CN113214471A

CN113214471A - 聚酰胺5x树脂及其制备方法和高强高模纤维

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Publication number: CN113214471A
Application number: CN202010071416.8A
Authority: CN
Inventors: 张强; 赵元博; 邵威; 杜伟; 秦兵兵; 刘修才
Original assignee: Cathay Wusu Biological Material Co ltd; Cathay R&D Center Co Ltd; CIBT America Inc
Current assignee: Cathay Wusu Biological Material Co ltd; Cathay R&D Center Co Ltd; CIBT America Inc
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2040-01-21
Also published as: CN113214471B

Abstract

本发明公开了一种聚酰胺5X树脂及其制备方法和高强高模纤维。所述的聚酰胺5X树脂不仅采用生物基来源的材料为主要原料，绿色环保，并且，通过引入分子量调节剂，制得分子量分布指数(PDI)为1.2～3.0的聚酰胺5X树脂，且含有所述聚酰胺5X树脂的纤维具有较高强度、弹性模量以及较低的雾度，能满足聚酰胺5X树脂在纺丝领域的应用。所述的聚酰胺5X树脂的制备方法简单，工艺参数易于控制，无需大型仪器协助，便于进行量化生产。

Description

聚酰胺5X树脂及其制备方法和高强高模纤维

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚酰胺5X树脂，及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺由于其优异的特性和熔融成型的容易程度，已被广泛用作衣料、产业材料、纤维或通用的工程塑料，和其它许多应用中，因而受到广泛关注。

分子量窄分布的聚酰胺在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，其粘度随剪切速率波动的变化较小，挤出量更容易稳定控制，特别适合一些要求低粘度、高流动性的成型方法。例如，在纺丝等应用方面需要将聚酰胺的分子量分布控制为窄分布，以提高喷丝口压力稳定性，确保喷出丝的细度均匀；对于高流动注射成型，分子量窄分布有利于降低制品的翘曲变形并改善制品的冲击性能；在不添加增透剂的情况下，分子量窄分布也有利于提高样品的透明性，降低雾度。

在一些领域如地毯丝及工业丝需要纤维具有高强高模以及较低的分子量分布宽度(PDI)等性能以满足需求，而常规的聚酰胺有一些存在不足之处，例如，当多分散指数(PDI)为约3.2时，分子量分布扩大，并且具有低分子量的聚合物链(具有较短的长度的聚合物链)的分布增加。但是这种低分子量聚合物链(具有较短的长度的聚合物链)存在于纺制的聚酰胺纤维的表层上，从而使表层内部的聚合物链的端部增加。因此，当拉伸聚酰胺纤维时，引起聚合物链的端部过早地断裂的缺陷，这又引起强度和弹性模量的劣化，无法满足需求，因此，调控聚酰胺树脂的分子量分布问题成为亟需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术和产品的不足，本发明提供了一种聚酰胺5X树脂及其制备方法和在制备高强高模纤维中的应用。本发明提供的聚酰胺5X树脂及其制备方法，通过引入分子量调节剂在分子量链中引入芳香族基团或长碳链脂肪族基团提高树脂纤维的高强度及高弹性模量，同时分子量调节剂中的单酸的调节作用可以控制树脂纤维的分子量及分子量分布宽度，进而调节调控树脂纤维力学性能及纺丝过程中熔体稳定性即纺况，从而满足市场需求。

本发明提供了一种聚酰胺5X树脂，所述聚酰胺PA5X树脂的原料中包含有脂肪二元酸20～80重量份、戊二胺20～80重量份、分子量调节剂0.1～3重量份，

其中，所述分子量调节剂可以为二酸、单酸或其混合物，

所述二酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸和二十烷二酸中的至少一种；

所述单酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、水杨酸、丙烯酸和苯甲酸中的至少一种；

优选地，所述分子量调节剂为二酸和单酸的混合物。

在本发明一些优选实施例中，所述分子量调节剂为对苯二甲酸、癸二酸、苯甲酸和丁酸中的至少两种。

在本发明一些优选实施例中，所述分子量调节剂为二酸0.05～1.8重量份和单酸0.03～1.2重量份。

在本发明一些优选实施方式中，所述聚酰胺PA5X树脂的原料包括戊二胺和二元酸，所述戊二胺可以为化学来源或者生物物质来源的戊二胺，优选为生物物质来源的1，5-戊二胺；和/或，

