CN1441863A - 聚酯纤维 - Google Patents
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Abstract
一种聚酯纤维,包含同时满足下述(a)~(c)各必要条件的共聚合聚酯,(a)以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分的量占0~100mol%,2,6-萘二羧酸组分的量占100~0mol%。其中,以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分之总量占90mol%以上。(b)以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分占22~100mol%,1,4-环己烷二甲醇组分占78~0mol%。其中以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分之总量占90mol%以上。(c)2,6-萘二羧酸组分与1,4-环己烷二甲醇组分的mol%总量不小于2mol%。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯纤维,特别涉及具有高水平耐水解性和耐屈服疲劳性,可适于造纸用帆布、轮胎帘子布和灭菌布之用途的聚酯纤维。
背景技术
众所周知,共聚合聚酯因其具有优良的性能,广泛应用于纤维、树脂、薄膜。尤其是聚酯纤维具有优越的尺寸稳定性、耐热性、耐化学药品性和耐光性等,无论是衣料还是非衣料可用于各种领域。
最近基于优越的强度和耐屈服疲劳性等,将聚酯纤维用作干燥器帆布等造纸用帆布、轮胎帘子布、医疗用衣服等灭菌布。其中,用作干燥器帆布和灭菌布在高温和高湿条件下使用时需要高度的耐疲劳性和耐水解性。但是该共聚合聚酯尚存在的问题是:因其化学特性,在高温、高湿条件下水解引起分子量降低,因此,共聚合聚酯不适合在高温、高湿条件下长期使用。
为解决这个问题,例如JP-A No.54-6051(1976)和JP-A No.3-104919(1991)(JP-A是指日本特别公开专利)建议添加环氧化物或碳二亚胺化合物以降低聚对苯二甲酸乙二醇酯末端羧基浓度的方法。按照这种方法,虽然一定程度地改善了耐水解性,但共聚合聚酯的耐长期使用性问题仍未得到解决。
另外,作为提高耐屈服疲劳性的方法,JP-A No.8-120521(1996)建议使用聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯细丝。虽然耐屈服疲劳性和耐水解性都得到了改善,但在高温、高湿下长期连续使用时,由于聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯的玻璃化转变温度低,细丝的耐水解性尚未达到满意的水平。
发明内容
本发明的目的是解决上述以往存在的问题,提供能在高温、高湿条件下长期连续使用,同时兼具耐水解性和耐屈服疲劳性的聚酯纤维。
本发明的最佳实施方式
以下详细说明本发明的实施方式。
在本发明中,对于制备聚酯纤维的共聚合聚酯必须同时满足下述(a)~(c)各必要条件。
(a)以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分的量占0~100mol%,2,6-萘二羧酸组分的量占100~0mol%。其中,以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分之总量占90mol%以上。
(b)以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分占0~100mol%,1,4-环己烷二甲醇组分占100~0mol%。其中,以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分之总量占90mol%以上。
(c)2,6-萘二羧酸组分与1,4-环己烷二甲醇组分的mol%总量不小于2mol%。
以下,详细说明本发明中(a)~(c)各必要条件。
以所有的二元羧酸组分为基准,若对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分之总量低于90mol%,则所得纤维的耐水解性、耐热性和手触感降低。
在本发明的共聚合聚酯中,当不包括作为二元醇组分的1,4-环己烷二甲醇时,若对苯二甲酸组分的量不小于98mol%和/或2,6-萘二羧酸组分的量小于2mol%,由于制得纤维的耐水解性不足而不适用。
关于对苯二甲酸组分和2,6-萘二羧酸组分的量,以所有的二元羧酸组分为基准,优选的是对苯二甲酸组分占5~95mol%,2,6-萘二羧酸组分占95~5mol%,对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分的总量保持在92mol%以内或更多。更优选的是以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分占8~92mol%,2,6-萘二羧酸组分占92~8mol%,对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分的总量保持在95mol%以内或更多。
