CN114164522A - 一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法,涉及聚酯纤维材料技术领域。本发明提供的一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法,通过将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂酯化反应后进行缩聚得到可结晶聚酯皮层材料;将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后进行缩聚得到嵌段共聚酯芯层材料;将可结晶聚酯皮层材料与嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维,可解决现有技术皮芯复合聚酯纤维服饰在大形变下无法具备良好抗形变性能的技术问题,达到提高皮芯复合聚酯纤维服饰抗形变性能的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯纤维材料技术领域,特别涉及一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
化学纤维是纺织工业的基础材料,化学纤维产量近年来快速发展,2020年中国化纤总量已经达到6000万吨以上。同时终端的消费不断升级,要求化学纤维在制造过程中通过原料、技术等方面的创新不断赋予产品功能性。复合纤维是在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维。它是20世纪60年代发展起来的物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维。有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维,纤维截面有圆形和异形。纤维具有三维立体卷曲、高蓬松性和覆盖性。两组分以皮芯形式排布的复合纤维为皮芯复合纤维,目前广泛应用在产业用、纺织服装材料中。
现有的皮芯复合聚酯纤维的研究与公开的资料报道主要集中在两大方面:1、借助皮芯复合的制造方法,皮芯复合纤维具有良好的弹性卷曲性能,赋予产品蓬松以及通过皮层改性形成低熔点皮芯复合纤维,重点是选择生物基或循环再利用的方式获得皮层或者芯层材料;2、对皮层或芯层进行功能化改性,通过皮芯复合纺丝形成功能性的纤维,包括了防辐射、吸湿可染、导电等。比如,中国发明专利CN202110219195.9、中国发明专利CN202011469322.2等围绕皮芯复合纤维中两组分原料的制备方面,公开资料中报道了生物基聚酯、循环再利用聚酯以及与其它种类的聚合物进行皮芯复合。中国发明专利CN201811591759.6、中国发明专利CN202011296812.7、中国发明专利CN201910598241.3、中国发明专利CN202010590162.0等专利是在不同种类的聚酯皮芯复合纤维研究基础上,目前集中在通过皮芯复合方式实现纤维功能化。
在实现本发明的过程中,发明人发现相关技术存在以下问题:
现有皮芯复合聚酯纤维在服饰抗形变方向的研究较少,皮芯复合弹性纤维与人体在穿着过程中所发生的形变舒适性结合未见报道。人体在穿着过程因运动、行走等因素均要发生形变尤其是在瑜伽等运动中发生大形变时,现有的弹性纤维会有较强烈的束缚感,影响肢体伸展,产生紧绷不适的感觉。这是因为常见的聚酯纤维玻璃化一般均高于人体体温,人体发生肢体运动纤维发生形变是在玻璃化温度之前进行的,此时聚酯纤维分子链和链段都不能运动,只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动。这样的情况会导致人体受到强烈的压迫感,造成不适。与此相反的是氨纶(聚氨酯,软硬段形成的嵌段共聚物)具有优异的弹性,但是聚氨酯中软链段的玻璃化转变温度远低于人体温度(零下)导致其在低温下就会发生大形变,且尺寸不稳定,力学强度较低无法直接形成服装进行使用,一般是与其它种类的纤维进行混合使用。可见,现有皮芯复合聚酯纤维制备所得服饰在大形变下并不具备良好抗形变性能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法,用于解决现有技术存在的皮芯复合聚酯纤维服饰在大形变下无法具备良好抗形变性能的技术问题,从而达到提高皮芯复合聚酯纤维服饰抗形变性能的技术效果。本发明的技术方案如下:
根据本发明实施例的第一个方面,提供一种恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂进行酯化反应后得到第一酯化产物,将所述第一酯化产物进行第一预缩聚和第一终缩聚,得到可结晶聚酯皮层材料,所述第一二元醇为摩尔比1:0.01-0.10的双官能团二元醇与多羟基醇形成的混合醇,所述第一二元酸与所述第一二元醇的摩尔比为1:1.1~2.0;酯化反应工序的温度为180~240℃,压力为0.01~0.5MPa,时长2~4h;第一预缩聚工序的温度为220~260℃,压力为0.5~1.0Kpa,时长为0.5~2.5h;第一终缩聚工序的温度为240~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h;
将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后得到第二酯化产物,将所述第二酯化产物进行第二预缩聚和第二终缩聚,得到嵌段共聚酯芯层材料,所述第二二元酸与所述第二二元醇的摩尔比为1:1.1~1.5;酯化反应工序的温度为2000~260℃,压力为0.01~0.5Mpa,时长为2~4h;第二预缩聚工序的温度为240~270℃,压力为0.5~1.0Kpa,时长为0.5~2.5h;第二终缩聚工序的温度为260~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h;