所述脂肪二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸和十八烷二酸中的一种，优选为己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸或十八烷二酸中的一种。

在本发明一些优选实施例中，所述聚酰胺5X树脂的分子量分布指数(PDI)为1.2～3.0，优选1.5～2.5；所述分子量分布指数为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测试得到，优选地，当聚酰胺5X树脂的多分散指数(PDI)在1.5～2.5的范围内时，分子量分布变窄，由此高分子量聚合物链(具有较长长度的聚合物链)的分布增加。此处，高分子量聚合物链(具有较长长度的聚合物链)存在于纺制的聚酰胺5X树脂纤维的表层上，并且当拉伸聚酰胺5X树脂纤维时，过早断裂而作为缺陷的聚合物的端部减少，从而极大地提高制备的聚酰胺5X树脂纤维的强度和弹性模量。

在本发明一些优选实施例中，所述单酸残基(Residue)的含量占聚酰胺5X树脂总质量的比例为0.01％～0.05％，优选0.02％～0.04％。

在本发明一些优选实施例中，所述聚酰胺5X树脂的数均分子量为30000～60000g/mol，所述数均分子量是使用凝胶渗透色谱(以下简称为GPC)，由在后述的实施例的测定条件下得到的各试样的洗脱曲线，根据由基线和洗脱曲线包围出的区域的面积而算出、并经过标准聚甲基丙烯酸甲酯(标准PMMA)换算而求出的。

本发明一个优选的技术方案，所述聚酰胺5X树脂的含水量为300～2000ppm，优选400～1500ppm。

本发明一个优选的技术方案，所述聚酰胺PA5X树脂的原料还包括抗氧化剂0.001～0.02重量份，优选地，所述抗氧化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、抗氧化剂H10、次亚磷酸锰、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙和次亚磷酸锌中的至少一种，最优选为次亚磷酸钠。

本发明一个优选的技术方案，所述聚酰胺PA5X树脂的原料中包含有脂肪二元酸30～60重量份、戊二胺20～60重量份、抗氧化剂0.001～0.018重量份，分子量调节剂0.08～2.5重量份，其中，所述分子量调节剂为二酸0.05～1.5重量份和单酸0.03～1.0重量份；

进一步优选，所述聚酰胺PA5X树脂的原料中包含有脂肪二元酸48～58重量份、戊二胺30～50重量份、抗氧化剂0.001～0.018重量份，分子量调节剂0.08～2.5重量份，其中，所述分子量调节剂为二酸0.05～1.5重量份和单酸0.03～1.0重量。

本发明中一些优选的实施方式中，所述分子量调节剂的质量为占所述聚酰胺PA5X树脂质量总数的0.08～2.0wt.％，其中二酸0.05～1.2wt.％，单酸0.03～0.8wt.％，例如，所述分子量调节剂的质量为占所述聚酰胺PA5X树脂0.3wt.％，其中，二酸0.2wt.％，单酸0.1wt.％，所述分子量调节剂的质量为占所述聚酰胺PA5X树脂0.8wt.％，其中，二酸0.5wt.％，单酸0.3wt.％，或所述分子量调节剂的质量为占所述聚酰胺PA5X树脂1.2wt.％，其中，二酸0.8wt.％，单酸0.4wt.％。

本发明中一些优选的实施方式中，所述聚酰胺5X树脂还包括添加剂。所述添加剂包括但不限于：偶联剂、扩链剂、耐热稳定剂、耐候剂、抗水解稳定剂、增强剂、增韧剂、颜料、光泽增强剂、染料、晶体成核剂、消光剂、增塑剂、抗静电剂、阻燃剂、催化剂和抗UV剂中的任意一种或多种的组合。

作为一种优选的实施方式，所述的聚酰胺树脂除了包括上述聚酰胺5X树脂之外，还可以包括质量为原料脂肪二元酸的总质量的0.1～1wt.％的添加剂。

具体地，添加剂选自偶联剂、增塑剂、扩链剂、抗水解稳定剂、增强剂、消光剂、消泡剂、阻燃剂、结晶成核剂、颜料中的一种或多种，且添加剂质量为原料二元酸的总质量的0.1～0.5wt.％。