以所有的二元醇组分为基准,若1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分之总量小于90mol%,则所制纤维的耐水解性、耐热性和手触感降低。
在本发明的共聚合聚酯中,当不包括作为二元羧酸组分的2,6-萘二羧酸时,若1,3-丙二醇组分的量小于5mol%和/或1,4-环己烷二甲醇组分的量大于95mol%,由于所制纤维的手触感硬、熔点高,所以成型加工性能降低,使其不适用。此外,若1,3-丙二醇组分的量不低于98mol%和/或1,4-环己烷二甲醇组分的量小于2mol%时,所制纤维的耐水解性也变得不足。
关于1,3-丙二醇组分和1,4-环己烷二甲醇组分的量,优选的是以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分占7~95mol%,1,4-环己烷二甲醇组分占93~5mol%;1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分的总量保持在92mol%以内或更多。更优选的是以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分占10~92mol%,1,4-环己烷二甲醇组分占90~8mol%;1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分的总量保持在95mol%以内或更多。
另外,在本发明的共聚合聚酯中,2,6-萘二羧酸组分和1,4-环己烷二甲醇组分的mol%总量必须不小于2mol%。因为只有总量保持在此范围内时,才能够达到本发明目的。
除了对苯二甲酸组分、2,6-萘二羧酸组分、1,3-丙二醇组分和1,4-环己烷二甲醇组分之外,其它组分可以和制成本发明聚酯纤维的共聚合聚酯进行共聚反应,在不损坏共聚合聚酯性能的范围内,以所有的二元羧酸组分为基准,其它组分的优选含量范围在5mol%以内或更少。
共聚合组分的例子包括芳香族二元羧酸,如间苯二甲酸、邻苯二甲酸、联苯二羧酸、二苯醚二羧酸、二苯砜二羧酸、苯甲酮二羧酸、苯基茚满二羧酸、5-磺基间苯二甲酸金属盐或5-磺基间苯二甲酸磷酸鎓盐;脂肪族二元醇,如乙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、新戊二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丁二醇或环己烷二醇;脂环族二元醇,如1,4-环己烷二醇;芳香族二元醇,如邻-亚二甲苯基二醇,间-亚二甲苯基二醇,对-亚二甲苯基二醇,1,4-二(2-羟基乙氧基)苯,1,4-二(2-羟基乙氧基乙氧基)苯,4,4’-二(2-羟基乙氧基)联苯,4,4’-二(2-羟基乙氧基乙氧基)联苯,2,2-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷,2,2-二[4-(2-羟基乙氧基乙氧基)苯基]丙烷,1,3-二(2-羟基乙氧基)苯,1,3-二(2-羟基乙氧基乙氧基)苯,1,2-二(2-羟基乙氧基)苯,1,2-二(2-羟基乙氧基乙氧基)苯,4,4’-二(2-羟基乙氧基)二苯砜或4,4’-二(2-羟基乙氧基乙氧基)二苯砜;二元酚,如对苯二酚,2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,间苯二酚、儿茶酚、二羟基萘、二羟基联苯、二羟基二苯砜。这些组分可以单独使用或两种以上混合使用。
本发明制成纤维的共聚合聚酯的玻璃化转变温度优选的是不小于45℃。玻璃化转变温度不小于45℃时,耐水解性提高。玻璃化转变温度更优选的范围是不小于46℃,尤其优选的是不小于48℃。
玻璃化转变温度太高,聚合物的成型性能下降。因此玻璃化转变温度一般不大于85℃,优选的是不大于80℃。
本发明制成聚酯纤维的共聚合聚酯所含末端羧基的浓度,优选的是不大于30eq/ton。末端羧基浓度在此范围内时,纤维的耐水解性得到较好改善。末端羧基浓度更优选的是不大于25eq/ton,尤其优选的是不大于20eq/ton。
以共聚合聚酯为基准,优选添加0.05~5重量%的二噁唑啉化合物,将其与本发明用的共聚合聚酯优选进行均匀混合、熔融纺丝制成聚酯纤维。当二噁唑啉化合物的添加量在此范围内,所制聚酯纤维的末端羧基浓度变得很低,从而抑制特性粘度降低,在不太增加共聚合聚酯的聚合度、不降低熔体的成型性能或不降低聚酯纤维耐热性的情况下,改善耐水解性。二噁唑啉化合物添加量的优选范围是0.07~4重量%,尤其优选的范围是0.1~3重量%。