将所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维。
优选的,所述纳米氧化锌粉体的制备方法包括:
按照1mol硬脂酸与5000L氢氧化钠水溶液的比例,在90℃水浴条件下将所述硬脂酸溶于所述氢氧化钠水溶液得到混合液,所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1mol/L;
将醋酸锌水溶液于90℃下经磁力搅拌滴加至所述混合液后,保持90℃水浴条件反应0.5~3h,得到沉淀反应产物,所述醋酸锌水溶液的浓度为0.1mol/L,所述醋酸锌水溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为5:11;
将所述沉淀反应产物经过离心、乙醇三次洗涤后再用去离子水清洗除去副产物,再送入105℃真空干燥箱中干燥12h,得到纳米氧化锌粉体。
优选的,所述第一二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中至少一种;所述双官能团二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、戊二醇、己二醇中的一种;所述多羟基醇为丙三醇、季戊四醇、山梨醇中的一种。
优选的,所述第二二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、呋喃二甲酸中至少一种;所述第二二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇中至少一种。
优选的,所述多臂聚乙二醇的相对数均分子量为200~8000g/mol,添加量为所述第二二元酸质量的40~80%。
优选的,所述纳米氧化锌粉体平均粒径为20~100nm,添加量为所述第一二元酸质量的100~1000ppm。
优选的,所述嵌段共聚酯芯层材料的特性粘度为0.70~0.90dL/g,具有双玻璃化转变温度,所述嵌段共聚酯芯层材料的聚醚链段玻璃化转变温度为30~40℃,聚酯链段玻璃化转变温度为60~80℃。
优选的,所述第一催化剂、所述第二催化剂为乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯、乙二醇钛和钛酸四异丙酯中至少一种。
优选的,所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料的质量比为2:8~8:2,所述恒压高形变复合聚酯纤维单丝纤度范围为2~20dtex,在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变为20~60%,100次拉伸回复形变回复率为90%-95%;断裂强度≥2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率≥2.0%,体积比电阻为108~1010Ω·cm。
根据本发明实施例的第二个方面,提供一种恒压高形变复合聚酯纤维,其特征在于,所述恒压高形变复合聚酯纤维由上述任一所述的恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明提供的一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法具有以下优点:
(1)本发明提供的恒压高形变复合聚酯纤维皮层为可结晶聚酯、芯层为嵌段共聚酯,虽改性组分存在差异,但皮芯组分均属于聚酯类,两者在熔融接触过程中含有的酯键发生酯交换从而形成界面的结合力,不会出现界面分离的现象,良好的界面相容性实现复合聚酯纤维在拉伸过程中同步拉伸取向,复合纤维的强度会提升,保证了良好的力学强度。
(2)本发明恒压高形变复合聚酯纤维的皮层为第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体制备成的可结晶聚酯,其中第一二元醇是双官能团二元醇与多羟基醇组成,在与第一二元酸反应中所形成的聚酯规整度下降,可以调控熔点变化,同时多羟基醇中的多官能团发生微交联反应,在共聚酯中形成交联点结构,在所制备的纤维发生大形变时可以调控其弹性回复性,解决多次大形变应用下不会发生回复性下降的问题;引入的纳米氧化锌具有催化活性,促进了聚酯聚合过程,同时针对聚酯结晶性能下降的问题,纳米氧化锌可以起到异相成核的作用,防止皮层在干燥中因为结晶性能下降所造成的粘结无法使用,此外,纳米氧化锌具有电荷逸散的作用,均匀分散在皮层中形成连续的导电通路,提升了复合纤维抗静电性。
(3)恒压高形变复合聚酯纤维的芯层为第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇聚合制备得到的嵌段共聚酯。多臂聚乙二醇可以通过酯交换的方式进入聚酯主链形成嵌段共聚物,嵌段共聚物的结构通过多臂聚乙二醇相对分子量大小及添加量进行精确调控,所制备的嵌段共聚酯具有双玻璃化转变温度,其中聚醚链段的玻璃化转变温度为30~40℃,与人体皮肤表面的温度一致,可以实现在穿着过程因人体发生肢体运动时实现同步的形变且所产生的束缚力在0.5~1.0cN/dtex,不会产生紧绷不适感。聚酯链段的玻璃化转变温度为60~80℃,高于人体皮肤表面的温度,起到保形的作用,同时多臂聚乙二醇是良好的亲水性组分,在反应中多臂中的两臂发生反应,剩余部分因为空间位阻不发生反应,具有较强的吸湿性,在芯层中可以提高复合聚酯纤维的吸湿性,进一步强化抗静电性。
