CN113151928A - 一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法 - Google Patents

一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，属于纺织纤维技术领域，该制备方法主要包括以下步骤：将阳离子染料可染性聚酯纤维切片与涤纶切片按一定比例共混，制得改性聚酯切片；将改性聚酯切片与聚酰胺切片进行熔融并列复合纺丝，得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维；再进行热水处理制得聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。本发明通过向聚酯组分中引入阴离子基团，提升了聚酯与聚酰胺组分之间的界面结合强度，解决了聚酯/聚酰胺复合纤维双组分之间粘合力差和相容性差的问题；将低分子量的聚酯组分与高分子量的聚酰胺组分并列复合，解决了聚酰胺和聚酯两个组分之间界面收缩差小的问题。

Description

一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织纤维技术领域，具体涉及到一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法。
背景技术
并列复合弹性纤维是由两种不同的聚合物或性能不同的同种聚合物，按并列的方式复合纺丝而成。它是通过将两种成纤高聚物熔体分别输送到同一纺丝组件并在适当的部位汇合，再从同一喷丝口喷出得到，两组分在纤维截面呈现为并列排布。当并列型复合纤维的两个组分在热、湿或化学因素的作用下，会产生不同程度的收缩，利用两个组分之间的收缩差可以得到具有立体卷曲的弹性纤维。
随着人们对纺织品舒适性的需求日益增加，弹性纤维已经被广泛应用于袜类、泳装、运动服，高弹力时装等各种领域，并列复合弹性纤维得到了广泛应用。市面上并列复合弹性纤维的代表产品是由两种不同的聚酯组分并列复合而成。比如杜邦公司研发的T400复合弹性纤维，它是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)复合纺丝所得的并列复合纤维。但由于PTT原料价格昂贵，所以制备这种复合弹性纤维的成本高。另外，T400并列复合弹性纤维存在手感偏硬，弹力小的缺点。另外，由于T400复合弹性纤维分子中缺乏可染官能团，因此只能采用分散染料染色，必须在高温高压下完成，而且，染色后色泽不够鲜艳。因此，提供一种成本低、制备条件温和且满足人们使用要求的并列复合弹性纤维也就显得十分的有意义。
目前，聚酰胺/聚酯类并列复合弹性纤维鲜有报道，主要是因为存在以下两大技术难点：1、聚酰胺和聚酯这两种物质自身化学结构不同，两个组分在化学热力学原理分析，是不相容的，在并列复合纺丝时，两个组分的界面间缺乏足够的结合力，会分离成为独立的两根纤维，无法得到一根结合在一起的复合纤维；2、另外，制备具有弹性的并列复合纤维时，需要两个组分具有足够大的收缩差，而普通聚酰胺和聚酯两个组分的收缩差并不能满足该要求。
发明内容
针对上述不足或缺陷，本发明的目的是提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，可有效解决聚酰胺和聚酯两个组分之间界面相容性差、粘合力差和收缩差小的问题，且具有成本低、制备条件温和且能满足人们使用要求的特点。
为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片通过机械混合均匀，挤压，冷却，切粒，制得改性聚酯切片；
步骤2：将步骤1所得的改性聚酯切片与聚酰胺切片进行熔融并列复合纺丝，得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维；
步骤3：将步骤2所得的聚酰胺/改性聚酯初始纤维进行热水处理制得聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
进一步地，步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为3～10:10～17，优选为2:3。
进一步地，步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维的特性粘数为0.4～0.55。
进一步地，步骤1中涤纶的特性粘数为0.4～0.55。
进一步地，步骤2中改性聚酯切片与聚酰胺切片进行熔融并列复合纺丝的具体过程为：
步骤2.1：将改性聚酯切片依次经预结晶塔和干燥塔后，然后用双螺杆挤出机熔融挤出熔体A；
步骤2.2：将聚酰胺切片用另一台双螺杆挤出机熔融挤出熔体B；
步骤2.3：将步骤2.1所得的熔体A和步骤2.2所得的熔体B分别进入复合纺丝组件，依次经并列型复合喷丝板挤出、侧吹风及纺丝甬道冷却、第一热牵伸辊、第二热牵伸辊、第三热牵伸辊进行两道拉伸和热定型，再经上油辊上油剂，最后由卷绕机高速卷绕，即可得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维。
进一步地，步骤2.3中熔体A与熔体B的质量比为1～2:1～2，优选为1:1。
进一步地，步骤2中聚酰胺切片的相对粘度2.2～3.4，优选为2.75。
进一步地，步骤2中聚酰胺切片为尼龙6切片或尼龙66切片。
进一步地，步骤3中热水处理的温度为90-100℃。
进一步地，步骤3中热水处理的时长为20～40分钟，优选为30分钟。
本发明还提供上述制备方法制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
本发明具有以下优点：
1、本发明提供了一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，首先将阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片按比例共混制得改性聚酯切片，由于在改性聚酯中因阳离子染料可染聚酯切片中含有磺酸钠官能团，这是一种阴离子基团，可以与聚酰胺纤维上的-NH2+-和-NH3+等阳离子基团通过静电作用相互吸引，达到增强聚酰胺纤维与聚酯纤维之间界面结合力的目的，解决了聚酰胺和聚酯两个组分之间界面相容性差和粘合力差的问题；此外，本发明将低分子量的聚酯组分(特性粘度为0.4-0.55之间)与高分子量的聚酰胺组分(相对粘度为2.2-3.4)并列复合；低分子量的聚酯组分由于结晶速度快，取向低，导致其收缩低，而高分子量的聚酰胺由于结晶速度低，取向大，导致其收缩大，这样，两个组分之间就能够产生足够的收缩差，解决了酰胺和聚酯两个组分之间界面收缩差小的问题，从而保证得到能满足人们使用要求的弹性纤维；