这里,二噁唑啉(氧氮杂环戊烯)化合物的例子包括2,2’-二(2-噁唑啉),2,2’-二(4-甲基-2-噁唑啉),2,2’-二(4,4-二甲基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-乙基-2-噁唑啉),2,2’-二(4,4’-二乙基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-丙基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-丁基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-己基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-苯基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-环己基-2-噁唑啉),2,2’-二(4-苄基-2-噁唑啉),2,2’-对亚苯基二(2-噁唑啉),2,2’-间亚苯基二(2-噁唑啉),2,2’-邻亚苯基二(2-噁唑啉),2,2’-对亚苯基二(4-甲基-2-噁唑啉),2,2’-对亚苯基二(4,4-二甲基-2-噁唑啉),2,2’-间亚苯基二(4-甲基-2-噁唑啉),2,2’-邻亚苯基二(4,4-二甲基-2-噁唑啉),2,2’-亚乙基二(2-噁唑啉),2,2’-四亚甲基二(2-噁唑啉),2,2’-六亚甲基二(2-噁唑啉),2,2’-八亚甲基二(2-噁唑啉),2,2’-十亚甲基二(2-噁唑啉),2,2’-亚乙基二(4-甲基-2-噁唑啉),2,2’-四亚甲基二(4,4-二甲基-2-噁唑啉),2,2’-9,9’-二苯氧基乙烷二(2-噁唑啉),2,2’-环亚己基二(2-噁唑啉),2,2’-二亚苯基二(2-噁唑啉)等。从与共聚合聚酯反应活性的观点考虑,其中更优选的是2,2’-二(2-噁唑啉)。
上述所举的二噁唑啉化合物可以单独使用一种或使用两种以上,以达到本发明的目的。
尽管在本发明中,对二噁唑啉化合物添加到共聚合聚酯中的添加方法并无特别限定,但对于溶解二噁唑啉化合物有优选采用的方法,例如,在不与二噁唑啉化合物反应的有机溶剂中,将二噁唑啉化合物添加到聚酯屑或熔融状聚酯中,使二噁唑啉化合物与聚酯屑或熔融状聚酯混合;将二噁唑啉化合物添加到粉末状聚酯或熔融状聚酯,使二噁唑啉化合物与聚酯或熔融状聚酯混合等方法,聚酯与二噁唑啉化合物预混,如聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯,以便得到一种高浓度、与聚酯混合不含粒状添加化合物等的母粒。
当将本发明使用的共聚合聚酯熔融纺丝制成聚酯纤维时,优选的是以共聚合聚酯为基准,将0.05~5重量%的聚碳二亚胺化合物添加到共聚合聚酯中,使其与共聚合聚酯均匀混合。当聚碳二亚胺化合物的添加量在此范围内,所得聚酯纤维的末端羧基浓度不太低,其结果对特性粘度的降低起抑制作用,在不太增加共聚合聚酯的聚合度、不降低熔体成型性能或不降低所得聚酯纤维耐热性的情况下,提高耐水解性。聚碳二亚胺化合物添加量的优选范围是0.07~4重量%,尤其优选的范围是0.1~3重量%。
从与共聚合聚酯的反应活性观点考虑,作为聚碳二亚胺化合物,优选的是聚(2,4,6-三异丙基苯基)-1,3-碳二亚胺。
尽管对于本发明中将聚碳二亚胺化合物添加到共聚合聚酯中的添加方法并无特别的限定,但对于聚碳二亚胺化合物以高浓度与聚酯,如与聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯或与聚对苯二甲酸乙二醇酯预混时存在特别优选采用的方法:制成母粒后,与母粒共混,将聚碳二亚胺化合物与共聚合聚酯混合。
当添加聚碳二亚胺化合物时,在共聚合聚酯中还可以添加以共聚合聚酯为基准,0.01~3重量%的单碳二亚胺化合物,以便将共聚合聚酯熔融纺丝、制成本发明的聚酯纤维。单碳二亚胺化合物添加量的优选范围是0.03~2重量%,特别优选的是0.05~1重量%。从与共聚合聚酯反应的活性观点考虑,作为单碳二亚胺化合物,最优选的是二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。
本发明中制成聚酯纤维的共聚合聚酯的特性粘度优选的是0.52~1.6。若特性粘度小于0.52,则共聚合聚酯的机械性能低,最终制得的纤维强度容易不充分;若特性粘度大于1.6,聚合物熔融时有流动性下降和成型性能降低的倾向。该共聚合聚酯的特性粘度优选的范围是0.53~1.5,更优选0.55~1.4。
该共聚合聚酯可以用传统已知的方法制造。可采用的方法,例如将对苯二甲酸组分,2,6-萘二羧酸组分与二元醇组分进行酯化反应,或将对苯二甲酸的低级烷基酯组分,2,6-萘二羧酸组分与二元醇组分在酯交换催化剂存在下进行酯交换反应,得到二乙二醇酯和/或其预缩聚物,随后在缩聚反应催化剂存在下进行缩聚反应。
要提高聚合反应的聚合度或降低聚合物的末端羧基量,可优选已知的固相聚合反应方法。
如果需要,本发明的共聚合聚酯中可以包括少量添加剂,例如润滑剂、颜料、染料、抗氧剂、固相聚合促进剂、荧光增白剂、抗静电剂、灭菌剂、紫外吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、遮光剂、消光剂等。