综上所述,本发明提供的一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法,通过将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂酯化反应后进行缩聚得到可结晶聚酯皮层材料; 将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后进行缩聚得到嵌段共聚酯芯层材料;将可结晶聚酯皮层材料与嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维,可解决现有技术皮芯复合聚酯纤维服饰在大形变下无法具备良好抗形变性能的技术问题,达到提高皮芯复合聚酯纤维服饰抗形变性能的技术效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法的方法流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种纳米氧化锌粉体的制备方法的方法流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种恒压高形变复合聚酯纤维的纤维截面示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法的方法流程图,其特征在于,该恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法,包括:
步骤100:将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂进行酯化反应后得到第一酯化产物,将所述第一酯化产物进行第一预缩聚和第一终缩聚,得到可结晶聚酯皮层材料。
其中,所述第一二元醇为摩尔比1:0.01-0.10的双官能团二元醇与多羟基醇形成的混合醇,所述第一二元酸与所述第一二元醇的摩尔比为1:1.1~2.0;酯化反应工序的温度为180~240℃,压力为0.01~0.5MPa,时长2~4h;第一预缩聚工序的温度为220~260℃,压力为0.5~1.0KPa,时长为0.5~2.5h;第一终缩聚工序的温度为240~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h。
优选的,所述纳米氧化锌粉体的制备方法如图2示出的方法流程图所示,具体包括:
步骤110:按照1mol硬脂酸与5000L氢氧化钠水溶液的比例,在90℃水浴条件下将所述硬脂酸溶于所述氢氧化钠水溶液得到混合液,所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1mol/L。
步骤120:将醋酸锌水溶液于90℃下经磁力搅拌滴加至所述混合液后,保持90℃水浴条件反应0.5~3h,得到沉淀反应产物,所述醋酸锌水溶液的浓度为0.1mol/L,所述醋酸锌水溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为5:11。
步骤130:将所述沉淀反应产物经过离心、乙醇三次洗涤后再用去离子水清洗除去副产物,再送入105℃真空干燥箱中干燥12h,得到纳米氧化锌粉体。
经过步骤110~130后,可得到硬脂酸修饰的纳米氧化锌粉体。
步骤200:将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后得到第二酯化产物,将所述第二酯化产物进行第二预缩聚和第二终缩聚,得到嵌段共聚酯芯层材料。
所述第二二元酸与所述第二二元醇的摩尔比为1:1.1~1.5;酯化反应工序的温度为2000~260℃,压力为0.01~0.5MPa,时长为2~4h;第二预缩聚工序的温度为240~270℃,压力为0.5~1.0KPa,时长为0.5~2.5h;第二终缩聚工序的温度为260~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h。
步骤300:将所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维。
在一种可能的实施方式中,本发明制备所得恒压高形变复合聚酯纤维的纤维截面示意图可以如图3所示。
优选的,所述第一二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中至少一种;所述双官能团二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、戊二醇、己二醇中的一种;所述多羟基醇为丙三醇、季戊四醇、山梨醇中的一种。
优选的,所述第二二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、呋喃二甲酸中至少一种;所述第二二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇中至少一种。
优选的,所述多臂聚乙二醇的相对数均分子量为200~8000g/mol,添加量为所述第二二元酸质量的40~80%。
优选的,所述纳米氧化锌粉体平均粒径为20~100nm,添加量为所述第一二元酸质量的100~1000ppm。
优选的,所述嵌段共聚酯芯层材料的特性粘度为0.70~0.90dL/g,具有双玻璃化转变温度,所述嵌段共聚酯芯层材料的聚醚链段玻璃化转变温度为30~40℃,聚酯链段玻璃化转变温度为60~80℃。
优选的,所述第一催化剂、所述第二催化剂为乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯、乙二醇钛和钛酸四异丙酯中至少一种。
优选的,所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料的质量比为2:8~8:2,所述恒压高形变复合聚酯纤维单丝纤度范围为2~20dtex,在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变为20~60%,100次拉伸回复形变回复率为90%-95%;断裂强度≥2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率≥2.0%,体积比电阻为108~1010Ω·cm。