2、本发明中的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维具有优良的染色性能，既可用酸性染料染色又可使用分散染料染色，而且使用酸性染料染色时只会选择性上染聚酰胺组分，聚酯组分不会沾色，避免了复合纤维脱色等问题；另外，聚酰胺组分本身手感，弹性较好，又因为使用了低分子量的聚酯，所以并列复合后聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维依然可以具有良好的手感和弹性；
3、本发明中使用的聚酯价格低廉，制成聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维后既保留其优良的力学性能又可以实现较低的生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：首先将充分干燥好的特性粘数0.5的PET，和特性粘数0.5的CDPET切片按质量比为3:2的比例在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机挤出，之后立即用冷水冷却铸带，再经切粒即可制得改性聚酯切片；
步骤2：将步骤:1制得的改性聚酯切片，依次经预结晶塔预结晶、干燥塔干燥后，用双螺杆挤出机熔融挤出熔体A；
尼龙6切片(相对粘度为2.75)用另一台双螺杆挤出机熔融挤出熔体B；
熔体A和熔体B按1:1的质量比分别进入复合纺丝组件，由其中的并列型复合喷丝板挤出、侧吹风及纺丝甬道冷却，然后经第一热牵伸辊、第二热牵伸辊、第三热牵伸辊进行两道拉伸和热定型，再经上油辊上油剂，最后由卷绕机卷绕，即可得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维；
步骤3：将步骤2所得的聚酰胺/改性聚酯初始纤维在温度为90℃的热水中煮30分钟，得到聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为99％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到5级。
实施例2
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为3:10，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为98％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
实施例3
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为3:17，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为96％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
实施例4
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为1:1，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为98％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4级。
实施例5
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为10:17，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为98％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
实施例6
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片的特性粘数0.4，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为97％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
实施例7
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中涤纶的特性粘数为0.4，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为97％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4级。
实施例8
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤2中聚酰胺切片的相对粘度为2.2，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为97％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
实施例9
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤2中尼龙6切片的相对粘度为3.4，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为98％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度好，达到4～5级。
对比例1
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为1:10，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为78％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度一般，达到3级。
对比例2
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维(CDPET)切片与涤纶(PET)切片的质量比为3:1，其余步骤及参数均相同。
本例制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率为80％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度一般，达到3级。