本发明聚酯纤维特性粘度的优选范围是0.5~1.5,当特性粘度在此范围内,最终所制纤维的机械强度足够高,加工性能得以改善。特性粘度更优选的范围是0.52~1.4,尤其优选的范围是0.55~1.3。
本发明聚酯纤维末端羧基浓度的优选范围不大于15eq/ton。当末端羧基浓度在此范围内,可较好地提高纤维的耐水解性。末端羧基浓度更优选的范围是不大于12eq/ton,尤其优选的是不大于10eq/ton。
本发明聚酯纤维拉伸强度的优选范围是1.5~4.5cN/dtex。当拉伸强度在此范围内时,最终制得产品的性能充分,加工性能得到改善。拉伸强度更优选的范围是2.0~4.0cN/dtex,尤其优选的范围是2.5~3.5cN/dtex。
制造本发明的聚酯纤维,对熔融纺丝和抽丝步骤并无特别限定,可用已知常用的生产聚酯纤维的工艺方法生产聚酯纤维。例如,对于聚酯纺丝法,是将未延伸丝卷绕并分别延伸此未延伸丝,还有将未延伸丝不卷绕、连续延伸此未延伸丝的方法;对于熔融聚酯纺丝方法,是在凝固浴中将未延伸丝冷凝、固化后,在热介质如热辊之类的接触加热中或非接触类型的加热器中将未延伸丝延伸。
对于未延伸丝熔融纺丝、抽丝,将总延伸比设置为2.5~6.0倍时,最终制得纤维的耐水解性和拉伸强度可同时以高水平并存,当抽丝步骤的丝断裂比低时,可较好地提高其生产性。总延伸比更优选的范围是2.8~5.5倍,尤其优选的是3.0~5.0倍。
抽丝步骤可以是一步抽丝,或两步以上抽丝。例如当采用两步抽丝时,第一步中延伸比为2.0~5.5倍,第二步中延伸比为1.0~2.0倍,总延伸比可以调整为2.5~6.0倍。
生产本发明的聚酯纤维时,对于纺丝用的喷丝头形状并无特别限定,可以采用环形、十子变形型、实心、空心等各种形状。
实施例
以下通过实施例具体地说明本发明,但这些实施例并不意味着限定本发明。按照下述方法测定实施例中的各数值。(1)特性粘度:
以邻氯苯酚为溶剂在35℃进行测定,按照惯用的方法通过测定相对粘度,求出特性粘度。(2)拉伸强度和拉伸伸长率
按照JIS L1070中记载的方法进行测定。(3)末端羧基浓度
按照Makromol.Chem.26,226(1958)记载的方法进行测定。(4)聚合物中对苯二甲酸和2,6-萘二羧酸含量
将样品与过量的甲醇一同封于管中,在260℃、4小时、高压下与甲醇分解,使用气相色谱仪(HEWLETT PACKARD公司制造,HP6890Series GC System)测定分解产物中的对苯二甲酸二甲酯含量、2,6-萘二羧酸二甲酯含量,求出对苯二甲酸与2,6-萘二羧酸之摩尔比。(5)聚合物中1,3-丙二醇含量
将样品与过量的甲醇一同封于管中,在260℃、4小时、高压下与甲醇分解,使用气相色谱仪(HEWLETT PACKARD公司制造,HP6890Series GC System)测定分解产物中的1,3-丙二醇含量和对苯二甲酸二甲酯含量,求出1,3-丙二醇与对苯二甲酸二甲酯之摩尔比。(6)耐水解性测定
在高压、130℃、30小时、100%RH的条件下,对未延伸丝进行湿-热处理,测定湿-热处理前后特性粘度的降低,以百分比表示其留着率。本发明耐水解性的留着率,其目标是不小于90%。(7)耐屈服疲劳性测定
按照JIS L1070中记载的方法测定打结强度,计算打结强度与拉伸强度之百分比,进行相对评价。(8)玻璃化转变温度
使用TA仪器公司制造的DSC2010示差扫描量热仪(DSC),以10℃/min的加热速率将样品加热到260℃。于试管中将样品骤冷至0℃,使其变成无定形态,以10℃/min的加热速率,将所得样品加热,按照JIS K7121测定中间点玻璃化转变温度。
实施例1
将90份对苯二甲酸二甲酯、12.6份2,6-萘二羧酸二甲酯、54.9份1,3-丙二醇、0.078份四丁氧基钛催化剂置于配有搅拌器、蒸馏塔和甲醇蒸馏冷凝器的反应器中,将此混合物缓缓加热进行酯交换反应,作为反应结果产生的甲醇从140℃由反应体系中馏出。此反应开始后3小时,内部温度达到210℃。
将上述所得的反应产物转移到另外配有搅拌器和二元醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热该反应产物,温度210℃~265℃,压力由大气压降至70Pa的高真空,进行聚合反应。测试反应体系的熔体粘度,当特性粘度达到0.75时,结束该聚合反应。
将熔融聚合物从反应器底部以纱股状向冷却水中挤出,用纱股切刀切断,制成酯粒。
将所得酯粒于160℃干燥2小时后,使用旋转型固相聚合装置,在200℃、70Pa真空、氮气流动条件下进行固相聚合反应。所得聚合物的特性粘度和末端羧基浓度如表1所示。
将所得聚合物熔融,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,以14.3g/min的物料通量、400m/min的牵引速度进行纺丝,将所得未延伸丝置于配有60℃加热辊、160℃平板加热器的延伸处理机上,以3.8倍的延伸比进行延伸处理,得到94dtex/24-纱延伸丝,结果如表1所示。
实施例2
除了将实施例1中二元羧酸组分对苯二甲酸二甲酯含量改为70份、2,6-萘二羧酸二甲酯含量改为37.7份之外,用与实施例1相同的方法进行操作。结果如表1所示。
实施例3