此外，添加剂中的抗水解稳定剂、增强剂、消光剂、阻燃剂、结晶成核剂、颜料可以为本领域常规采用的物质和试剂，只要对本发明的聚酰胺树脂的作用不产生不利影响即可。

本发明一个优选的技术方案，所述聚酰胺5X树脂的黄色指数YI值为1.0～5.0，优选为1.0～3.0。

本发明一个优选的技术方案，所述聚酰胺5X树脂的端氨基含量为20～70mol/ton，优选为30～60mol/ton。

在本发明一些优选实施方式中，所述聚酰胺PA5X树脂的相对粘度为1.5～3.9，进一步优选为1.5～3.2。

在本发明一些优选实施方式中，根据ASTM D 1003方法测试，所述聚酰胺PA5X树脂的雾度小于等于35％，进一步优选地，小于等于30％。

本发明提供了一种制备所述聚酰胺5X树脂的方法，所述方法包括以下步骤：

将脂肪二元酸和1,5-戊二胺在分子量调节剂的存在下进行酰胺化反应得到聚酰胺树脂熔体，熔体出料之后，拉条切粒，得到聚酰胺PA5X树脂。

根据本发明的一种优选实施方式，所述聚酰胺PA5X树脂的原料还包括抗氧化剂，具体的，所述抗氧化剂可以在各个阶段加入到原料中，例如，酰胺化反应开始之前，向反应釜中加入抗氧化剂。

根据本发明的一种优选实施方式，所述方法包括以下步骤：

(1)氮气条件下，将脂肪二元酸、分子量调节剂和水混合后加入1,5-戊二胺，制成尼龙盐溶液；

(2)将尼龙盐溶液转移至浓缩釜中浓缩，控制浓缩釜压力在0.6MPa～1.3MPa；

(3)将浓缩后的尼龙盐溶液转入聚合釜中，加热，反应体系内压力升至0.4～2.0Mpa，时间控制在1.5h～2.0h，排气，保压，使保压结束时反应体系的温度为230℃～265℃，再降压使反应体系内压力降至0～0.2MPa(表压)，且降压结束后反应体系的温度为245℃～280℃，抽真空，得到聚酰胺熔体；

(4)将步骤(3)所得的熔体出料，拉条切粒。

优选地，步骤(1)中，所述1,5-戊二胺和脂肪二元酸的摩尔比为(1～1.05)：1。

优选地，步骤(1)中，将1,5-戊二胺、脂肪二元酸和水混合均匀所制备成的尼龙盐溶液的浓度为55～65wt.％，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比。

优选地，步骤(1)中，还包括加入抗氧剂，分子量调节剂，混合均匀后，调节所述的盐溶液pH值为8.30～9.00。

优选地，步骤(1)中，所述的抗氧化剂为提高聚酰胺切片的抗老化性能，所述抗氧化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、抗氧化剂H10、次亚磷酸锰、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙和次亚磷酸锌中的至少一种，最优选为次亚磷酸钠。

在本发明一些优选实施方式中，本发明所述的聚酰胺5X树脂聚合时，所述抗氧化剂的添加量优选为10～200质量ppm，更优选为10～100质量ppm，所述添加量为相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量。

进一步地，添加适量的含刚性链的分子量调节剂有利于增加聚酰胺5X树脂中刚性基团的含量，从而聚酰胺5X树脂纤维的断裂强度及模量，添加适量的含柔性链的分子量调节剂有利于增强聚酰胺5X树脂纤维的断裂伸长率，纤维的柔软度提高，同时单酸的分子量调节剂有助于调节树脂的分子量及分子量分布宽度，提高树脂纤维的力学性能及纺丝稳定性。

步骤(2)中，所述尼龙盐溶液在浓缩釜中的浓缩为使尼龙盐溶液通过浓缩釜的蒸发器的表面时以很薄的液层流过，尼龙盐溶液很快离开蒸发器的热表面，尼龙盐溶液在短时间内就可以得到汽化、浓缩，即加热溶液使部分水分挥发，尼龙盐溶液中溶质的浓度增大的过程，可以提高聚合时聚合度及分子量分布宽度，提高聚酰胺5X树脂的力学性能。

