯纤维弹性和手感不佳，产品耐氯漂和化学稳定性不足。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种低弹仿麻双组份聚酯纤维，该聚酯纤维有较好的弹性和强力，可作为聚酯弹力丝产品，生产成本低，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性好。
根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维，由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液后，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒。
根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维，通过调整两种组分熔体温度和纺丝组件温度进行并列复合纺丝，由于两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力，可作为聚酯弹力丝产品，生产成本低，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性好。
根据本发明一个实施例，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液和钛酸四丁酯的复合凝胶液，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒。
根据本发明一个实施例，所述的低黏黏度聚酯黏度为0.4g/s·cm～0.6g/s·cm。
根据本发明一个实施例，所述的高黏黏度聚酯为0.6g/s·cm～0.8g/s·cm。
根据本发明一个实施例，所述的石墨烯颗粒厚度为0.55nm～0.8nm，片径为1.5μm～ 3.0μm，比表面积为550m2/g。
根据本发明一个实施例，所述的高黏黏度聚酯具体制备步骤为：S1、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液；S2、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min～ 3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～ 5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～2份催化剂、 10～15份乙二醇、3～5份研磨浆液、20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
根据本发明一个实施例，所述的高黏黏度聚酯具体制备步骤为：S1’、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于200W～300W下超声分散处理10min～15min后，收集得分散浆液；S2’、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min～3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～2份催化剂、10～ 15份乙二醇、3～5份分散浆液20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
根据本发明一个实施例，所述的催化剂为乙二醇钛。
根据本发明一个实施例，所述的保温缩聚的压强为55Pa～60Pa。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面具体描述根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维。
根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维，由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液后，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒。
由此，根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，这样制备由于两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力。
根据本发明的一个实施例，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液和钛酸四丁酯的复合凝胶液，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒。
在本发明的一些具体实施方式中，所述的低黏黏度聚酯黏度为0.4g/s·cm～0.6g/s·cm。
根据本发明的一个实施例，所述的高黏黏度聚酯为0.6g/s·cm～0.8g/s·cm。
在本发明的一些具体实施方式中，所述的石墨烯颗粒厚度为0.55nm～0.8nm，片径为1.5μm～3.0μm，比表面积为550m2/g。
根据本发明的一个实施例，高黏黏度聚酯具体制备步骤为：S1、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液；S2、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min～3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～2份催化剂、10～ 15份乙二醇、3～5份分散浆液、20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～ 250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
在本发明的一些具体实施方式中，所述的高黏黏度聚酯具体制备步骤为：S1’、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于200W～300W下超声分散处理10min～15min后，收集得分散浆液；S2’、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为 2mL/min～3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～ 2份催化剂、10～15份乙二醇、3～5份分散浆液20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚 2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
也就是说，根据本发明实施例的高黏黏度聚酯主要选取石墨烯颗粒并对其研磨，收集研磨颗粒并置于去离子水中分散处理，收集得研磨浆液并超声分散，得分散浆液，再将钛酸四丁酯添加至分散浆液中，保温反应得混合改性凝胶液，再以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加混合改性凝胶液，再添加异山梨醇和催化剂，在氮气气氛下升温加热保温反应25min～30min后，再抽真空并缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒。
根据本发明的一个实施例，所述的催化剂为乙二醇钛。
根据本发明的一个实施例，所述的保温缩聚的压强为55Pa～60Pa。
由此，根据本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，这样制备由于两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力，同时本发明实施例中所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液后，添加至材料内部，由于石墨烯、具有较大的刚性，引入到聚酯分子链中可以提高分子链的刚性，降低基体的自由体积，从而减小分子链间的空隙，起到阻隔小分子渗透、提升聚酯材料结构强度和力学性能，再经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒作为聚酯弹力丝产品，生产成本低，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性优异。
下面结合具体实施例对本发明实施例的低弹仿麻双组份聚酯纤维进行详细说明。
实施例1
按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于200W下超声分散处理10min后，收集得分散浆液；按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃下保温反应3h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15份异山梨醇、1份催化剂、10份乙二醇、3份混合改性凝胶液、20份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按 5℃/min升温至240℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa，保温缩聚2h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒；将熔融高黏黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于100℃下保温2h，再在120℃下干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒，将干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒混合得混合切片颗粒分别置于纺丝装置中，纺丝处理并卷绕收集，即可制备得所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维。