除了将实施例1中二元羧酸组分对苯二甲酸二甲酯含量改为50份、2,6-萘二羧酸二甲酯含量改为62.9份之外,用与实施例1相同的方法进行操作。结果如表1所示。
实施例4
除了将实施例1中二元羧酸组分对苯二甲酸二甲酯含量改为20份、2,6-萘二羧酸二甲酯含量改为100.6份之外,用与实施例1相同的方法进行操作。结果如表1所示。
实施例5
除了将实施例1中二元羧酸组分2,6-萘二羧酸二甲酯含量改为125.7份之外,用与实施例1相同的方法进行操作。结果如表1所示。比较例1
将特性粘度为0.97的聚对苯二甲酸乙二醇酯在285℃熔融,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,以12.8g/min的物料通量、400m/min的牵引速度进行纺丝,将所得未延伸丝置于配有85℃加热辊、160℃平板加热器的延伸处理机上,以4.3倍的延伸比进行延伸处理,得到93dtex/24-纱延伸丝,结果如表1所示。比较例2
除了将实施例1中二元羧酸组分改为仅有100份对苯二甲酸二甲酯,形成聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯均聚物之外,用与实施例1相同的方法进行操作。结果如表1所示。
实施例6
将100份对苯二甲酸二甲酯、49.4份1,3-丙二醇、10.4份1,4-环己烷二甲醇、0.078份四丁氧基钛催化剂置于配有搅拌器、蒸馏塔和甲醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热此混合物,进行酯交换反应,作为反应结果产生的甲醇从140℃由反应体系中馏出。此反应开始后3小时,内部温度达到210℃。
将上述所得反应产物转入另外配有搅拌器和二元醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热该反应产物,温度210℃~265℃,压力由大气压降至70Pa的高真空,进行聚合反应。测试反应体系的熔体粘度,当特性粘度达到0.75时,结束该聚合反应。
将熔融聚合物从反应器底部以纱股状向冷却水中挤出,用纱股切刀切割,制成酯粒。
将所得酯粒于160℃干燥2小时后,在200℃、70Pa真空、氮气流动条件下进行固相聚合反应。所得聚合物的特性粘度和末端羧基浓度如表1表示。
将所得聚合物在265℃熔融,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,以14.5g/min的物料通量、400m/min的牵引速度进行纺丝,将所得未延伸丝置于配有60℃加热辊、160℃平板加热器的延伸处理机上,以3.8倍的延伸比进行延伸处理,得到95dtex/24-纱延伸丝,结果如表1所示。
实施例7
除了将实施例6中二元醇组分1,3-丙二醇改为43.9份,1,4-环己烷二甲醇改为20.8份之外,用与实施例6相同的方法进行操作。结果如表1所示。
实施例8
除了将实施例6中二元醇组分1,3-丙二醇改为16.5份,1,4-环己烷二甲醇改为72.7份之外,用与实施例6相同的方法进行操作。结果以表1表示。
表1
注:
(1) | (2) | (3) | |||||||||||
(4) | (5) | (6) | (7) | (8) | (9) | (5) | (6) | (10) | (11) | (12) | (13) | (14) | |
Ex.1 | PTT | 1.01 | 11 | 90/10 | 100/0 | 47 | 0.93 | 16 | 94 | 4.5 | 30 | 92 | 83 |
Ex.2 | PTT | 0.95 | 13 | 70/30 | 100/0 | 53 | 0.88 | 17 | 95 | 4.7 | 32 | 95 | 80 |
Ex.3 | (15) | 0.94 | 12 | 50/50 | 100/0 | 63 | 0.86 | 18 | 93 | 4.6 | 33 | 96 | 78 |
Ex.4 | PTN | 0.91 | 14 | 20/80 | 100/0 | 74 | 0.82 | 19 | 93 | 4.8 | 25 | 99 | 76 |
Ex.5 | PTN | 0.90 | 14 | 0/100 | 100/0 | 83 | 0.84 | 20 | 92 | 5.2 | 20 | 100 | 75 |
Ex.6 | PTT | 1.02 | 9 | 100/0 | 92/8 | 49 | 0.94 | 16 | 95 | 4.5 | 35 | 95 | 88 |
Ex.7 | PTT | 1.01 | 10 | 100/0 | 75/25 | 56 | 0.93 | 15 | 95 | 4.4 | 36 | 97 | 85 |
Ex.8 | PCT | 0.97 | 12 | 100/0 | 22/78 | 84 | 0.90 | 17 | 93 | 4.7 | 30 | 99 | 80 |
(16) | PET | 0.97 | 8 | 100/0 | ·(18) | 76 | 0.87 | 15 | 93 | 6.1 | 20 | 62 | 70 |