为了更好地说明本发明提供的恒压高形变复合聚酯纤维的有益效果,示出本发明实施例制备所得恒压高形变复合聚酯纤维与对应对比例1、2、3进行性能对比说明如表一所示。
产品型号 | 材料组成 | 测试结果 |
本发明 | 按照皮芯组分质量复合比为1:1,由本发明的可结晶聚酯皮层材料与嵌段共聚酯芯层材料皮芯复合纺丝制备得到恒压高形变复合聚酯纤维。 | 本发明制备的恒压高形变复合聚酯纤维在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变为20~60%,断裂强度≥2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率≥2.0%,体积比电阻为10<sup>8</sup>~10<sup>10</sup>Ω·cm,100次拉伸回复形变回复率90%-95%。 |
对比例1 | 按照皮芯组分质量复合比为1:1,由本发明提供的可结晶聚酯皮层材料与常规聚酯芯层材料复合纺丝制备得到皮芯复合聚酯纤维。 | 皮芯复合聚酯纤维在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变<20%,断裂强度≥2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率0.4~0.6%,体积比电阻为10<sup>9</sup>~10<sup>10</sup>Ω·cm。 |
对比例2 | 按照皮芯组分质量复合比为1:1,由常规聚酯皮层材料与本发明提供的嵌段共聚酯芯层材料复合纺丝制备得到皮芯复合聚酯纤维。 | 皮芯复合聚酯纤维在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变为20~40%,断裂强度<2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率≥2.0%,体积比电阻为10<sup>9</sup>~10<sup>10</sup>Ω·cm。 |
对比例3 | 按照皮芯组分质量复合比为1:1,由常规的不同粘度的聚酯材料作为皮层材料和芯层材料进行皮芯复合纺丝制备得到皮芯复合聚酯纤维。 | 皮芯复合聚酯纤维在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex时纤维的形变<20%,断裂强度<2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率0.4%,体积比电阻为10<sup>10</sup>~10<sup>12</sup>Ω·cm。 |
表一
显然通过表一可知,本发明提供的恒压高形变复合聚酯纤维通过皮层材料和芯层材料的创造性选用,经改进的制备工艺使得皮芯复合聚酯纤维能够具有良好抗形变性能同时,还能够具备良好的抗静电性,而现有皮芯复合聚酯纤维并不具备良好抗形变性能。本发明所制备的恒压高形变复合聚酯纤维可应用于瑜伽服、运动服等容易发生较大形变的服饰材料,满足大形变下无压缩紧绷感且可以实现高弹性回复,同时具有良好的吸湿、抗静电性,极大提升服用舒适性,其具体性能原理及技术效果如下:
(1)本发明提供的恒压高形变复合聚酯纤维皮层为可结晶聚酯、芯层为嵌段共聚酯,虽改性组分存在差异,但皮芯组分均属于聚酯类,两者在熔融接触过程中含有的酯键发生酯交换从而形成界面的结合力,不会出现界面分离的现象,良好的界面相容性实现复合聚酯纤维在拉伸过程中同步拉伸取向,复合纤维的强度会提升,保证了良好的力学强度。
(2)本发明恒压高形变复合聚酯纤维的皮层为第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体制备成的可结晶聚酯,其中第一二元醇是双官能团二元醇与多羟基醇组成,在与第一二元酸反应中所形成的聚酯规整度下降,可以调控熔点变化,同时多羟基醇中的多官能团发生微交联反应,在共聚酯中形成交联点结构,在所制备的纤维发生大形变时可以调控其弹性回复性,解决多次大形变应用下不会发生回复性下降的问题;引入的纳米氧化锌具有催化活性,促进了聚酯聚合过程,同时针对聚酯结晶性能下降的问题,纳米氧化锌可以起到异相成核的作用,防止皮层在干燥中因为结晶性能下降所造成的粘结无法使用,此外,纳米氧化锌具有电荷逸散的作用,均匀分散在皮层中形成连续的导电通路,提升了复合纤维抗静电性。
(3)恒压高形变复合聚酯纤维的芯层为第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇聚合制备得到的嵌段共聚酯。多臂聚乙二醇可以通过酯交换的方式进入聚酯主链形成嵌段共聚物,嵌段共聚物的结构通过多臂聚乙二醇相对分子量大小及添加量进行精确调控,所制备的嵌段共聚酯具有双玻璃化转变温度,其中聚醚链段的玻璃化转变温度为30~40℃,与人体皮肤表面的温度一致,可以实现在穿着过程因人体发生肢体运动时实现同步的形变且所产生的束缚力在0.5~1.0cN/dtex,不会产生紧绷不适感。聚酯链段的玻璃化转变温度为60~80℃,高于人体皮肤表面的温度,起到保形的作用,同时多臂聚乙二醇是良好的亲水性组分,在反应中多臂中的两臂发生反应,剩余部分因为空间位阻不发生反应,具有较强的吸湿性,在芯层中可以提高复合聚酯纤维的吸湿性,进一步强化抗静电性。
综上所述,本发明提供的一种恒压高形变复合聚酯纤维及其制备方法,通过将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂酯化反应后进行缩聚得到可结晶聚酯皮层材料; 将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后进行缩聚得到嵌段共聚酯芯层材料;将可结晶聚酯皮层材料与嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维,可解决现有技术皮芯复合聚酯纤维服饰在大形变下无法具备良好抗形变性能的技术问题,达到提高皮芯复合聚酯纤维服饰抗形变性能的技术效果。