实施例2
按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于300W下超声分散处理15min后，收集得分散浆液；按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在165℃下保温反应5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量20份异山梨醇、2份催化剂、15份乙二醇、5份混合改性凝胶液、25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按 5℃/min升温至250℃，保温反应30min后，再抽真空至60Pa，保温缩聚3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒；将熔融高黏黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于110℃下保温3h，再在130℃下干燥8h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒，将干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒混合得混合切片颗粒分别置于纺丝装置中，纺丝处理并卷绕收集，即可制备得所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维。
实施例3
按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于250W下超声分散处理12min后，收集得分散浆液；按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在160℃下保温反应4h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量17份异山梨醇、1份催化剂、12份乙二醇、4份混合改性凝胶液、22份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按 5℃/min升温至245℃，保温反应27min后，再抽真空至57Pa，保温缩聚2h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒；将熔融高黏黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于105℃下保温2h，再在125℃下干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒，将干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒混合得混合切片颗粒分别置于纺丝装置中，纺丝处理并卷绕收集，即可制备得所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维。
实施例4
按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于200W下超声分散处理10min后，收集得分散浆液；按重量份数计，分别称量15份异山梨醇、1份催化剂、10份乙二醇、3份分散浆液20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃，保温反应25min后，再抽真空至55Pa，保温缩聚2h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒；将熔融高黏黏度聚酯颗粒与PET聚酯颗粒分别置于100～110℃下保温2h，再在120℃下干燥7h，收集得干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒，将干燥熔融高黏黏度聚酯颗粒和干燥PET聚酯颗粒混合得混合切片颗粒分别置于纺丝装置中，纺丝处理并卷绕收集，即可制备得所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维。
对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4进行性能测试，采用未添加分散浆液或混合改性凝胶液制备的聚酯颗粒纺丝制备的纤维为对照组者具体测试其力学强度：
力学性能测试：YG061电子纱线强伸度仪。参数的设定参照GB/T14344—2003《合成纤维长丝拉伸性能试验方法》标准。试验在恒温恒湿条件下进行，温度为(20.0±2.0)℃，相对湿度为(65±2)％，性能测试结果如下表1所示。
表1性能对照表：
Figure RE-GDA0002593071340000061
Figure RE-GDA0002593071340000071
(1)由上表对比可知，在实施例1、实施例2、实施例3之间的测试性能对比可以发现，添加了混合改性凝胶液制备的复合聚酯颗粒制备的聚酯纤维，断裂伸长率有效提高，这就表明，本发明制备的复合聚酯颗粒的添加，改善了聚酯颗粒的熔融黏度，通过低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，这样制备由于两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力；
(2)将本发明实施例4和实施例1，2，3进行对比，通过二氧化钛包覆石墨烯材料添加制备的复合聚酯颗粒制备的聚酯纤维，要比简单添加石墨烯材料制备的复合聚酯颗粒制备的聚酯纤维性能更佳，这是由于复合物中Ti—O—C键的存在，TiO2均匀分布在石墨烯表面，改善石墨烯材料的分散性能，提高材料的整体分散强度，进一步提高材料的力学性能；
(3)将本发明技术方案实施例1至实施例4和对照组对比，本发明制备的复合聚酯纤维力学性能大幅提高，说明了由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备的聚酯纤维，由于两种组分热缩的差异，使纤维产生螺旋卷曲双组分复合纤维有较好的弹性和强力，同时本发明实施例中所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液后，添加至材料内部，由于石墨烯、具有较大的刚性，引入到聚酯分子链中可以提高分子链的刚性，降低基体的自由体积，从而减小分子链间的空隙，起到阻隔小分子渗透、提升聚酯材料结构强度和力学性能，再经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒作为聚酯弹力丝产品，生产成本低，可改善聚酯面料弹性和手感，产品耐氯漂，化学稳定性优异。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于：由同质量比的低黏黏度聚酯和高黏黏度聚酯为原料制备而成，所述的高黏黏度聚酯为以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，添加石墨烯分散水溶液和钛酸四丁酯的混合改性凝胶液，经缩聚制备的熔融高黏黏度聚酯颗粒；
所述的高黏黏度聚酯具体制备步骤为：
S1、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，研磨浆液经过超声分散处理后，收集得分散浆液；
S2、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min～3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～2份催化剂、10～15份乙二醇、3～5份混合改性凝胶液、20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
2.根据权利要求1所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的低黏黏度聚酯黏度为0.4g/s·cm～0.6g/s·cm。
3.根据权利要求1所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的高黏黏度聚酯为0.6g/s·cm～0.8g/s·cm。
4.根据权利要求1所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的石墨烯颗粒厚度为0.55nm～0.8nm，片径为1.5μm～3.0μm，比表面积为550m2/g。
5.根据权利要求1所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的高黏黏度聚酯具体制备步骤为：
S1’、按质量比1:25，将石墨烯颗粒添加至去离子水中，搅拌混合并置于研钵中，研磨分散并收集研磨浆液，将研磨浆液置于200W～300W下超声分散处理10min～15min后，收集得分散浆液；
S2’、按质量比1:8，将钛酸四丁酯滴加至分散浆液中，控制滴加速率为2mL/min～3mL/min，待滴加完成后，搅拌混合并置于反应釜中，再在155℃～165℃下保温反应3h～5h，得混合改性凝胶液；按重量份数计，分别称量15～20份异山梨醇、1～2份催化剂、10～15份乙二醇、3～5份混合改性凝胶液、20～25份精对苯二甲酸置于反应釜中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后抽真空至500Pa，氮气加压至2000Pa，按5℃/min升温至240℃～250℃，保温反应25min～30min后，再抽真空至55Pa～60Pa，保温缩聚2h～3h，得熔融高黏黏度聚酯颗粒。
6.根据权利要求1或5所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的催化剂为乙二醇钛。
7.根据权利要求1或5所述的低弹仿麻双组份聚酯纤维，其特征在于，所述的保温缩聚的压强为55Pa～60Pa。
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