(17) | PTT | 1.00 | 10 | 100/0 | 100/0 | 44 | 0.93 | 17 | 95 | 4.5 | 37 | 85 | 90 |
DMT:对苯二甲酸二甲酯
DMN:2,6-萘二羧酸二甲酯
TMG:1,3-丙二醇
CHDM:1,4-环己烷二甲醇
EG:乙二醇
PTT:聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯
PTN:聚2,6-萘二羧酸1,3-丙二醇酯
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
PCT:聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯
Ex: 表示“实施例”
(1)表示“共聚合聚酯的物理性质”
(2)表示“延伸丝的物理性质”
(3)表示“湿-热处理后延伸丝的物理性质”
(4)表示“主要聚合物”
(5)表示“特性粘度”
(6)表示“末端羧基浓度(eq/ton)”
(7)表示“DMT/DMN(摩尔比)”
(8)表示“TMG/CHDM(摩尔比)”
(9)表示“玻璃化转变温度(℃)”
(10)表示“细度(dtex)”
(11)表示“拉伸强度(cN/dtex)”
(12)表示“拉伸伸长率(%)”
(13)表示“耐水解性(%)”
(14)表示“耐屈服疲劳性(%)”
(15)表示“PTT/PTN”
(16)表示“比较例1”
(17)表示“比较例2”
(18)表示“使用EG”
实施例9
将90份对苯二甲酸二甲酯、12.6份2,6-萘二羧酸二甲酯、70份1,3-丙二醇、0.053份四丁氧基钛催化剂置于一配有搅拌器、蒸馏塔和甲醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热此混合物,进行酯交换反应,作为反应结果的产物甲醇从140℃由反应体系中馏出。此反应开始后3小时,内部温度达到210℃。
将上述所得反应产物转入另外配有搅拌器和二元醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热该反应产物,在210℃~265℃,压力由大气压降至70Pa的高真空进行聚合反应。测试反应体系的熔体粘度,当特性粘度达到0.75时,结束该聚合反应。
将上述熔融聚合物从反应器底部以纱股状向冷却水中挤出,用纱股切刀切割,制成酯粒。
将所得酯粒130℃干燥5小时后,使用旋转型固相聚合装置,在190℃、70Pa真空和氮气流动条件下进行固相聚合反应。所得酯粒的特性粘度和末端羧基浓度如表2所示。
以一定的速度从一侧进料口添加5wt%2,2’-二噁唑啉二氯甲烷溶液,与所得酯粒混合后,得到表3记载的量。然后在255℃将其熔融,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,以14.5g/min的物料通量、400m/min的牵引速度进行纺丝,将上述所得未延伸丝置于配有60℃加热辊、160℃平板加热器的延伸处理机上,以最大延伸比之75%的延伸比进行延伸处理,得到一种延伸丝,结果如表3所示。
实施例10
除了将实施例9中二元羧酸组分2,6-萘二羧酸二甲酯改为126份,固相聚合前特性粘度改为0.65,加热辊温度改为85℃之外,用与实施例9相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例11
除了将实施例9中二元醇组分1,3-丙二醇改为62份,1,4-环己烷二甲醇改为20份之外,用与实施例9相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例12
除了将实施例9中二元醇组分1,3-丙二醇改为25份,1,4-环己烷二甲醇改为55份之外,用与实施例9相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例13
除了将实施例9中熔体纺丝条件改为130℃将酯粒干燥5小时、不进行固相聚合之外,用与实施例9相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。比较例3
除了将实施例9中二元羧酸组分改为100份对苯二甲酸二甲酯之外,用与实施例9相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例14
将90份对苯二甲酸二甲酯、12.6份2,6-萘二羧酸二甲酯、70份1,3-丙二醇、0.053份四丁氧基钛催化剂置于一配有搅拌器、蒸馏塔和甲醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热此混合物,进行酯交换反应,作为反应结果的产物甲醇从140℃由反应体系中馏出。此反应开始后3小时,内部温度达到210℃。
将上述所得反应产物转入另外配有搅拌器和二元醇蒸馏冷凝器的反应器中,缓缓加热上述反应产物,在210℃~265℃,压力由大气压降至70Pa的真空进行聚合反应。测试反应体系的熔体粘度,当特性粘度达到0.75时,结束此聚合反应。