步骤(2)中，所述浓缩步骤的温度在120～150℃，时间在1.5h～3.5h。

优选地，步骤(3)中，所述的抽真空为相对真空度为-0.01Mpa～-0.09Mpa，真空时间维持15～75min，真空结束温度控制在265～275℃，

优选地，步骤(4)中，所述切粒在水中进行，水温为20℃～50℃，滚轴的转速为500～800rpm，切粒的时间为20～45min。

本发明另一方面，提供了一种纤维，所述纤维采用以上述聚酰胺5X树脂为原料制备。

在一些优选实施例中，所述纤维的断裂强度为2.5～5.2cN/dtex，优选地，为3～5.2cN/dtex；和/或，

在一些优选实施例中，所述纤维的断裂伸长率为27％～50％，优选地，为30％～50％；和/或，

在一些优选实施例中，所述纤维的沸水收缩率为12.0％～22.0％，进一步优选为12％～20.0％。

在一些优选实施例中，所述纤维的线密度为85.0～130.5dtex，进一步优选为97.0～130.5dtex。

在一些优选实施例中，所述纤维的初始模量为20～55cN/dtex，进一步优选为25～40cN/dtex。

本发明另一方面，提供了一种制备上述纤维的方法，所述方法包括如下步骤：

(d1)将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体；

(d2)将所述聚酰胺5X熔体进行纺丝，形成初生丝；

(d3)对所述初生丝进行拉伸、卷曲、松弛热定型之后，切断，得到聚酰胺5X纤维。

步骤(d2)中，所述的纺丝包括如下步骤：将聚酰胺5X熔体通过喷丝板的喷丝孔喷出后冷却形成所述初生丝；

其中，喷丝板的孔数可以为60～2000孔；和/或，

所述冷却通过侧吹风进行冷却，风温为15～32℃，风湿为30.0％～70.0％，风速为0.2～0.5m/s。

步骤(d3)中，所述的拉伸的过程包括如下步骤：初生丝经过喂入辊牵引向集束架进行拉伸；在本发明一些优选实施例中，所述的拉伸优选为一级拉伸～四级拉伸，拉伸过程中，各级总拉伸倍数为1.0～4.0倍；其中，一级拉伸倍数占总拉伸倍数的比例为50～90％，其余各级拉伸倍数占总拉伸倍数的比例为10～50％；和/或，

所述拉伸时的温度为50～150℃。

卷曲的过程为拉伸后得到的原生丝进入卷绕机，卷绕机的卷绕速率为2500～4000m/min。

与现有技术相比，本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明所合成的聚酰胺5X具有较窄的分子量分布，较低的黄色指数，以及优异的弯曲强度、拉伸强度等性能。

2、本发明的聚酰胺5X的制备方法简单，工艺参数易于控制，无需大型仪器协助，便于进行量化生产；

3、本发明的纤维具有优异的断裂伸长率、断裂强度、初始模量，在纺纱过程中的断纱次数较少。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

1、相对粘度ηr的检测方法

乌氏粘度计浓硫酸法：准确称量干燥后的聚酰胺样品0.5±0.0002g，加入50mL浓硫酸(98％)溶解，在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸流经时间t₀和聚酰胺溶液流经时间t。

相对粘数计算公式：

相对粘度ηr＝t/t₀

其中：t：溶液流经时间；t₀：溶剂流经时间。

含水率：取1g树脂样品，利用卡尔费休水分测定仪测定，检测温度200℃，检测时间20min。

2、端氨基含量测定：

利用三氟乙醇溶解样品后，分别用盐酸标准液和氢氧化钠标准液滴定，并计算。

3、含水率测试方法：

取1g树脂样品，利用卡尔费休水分测定仪测定，检测温度200℃，检测时间20min。

4、分子量、分子量分布宽度的检测方法：

由使用凝胶渗透色谱(GPC)得到的各试样的洗脱曲线(纵轴：由检测器得到的信号强度、横轴：洗脱时间)，根据标准样品聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)定标计算出洗脱曲线中主峰(聚合物峰)的数均分子量(Wn)及重均分子量(Wm)，分子量分布宽度PDI为重均分子量(Wm)/数均分子量(Wn)；