对比例3
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维的特性粘数为0.2，其余步骤及参数均相同。
本例由于两组分之间没有能够产生足够的收缩差导致聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率仅为55％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度较差，达到3级。
对比例4
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维的特性粘数为0.7，其余步骤及参数均相同。
本例由于两组分之间没有能够产生足够的收缩差导致聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率仅为60％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度较差，达到3级。
对比例5
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中涤纶的特性粘数为0.3，其余步骤及参数均相同。
本例由于两组分之间没有能够产生足够的收缩差导致聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率仅为71％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度较差，达到3级。
对比例6
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤1中涤纶的特性粘数为0.8，其余步骤及参数均相同。
本例由于两组分之间没有能够产生合适的收缩差导致聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维卷曲弹性率仅为75％，且采用酸性染料在90-100℃染色，染色皂洗牢度一般，达到3级。
对比例7
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤2中尼龙6切片的相对粘度为1.0，其余步骤及参数均相同。
本例由于尼龙6切片粘度太低，纺丝困难，不能得到聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
对比例8
本例提供一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，与实施例1的区别仅在于：步骤2中尼龙6切片的相对粘度为5.0，其余步骤及参数均相同。
本例由于尼龙6切片粘度高，纺丝困难，不能得到聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
对比例9
本例提供一种聚酰胺/聚酯并列复合弹性纤维及其制备方法，具体包括以下步骤：将特性粘数0.5的PET切片，依次经预结晶塔预结晶、干燥塔干燥后，用双螺杆挤出机熔融挤出熔体。相对粘度2.75的尼龙6切片用另一台双螺杆挤出机熔融挤出。两种熔体按50:50质量比，分别进入复合纺丝组件，由其中的并列型复合喷丝板挤出、侧吹风及纺丝甬道冷却，然后经第一热牵伸辊、第二热牵伸辊、第三热牵伸辊进行两道拉伸和热定型，再经上油辊上油剂，最后由卷绕机卷绕，即可得到聚酰胺/改性聚酯并列复合纤维。由于两组分之间没有粘合力，两个组分剥离开，不能得到并列复合弹性纤维。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：将阳离子染料可染性聚酯纤维切片与涤纶切片通过机械混合均匀，挤压，冷却，切粒，制得改性聚酯切片；
步骤2：将步骤1所得的改性聚酯切片与聚酰胺切片进行熔融并列复合纺丝，得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维；
步骤3：将步骤2所得的聚酰胺/改性聚酯初始纤维进行热水处理制得聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
2.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维切片与涤纶切片的质量比为3～10:10～17。
3.如权利要求2所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维切片与涤纶切片的质量比为2:3。
4.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中阳离子染料可染性聚酯纤维的特性粘数为0.4～0.55。
5.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中涤纶的特性粘数为0.4～0.55。
6.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中改性聚酯切片与聚酰胺切片进行熔融并列复合纺丝的具体过程为：
步骤2.1：将改性聚酯切片依次经预结晶塔和干燥塔后，然后用双螺杆挤出机熔融挤出熔体A；
步骤2.2：将聚酰胺切片用另一台双螺杆挤出机熔融挤出熔体B；
步骤2.3：将步骤2.1所得的熔体A和步骤2.2所得的熔体B分别进入复合纺丝组件，依次经并列型复合喷丝板挤出、侧吹风及纺丝甬道冷却、第一热牵伸辊、第二热牵伸辊、第三热牵伸辊进行两道拉伸和热定型，再经上油辊上油剂，最后由卷绕机高速卷绕，即可得到聚酰胺/改性聚酯初始纤维。
7.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中聚酰胺切片的相对粘度2.2～3.4。
8.如权利要求7所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中聚酰胺切片为尼龙6切片或尼龙66切片。
9.如权利要求1所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热水处理的温度为90-100℃。
10.采用权利要求1-9任一项所述的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维的制备方法制得的聚酰胺/改性聚酯并列复合弹性纤维。
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