将上述熔融聚合物从反应器底部以纱股状向冷却水中挤出,用纱股切刀切割,制成酯粒。
将所得酯粒于130℃干燥5小时后,使用旋转型固相聚合装置,在190℃、70Pa真空和氮气流动条件下进行固相聚合反应。所得酯粒的特性粘度和末端羧基浓度如表2所示。
将所得酯粒与表3所记载含量的聚碳二亚胺母粒[聚对苯二甲酸乙二醇酯,含15重量%的聚(2,4,6-三异丙基苯基)-1,3-碳二亚胺组分]进行粒子共混后,255℃将其熔融,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,以14.5g/min的物料通量、400m/min的牵引速度进行纺丝,将上述所得未延伸丝置于配有60℃加热辊、160℃平板加热器的延伸处理机上,以最大延伸比之75%的延伸比进行延伸处理,得到一种延伸丝,结果如表3所示。
实施例15
除了将实施例14中二元羧酸组分改为126份2,6-萘二羧酸二甲酯、固相聚合前特性粘度改为0.65,加热辊温度改为85℃之外,用与实施例14相同的方法进行操作,结果如表2和表3所示。
实施例16
除了将实施例14中二元羧酸组分改为100份对苯二甲酸二甲酯,二元醇组分1,3-丙二醇改为62份、1,4-环己烷二甲醇改为20份之外,用与实施例14相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例17
除了将实施例14中二元羧酸组分改为100份对苯二甲酸二甲酯,二元醇组分1,3-丙二醇改为25份、1,4-环己烷二甲醇改为55份之外,用与实施例14相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例18
除了不进行实施例14中的固相聚合之外,用与实施例14相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
实施例19
将实施例14作以下变动:以一定的速度从一侧进料口添加熔体二-(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺,使用喷丝头含有24个孔径为0.27mm的圆形纺丝孔的挤出纺丝机,在75℃混炼得到表3记载的含量,除了上述变化之外,用与实施例14相同的方法进行操作。结果如表2和表3所示。
表2
注:
共聚合聚酯的物理性质 | |||||||
组成 | (1) | (2) | |||||
(3) | (4) | (5) | (6) | (7) | (6) | (7) | |
Ex.9 | PTT | 90/10 | 100/0 | 0.75 | 23 | 1.05 | 12 |
Ex.10 | PTN | 0/100 | 100/0 | 0.65 | 19 | 0.94 | 10 |
Ex.11 | PTT | 100/0 | 80/20 | 0.75 | 21 | 1.03 | 9 |
Ex.12 | PTT/PCT | 100/0 | 42/58 | 0.75 | 18 | 1.01 | 8 |
Ex.13 | PTT | 90/10 | 100/0 | 0.75 | 23 | - | - |
Ex.14 | PTT | 90/10 | 100/0 | 0.75 | 20 | 1.05 | 12 |
Ex.15 | PTN | 0/100 | 100/0 | 0.65 | 19 | 0.94 | 10 |
Ex.16 | PTT | 100/0 | 80/20 | 0.75 | 12 | 1.03 | 9 |
Ex.17 | PTT/PCT | 100/0 | 42/58 | 0.75 | 18 | 1.01 | 8 |
Ex.18 | PTT | 100/0 | 100/0 | 0.75 | 23 | - | - |
Ex.19 | PTT | 90/100 | 100/0 | 0.75 | 23 | 1.07 | 11 |
(8) | PTT | 100/0 | 100/0 | 0.75 | 23 | 1.07 | 11 |
DMT:对苯二甲酸二甲酯
DMN:2,6-萘二羧酸二甲酯
TMG:1,3-丙二醇
CHDM:1,4-环己烷二甲醇
PTT:聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯
PTN:聚2,6-萘二羧酸1,3-丙二醇酯
PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
PCT:聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯
(1)表示“固相聚合前”
(2)表示“固相聚合后”
(3)表示“主要聚合物”
(4)表示“DMT/DMN(摩尔比)”
(5)表示“TMG/CHDM(摩尔比)”
(6)表示“特性粘度”
(7)表示“末端羧基浓度(eq/ton)”
(8)表示“比较例3”
Ex.表示“实施例”
表3
注:
(1) | (2) | (3) | |||||||||
(4) | (5) | (6) | (7) | (8) | (9) | (10) | (11) | (12) | (13) | (14) | |