PDI＝Wm/Wn

测定在下述条件下进行。

检测器：RI检测器

色谱柱：2x PSS 7μ PFG Linear M column 300x 8.0mm溶剂：以0.05摩尔/L的浓度含有三氟乙酸钠的六氟异丙醇

温度：40℃

流速：1mL/min

注入量：100μL

浓度：3～5g/L

试样制备：在含有0.01摩尔/L三氟乙酸钠的六氟异丙醇中，以按聚酰胺树脂换算为0.5mg/mL的方式秤量各实施例等中得到的聚酰胺树脂或聚酰胺树脂组合物，并于室温下搅拌1小时而使其溶解，利用疏水性膜滤器(孔径0.22μm)过滤所得溶液，制备了试样。

PMMA标准试样：使用Fluka制备的STANDARD81506-1EA(数均分子量范围:500～27000000)制作了标准洗脱曲线(校正曲线)。

5、黄色指数(YI)

按照HG/T 3862测试。

6、雾度

根据ASTM D 1003方法测试，测定设备使用来自测试仪(商品名：CI7600，美国爱色丽X-rite)透光率值以入射光量的％表示。

7、线密度

按照GB/T 14343-2008测定。

8、初始模量

按照GB/T 14344-2008测定。

9、断裂伸长率

按照GB/T 14337测定。

10、断裂强度

按照GB/T 14337测定。

11、沸水收缩率

按照GB/T 6505-2008测定。

12、断纱次数

计数通过纺丝和拉伸形成100千克细丝时发生的断纱次数。较少断纱次数被认为是指更好的可纺性。

13、沸水处理后的强度

在98℃下沸水处理30分钟后，按照GB/T 14337测定。

1,5-戊二胺、癸二酸、十六烷二酸购自凯赛(金乡)生物材料有限公司，己二酸购自国药集团化学试剂有限公司。其他原材料、试剂均是可以通过文献公知的方法制得的，或者是可以通过商业购得的。

实施例1

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂对苯二甲酸和苯甲酸与水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂对苯二甲酸0.2％、苯甲酸0.1％(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.36。

(2)将尼龙盐溶液转移至浓缩釜中，控制浓缩釜压力为0.8MPa，温度为135℃，时间在2.0h；

(3)将浓缩后的溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为243℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为268℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间30min，真空后的温度为273℃。

(4)熔融出料，拉条切粒，得聚酰胺56切片；所述切粒在水中进行，水温为25℃，滚轴的转速为500rpm，切粒的时间为20min。

对得到的聚酰胺56树脂进行相对粘度测试，结果为2.76。端氨基测试结果为52.3mol/ton；黄色指数YI结果为1.2；通过GPC测试方法，得聚酰胺56树脂的数均分子量(Wn)为54123、重均分子量(Wm)为97420、分子量分布宽度(PDI)为1.8；并且对聚酰胺56树脂采用ISO 527-2方法测试拉伸强度108.6Mpa，按ISO 178方法测试弯曲强度128.5Mpa，按ISO180-2001方法测试缺口冲击强度(23℃)6.8KJ/m²，测试结果见表1。

实施例2

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂对苯二甲酸和苯甲酸与水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂对苯二甲酸0.5％、苯甲酸0.3％(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.90。

(2)将尼龙盐溶液转移至浓缩釜中，控制浓缩釜压力为0.8MPa，温度为138℃，时间在2.1h；

(3)将上述溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为241℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为266℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间60min，真空后的温度为274℃。

(4)熔融出料，拉条切粒，得聚酰胺56切片；所述切粒在水中进行，水温为25℃，滚轴的转速为500rpm，切粒的时间为22min。

对得到的聚酰胺56树脂进行相关测试，测定结果见表1。

实施例3

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂癸二酸和丁酸与水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂癸二酸0.8％、0.4％丁酸(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.33。

(2)将尼龙盐溶液转移至浓缩釜中，控制浓缩釜压力为0.8MPa，温度为136℃，时间在2.0h；

(3)将上述溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为242℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为264℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间30min，真空后的温度为274℃。