虽然,前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明做了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之进行修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (10)
1.一种恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
将第一二元酸、第一二元醇、纳米氧化锌粉体及第一催化剂进行酯化反应后得到第一酯化产物,将所述第一酯化产物进行第一预缩聚和第一终缩聚,得到可结晶聚酯皮层材料,所述第一二元醇为摩尔比1:0.01-0.10的双官能团二元醇与多羟基醇形成的混合醇,所述第一二元酸与所述第一二元醇的摩尔比为1:1.1~2.0;酯化反应工序的温度为180~240℃,压力为0.01~0.5MPa,时长2~4h;第一预缩聚工序的温度为220~260℃,压力为0.5~1.0KPa,时长为0.5~2.5h;第一终缩聚工序的温度为240~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h;
将第二二元酸、第二二元醇、多臂聚乙二醇及第二催化剂进行酯化反应后得到第二酯化产物,将所述第二酯化产物进行第二预缩聚和第二终缩聚,得到嵌段共聚酯芯层材料,所述第二二元酸与所述第二二元醇的摩尔比为1:1.1~1.5;酯化反应工序的温度为2000~260℃,压力为0.01~0.5MPa,时长为2~4h;第二预缩聚工序的温度为240~270℃,压力为0.5~1.0KPa,时长为0.5~2.5h;第二终缩聚工序的温度为260~280℃,压力为20~200Pa,时长为1.0~5.0h;
将所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料在各自螺杆挤压机内挤压熔融后,经纺丝、环吹风冷却、卷绕和成型制成双组分皮芯结构的恒压高形变复合聚酯纤维。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纳米氧化锌粉体的制备方法包括:
按照1mol硬脂酸与5000L氢氧化钠水溶液的比例,在90℃水浴条件下将所述硬脂酸溶于所述氢氧化钠水溶液得到混合液,所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1mol/L;
将醋酸锌水溶液于90℃下经磁力搅拌滴加至所述混合液后,保持90℃水浴条件反应0.5~3h,得到沉淀反应产物,所述醋酸锌水溶液的浓度为0.1mol/L,所述醋酸锌水溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为5:11;
将所述沉淀反应产物经过离心、乙醇三次洗涤后再用去离子水清洗除去副产物,再送入105℃真空干燥箱中干燥12h,得到纳米氧化锌粉体。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸中至少一种;所述双官能团二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、戊二醇、己二醇中的一种;所述多羟基醇为丙三醇、季戊四醇、山梨醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、呋喃二甲酸中至少一种;所述第二二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇中至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多臂聚乙二醇的相对数均分子量为200~8000g/mol,添加量为所述第二二元酸质量的40~80%。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纳米氧化锌粉体平均粒径为20~100nm,添加量为所述第一二元酸质量的100~1000ppm。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述嵌段共聚酯芯层材料的特性粘度为0.70~0.90dL/g,具有双玻璃化转变温度,所述嵌段共聚酯芯层材料的聚醚链段玻璃化转变温度为30~40℃,聚酯链段玻璃化转变温度为60~80℃。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一催化剂、所述第二催化剂为乙二醇锑、三氧化二锑、醋酸锑、钛酸四丁酯、乙二醇钛和钛酸四异丙酯中至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可结晶聚酯皮层材料与所述嵌段共聚酯芯层材料的质量比为2:8~8:2,所述恒压高形变复合聚酯纤维单丝纤度范围为2~20dtex,在30~40℃、应力为0.5~1.0cN/dtex下的纤维形变为20~60%,100次拉伸回复形变回复率为90%-95%;断裂强度≥2.0cN/dtex,纤维标准环境下的回潮率≥2.0%,体积比电阻为108~1010Ω·cm。
10.一种恒压高形变复合聚酯纤维,其特征在于,所述恒压高形变复合聚酯纤维由权利要求1~9任一所述的恒压高形变复合聚酯纤维的制备方法制备得到。
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