Ex.9 | 0.1 | - | - | 3.9 | 1.09 | 5 | 93 | 4.7 | 31 | 95 | 85 |
Ex.10 | 0.2 | - | - | 3.6 | 1.01 | 6 | 100 | 5.4 | 19 | 100 | 78 |
Ex.11 | 0.2 | - | - | 3.6 | 1.12 | 5 | 101 | 4.6 | 37 | 99 | 88 |
Ex.12 | 0.1 | - | - | 3.7 | 1.04 | 4 | 98 | 4.5 | 39 | 97 | 81 |
Ex.13 | 0.5 | - | - | 3.5 | 0.99 | 9 | 104 | 4.4 | 35 | 98 | 87 |
Ex.14 | - | 0.3 | - | 3.8 | 0.98 | 6 | 95 | 4.3 | 33 | 97 | 84 |
Ex.15 | - | 0.5 | - | 3.5 | 0.89 | 6 | 104 | 5.0 | 22 | 100 | 76 |
Ex.16 | - | 0.5 | - | 3.6 | 0.96 | 5 | 104 | 4.4 | 34 | 98 | 85 |
Ex.17 | - | 0.3 | - | 3.6 | 0.97 | 6 | 101 | 4.4 | 35 | 96 | 80 |
Ex.18 | - | 0.75 | - | 3.6 | 0.90 | 8 | 101 | 4.5 | 35 | 90 | 88 |
Ex.19 | - | 0.3 | 0.3 | 3.5 | 1.01 | 8 | 104 | 4.6 | 30 | 96 | 82 |
(15) | - | - | - | 3.6 | 0.91 | 18 | 100 | 4.3 | 39 | 80 | 92 |
(1)表示 “丝制备”
(2)表示“延伸丝的物理性质”
(3)表示“湿-热处理后延伸丝的物理性质”
(4)表示“二噁唑啉化合物的添加量(%wt)”
(5)表示“聚碳二亚胺化合物的添加量(%wt)”
(6)表示“单碳二亚胺化合物的添加量(%wt)”
(7)表示“延伸比”
(8)表示“特性粘度”
(9)表示“末端羧基浓度(eq/ton)”
(10)表示“细度(dtex)”
(11)表示“拉伸强度(cN/dtex)”
(12)表示“拉伸伸长率(%)”
(13)表示“耐水解性(%)”
(14)表示“耐屈服疲劳性(%)”
(15)表示“比较例3”
Ex.表示“实施例”
工业应用性
按照本发明能够得到既具有高水平耐水解性又具有高水平耐屈服疲劳性的聚酯纤维。可用于需要在高温、高湿条件下长期连续使用的场合,如造纸用帆布、轮胎帘子布、灭菌布之类,此聚酯纤维在工业上具有非常重要的意义。
Claims (9)
1.一种聚酯纤维,包含同时满足下述(a)~(c)各必要条件的共聚合聚酯,
(a)以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分的量占0~100mol%,2,6-萘二羧酸组分的量占100~0mol%,其中,以所有的二元羧酸组分为基准,对苯二甲酸组分与2,6-萘二羧酸组分之总量占90mol%以上,
(b)以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分的量占0~100mol%,1,4-环己烷二甲醇组分的量占100~0mol%,其中,以所有的二元醇组分为基准,1,3-丙二醇组分与1,4-环己烷二甲醇组分之总量占90mol%以上,
(c)2,6-萘二羧酸组分与1,4-环己烷二甲醇组分的mol%总量不小于2mol%。
2.按照权利要求1的聚酯纤维,其中,共聚合聚酯的玻璃化转变温度为45℃以上。
3.按照权利要求1的聚酯纤维,其中,该聚酯纤维包含一种共聚合聚酯,其末端羧基浓度不大于30eq/ton。
4.按照权利要求1的聚酯纤维,其中,以共聚合聚酯为基准,于共聚合聚酯中添加0.05~5重量%的二噁唑啉化合物,该二噁唑啉化合物与共聚合聚酯均匀混合后,熔融纺丝制成聚酯纤维,所含末端羧基的浓度不大于15eq/ton。
5.按照权利要求4的聚酯纤维,其中,二噁唑啉化合物是2,2’-二(2-噁唑啉)。
6.按照权利要求1的聚酯纤维,其中,以共聚合聚酯为基准,于共聚合聚酯中添加0.05~5重量%的聚碳二亚胺化合物,该聚碳二亚胺化合物与共聚合聚酯均匀混合后,熔融纺丝制成聚酯纤维,所含末端羧基的浓度不大于15eq/ton。
7.按照权利要求6的聚酯纤维,其中,聚碳二亚胺化合物为聚(2,4,6-三异丙基苯基)-1,3-碳二亚胺。
8.按照权利要求6的聚酯纤维,其中,以共聚合聚酯为基准,还可以在共聚合聚酯中添加0.01~3重量%的单碳二亚胺化合物。
9.按照权利要求8的聚酯纤维,其中单碳二亚胺化合物为二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。
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