对得到的聚酰胺56树脂进行相关测试，测定结果见表1。

实施例4

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂对苯二甲酸和水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂对苯二甲酸0.2％(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.36。

(2)将尼龙盐溶液转移至浓缩釜中，控制浓缩釜压力为0.8MPa，温度为138℃，时间在2.0h；

(3)将上述溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为241℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为266℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间30min，真空后的温度为274℃。

对比例1

(1)氮气条件下，将1,5-戊二胺、己二酸和水混合均匀，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的

(2)将上述溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为243℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为268℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间30min，真空后的温度为273℃。

(3)熔融出料，拉条切粒，得聚酰胺56切片；所述切粒在水中进行，水温为25℃，滚轴的转速为500rpm，切粒的时间为20min。

对得到的聚酰胺56树脂进行相关测试，测定结果见表1。

对比例2

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂苯二甲酸和苯甲酸与水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂苯二甲酸1.6％、苯甲酸0.1％(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.36。

对得到的聚酰胺56树脂进行相关测试，测定结果见表1。

对比例3

(1)氮气条件下，将己二酸、分子量调节剂苯二甲酸和苯甲酸与水混合均匀后缓慢加入1,5-戊二胺，使其完全溶解，制成澄清透明尼龙盐溶液，其中，1,5-戊二胺、己二酸的摩尔比例为1.05:1，制得50wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比，然后向尼龙盐中加入次亚磷酸钠50质量ppm、分子量调节剂苯二甲酸0.2％、苯甲酸1.1％(相对于尼龙盐溶液中尼龙盐的质量)，混合均匀后，调节尼龙盐溶液的pH值为8.36。

对比例4

(2)将尼龙盐液转移至聚合釜中，溶液加热，反应体系内压力升至1.8Mpa，时间控制在1.5h，排气，保压，保压结束时反应体系的温度为243℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.005MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为268℃，降压用时1小时。抽真空维持在-0.05Mpa，抽真空时间30min，真空后的温度为273℃。

实施例5～8

参照实施例1中同样的条件，按照表格中的比例加入反应原料，进行反应，得到聚酰胺树脂。

表1

应用例

将实施例1～8和用对比例1～4的按照下述方法进行纺丝制得应用例1～8和应用对比例1～4。

聚酰胺5X树脂通过加料器加入纺丝设备中，经过单螺杆均匀分配到纺丝组件中，纺丝箱温度为280℃。经喷丝板喷出而成为熔体细流，喷丝板孔径为0.35mm，长度为0.7mm，孔数为72孔。经过侧吹风装置冷却成型，侧吹风装置的风温21℃，风湿65％，风速0.3m/s。冷却成形的丝束经过纺丝甬道后，经上油装置集束上油，被牵引到第一导丝辊，以一定的速度将丝条从喷丝板落下，得到预取向丝(POY)，预取向丝条自第一导丝出来后被牵引到第二导丝辊，卷取速度为2700m/min，再经倍率为1.5的拉伸后，后续导丝辊最高温度设为140℃，在卷绕机上卷绕成丝饼，制成尼龙5X全拉伸长丝(FDY)，所采用的卷绕速率为4000m/min。

应用对比例5

参照CN102046859A《聚酰胺56细丝、含有它们的纤维结构、以及气囊织物》中实施例1中方法制备的聚酰胺56细丝，测试结果见表2。

应用对比例6

参照CN104562271B《尼龙纤维及其制备方法》中实施例4中方法制备的FDY，测试结果见表2。

分别将制得的应用例1～8和应用对比例1～6的全拉伸长丝的性能按照GB/T14343-2008等进行测试，测试结果见表2。

表2

由表1和2可知：

(1)由实施例1～8与对比例1～4可以看出，由于实施例中的分子调节剂的引入。使聚合得到的树脂具有优良的颜色，黄色指数明显降低，当控制聚酰胺5X树脂的分子量在一定范围内，分子量分布宽度较小有利于使聚酰胺5X树脂的纺丝性能大大提高。而对比例中分子量调节剂超出范围内则无法精确控制聚合，导致制得的聚酰胺的纺丝性能较差。此外，对比实施例1和对比例4，可以看出浓缩后聚合得到的树脂性能更加优异。

(2)由应用例1～8与应用对比例1～4可以得出，分子调节剂的引入使得聚酰胺5X树脂制备的纤维具有高强度及高模量的性能，可以满足使用时的性能要求；且在纺丝过程中，聚酰胺5X树脂表现出优良的稳定性，出现的断纱次数明显减少，同时沸水后强度保持明显提高，降低程度明显减小。

除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。

本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims

1.一种聚酰胺5X树脂，其特征在于，所述聚酰胺PA5X树脂的原料中包含有脂肪二元酸20～80重量份、戊二胺20～80重量份、分子量调节剂0.1～3重量份，

其中，分子量调节剂可以为二酸、单酸或其混合物，

所述单酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、水杨酸、丙烯酸和苯甲酸中的至少一种。

2.如权利要求1所述的聚酰胺5X树脂，其特征在于，

所述脂肪二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸和十八烷二酸中的一种，优选为己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸或十八烷二酸中的一种；和/或，

所述分子量调节剂为二酸和单酸的混合物，所述分子量调节剂为二酸0.05～1.8重量份和单酸0.03～1.2重量份；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的分子量分布指数为1.2～3.0，优选1.5～2.5；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的数均分子量为30000～60000g/mol。

3.如权利要求1所述的聚酰胺5X树脂，其特征在于，

所述聚酰胺PA5X树脂的原料中包含有脂肪二元酸30～60重量份、戊二胺20～60重量份、抗氧化剂0.001～0.018重量份，分子量调节剂0.08～2.5重量份，其中，所述分子量调节剂为二酸0.05～1.5重量份和单酸0.03～1.0重量份；和/或，

所述聚酰胺PA5X树脂的原料还包括抗氧化剂0.001～0.02重量份，优选地，所述抗氧化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、抗氧化剂H10、次亚磷酸锰、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙和次亚磷酸锌中的至少一种，最优选为次亚磷酸钠。

4.如权利要求1所述的聚酰胺5X树脂，其特征在于，所述分子量调节剂的质量为占所述聚酰胺PA5X树脂质量总数的0.08～2.0wt.％，其中二酸0.05～1.2wt.％，单酸0.03～0.8wt.％；和/或，

所述聚酰胺5X树脂还包括添加剂，所述添加剂包括但不限于：偶联剂、扩链剂、耐热稳定剂、耐候剂、抗水解稳定剂、增强剂、增韧剂、颜料、光泽增强剂、染料、晶体成核剂、消光剂、增塑剂、抗静电剂、阻燃剂、催化剂和抗UV剂中的任意一种或多种的组合。

5.如权利要求1所述的聚酰胺5X树脂，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂的黄色指数YI值为1.0～5.0，优选为1.0～3.0；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的端氨基含量为20～70mol/ton，优选为30～60mol/ton；和/或，

所述聚酰胺PA5X树脂的相对粘度为1.5～3.9，进一步优选为1.5～3.2；和/或，

根据ASTM D 1003方法测试，所述聚酰胺PA5X树脂的雾度小于等于35％。

6.一种制备如权利要求1～5中任意一项所述聚酰胺5X树脂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(4)将步骤(3)所得的熔体出料，拉条切粒。

8.一种纤维，其特征在于，所述纤维采用如权利要求1～5中任意一项所述聚酰胺5X树脂为原料制备。

9.如权利要求8所述的纤维，其特征在于，

所述纤维的断裂强度为2.5～5.2cN/dtex，优选地，为3～5.2cN/dtex；和/或，

所述纤维的断裂伸长率为27％～50％，优选地，为30％～50％；和/或，

所述纤维的沸水收缩率为12.0％～22.0％，进一步优选为12％～20.0％；和/或，

所述纤维的线密度为85.0～130.5dtex，进一步优选为97.0～130.5dtex；和/或，

所述纤维的初始模量为20～40cN/dtex，进一步优选为25～40cN/dtex。

10.一种制备如权利要求8或9所述纤维的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(d1)将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体；

(d2)将所述聚酰胺5X熔体进行纺丝，形成初生丝；