CN1492953A - 制造纱、纤维和丝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造聚酰胺基纱、纤维和丝的方法,还涉及由该方法制得的纱、纤维和丝。本发明涉及一种制造基于聚酰胺组合物的纱、纤维和丝的方法,该组合物具有可提高纺丝工艺的总生产率的分子结构,特别是通过提高所生产纱的可拉伸性,进而例如对于相同的纺丝速度来说,在纺丝之后可以获得每单位生产时间内更高计量的纱。本发明的制造聚酰胺基纱、纤维和丝的方法包括以下步骤:i)以熔体形式混合下面的化合物A和B,化合物A:线型聚酰胺,化合物B:选自含有一个或多个芯和与所述芯连接的至少三个聚酰胺支链或三个聚酰胺链段的星形或H形由氨基酸和/或内酰胺单体制得的大分子链,(如果适合)由氨基酸和/或内酰胺单体获得的线型聚酰胺大分子链,在275℃、在100克负荷下,根据ISO标准1133测定的聚酰胺或聚酰胺组合物的熔体流动指数大于20克/10分钟,和包括至少三个相同的酸或胺官能团的多官能化合物,ii)对熔体形式的混合物进行纺丝,和iii)非必需地拉伸所得到的纱、纤维或丝。

Description

制造纱、纤维和丝的方法
本发明涉及一种制造聚酰胺基纱、纤维和丝的方法,还涉及由该方法制得的纱、纤维和丝。
通过熔纺聚酰胺或聚酰胺基组合物来生产聚酰胺基纱、纤维和丝。熔纺由通过模挤出聚酰胺或组合物和在模出口处冷却组成。在许多领域使用的制品都是这样制造的。可以提及的实施例包括用于纺织品工业的复丝纱,待经纺丝加工的或用于制造无纺制品的纤维,预切碎以形成可植绒的短纤维的多股线(cables),用于特殊应用、特别是工业应用的单丝和复丝。
制造纱、纤维和丝的方法可以有相当大的变化,特别是在纺丝速度方面。取决于方法的类型,所得产品可以具有不同性能。
已知不同种类的制造纱、纤维和丝的方法。可以提及的方法有,例如POY(部分取向丝)高速纺丝(速度大于3500米/分钟),ISD(综合纺丝拉伸)也称作FOY(完全取向丝),和HOY法(高度取向丝)(速度大于5500米/分钟)。还可提及LOY(低取向丝)低速纺丝法(速度低于3500米/分钟),这些方法尤其是LOY法包括用于改进所述产品机械性能的拉伸步骤。为制造单丝也实施拉伸步骤。而且,取决于应用,拉伸操作可以应用于由上述方法所制得的所有类型的纱。所以,通过POY法得到的纱经常被拉伸,或者直接在纺丝过程时进行(综合拉伸),或者在包括牵伸纱的单独步骤中进行。
这些方法对于本领域技术人员来说是众所周知的。它们互不相同,例如,在纺丝速度、模出口处冷却的方法,和可能进行的拉伸操作方面。除此之外,所得产品可以经过各种特殊处理例如卷曲工艺、后牵伸、捻线和调整。
所用方法以及这些方法的技术参数在很大程度上决定于所使用聚酰胺或聚酰胺基组合物的性能。所以,相对于待纺聚合物或组合物的性能例如热稳定性和熔体粘度,纺丝速度、可使用的温度和压力是确定的。
进行持续的研究以改进这些工艺的生产效率,也就是说,在每单位时间内尽可能生产最长计量的纱。
为提高这些纺丝工艺的生产效率,特别是提高纺丝速度,特别提出通过向所述组合物中加入改性剂来改变待纺组合物的流变性。
所以,为制备基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的预取向纱,文献US5962131描述了在熔体中添加不混溶的共聚体,这种共聚体在基体聚合物中形成少量夹杂物。
为制造聚酰胺基预取向纱,文献FR2677376描述了加入纳米尺寸的矿物颗粒。这些颗粒的存在使得纺丝速度提高。但是,难于获得颗粒的良好分散,在一定程度上纺丝过程中断裂程度大。
本发明的一个目的是提供一种基于聚酰胺组合物的制造纱、纤维和丝的方法,该聚酰胺组合物具有可以提高纺丝工艺总生产效率的分子结构,特别是通过提高所生产纱的可拉伸性,进而例如对于相同的纺丝速度来说,在纺丝之后可以获得每单位生产时间内更高计量的纱。
为达到这个目的,本发明提供一种制造合成的聚酰胺基纱、纤维和丝的方法,包括下述操作:
i)以熔体形式混合下面的至少一种化合物A和B:
●化合物A:线型聚酰胺
●化合物B选自:
■含有下述结构的聚酰胺或聚酰胺组合物:
-星形(starburst)或H形大分子链,其含有一个或多个芯和与所述芯连接的至少三个聚酰胺支链或三个聚酰胺链段,其由氨基酸和/或内酰胺单体制得,
-如果适合,由氨基酸和/或内酰胺单体获得的线型聚酰胺大分子链,在275℃下,在100克负荷下,根据ISO标准1133测定的聚酰胺或聚酰胺组合物的熔体流动指数大于20克/10分钟,和
■包括至少三个相同的酸或胺官能团的多官能化合物,
ii)对熔体形式的混合物进行纺丝,和
iii)非必需地拉伸所得到的纱、纤维或丝。
本发明有许多优点,这些优点决定于所使用的特殊工艺。在纺丝操作中,特别是在例如拉伸的后续操作中可以看到这些优点。这些优点可以提高工艺的生产效率或增加制造特殊产品例如具有非常低纱线支数的纱或纤维的可能性。
术语“纺丝”指的是由通过模挤出熔体状物质,然后在模和至少一个雾沫夹带物的第一点之间冷却组成的操作。表述“制造纱、纤维和丝的方法”意味着形成纱、纤维和丝的步骤的结合。该方法特别包括纺丝操作。也包括在纺丝操作之后可以实施的其它操作,包括拉伸步骤(以连续方式或重复方式)以改进所纺产品的机械性能,并获得例如与使用这些产品的工艺以及加工这些产品的工艺相适应的断裂模量和残余断裂伸长率。可以提及的加工所纺产品的方法包括松弛、卷边、变形、热定形和染色加工。
本发明方法包括熔体混合至少两种化合物(化合物A和化合物B)的操作,。这两种化合物是热塑性的。可以采用任何用于生产两种热塑性化合物的混合物的常规方式来制得混合物,例如单螺杆或双螺杆和/或屏障式螺杆挤压设备。例如,可以将化合物B的颗粒添加到熔体状化合物A中,或将化合物A和化合物B的颗粒一起混合并熔融颗粒混合物。还可以在混合物中添加其它添加剂,例如颜料、消光剂、消光纺丝剂,催化剂、热和/或光稳定剂、抗菌剂和杀真菌剂。例如,消光纺丝剂可以选自二氧化钛或硫化锌颗粒。
熔体混合之后可以进行固化和造粒。然后为进行纺丝操作,再熔化固体混合物。有利地,熔体混合操作之后直接进行纺丝操作,而不进行中间固化和造粒。
熔纺化合物的混合物。在所选择的适当温度和压力下,通过模挤压进行操作。可以使用所有已知的纺丝装置。
根据本发明的特性,化合物A是线型聚酰胺或基于线型聚酰胺的组合物。作为所用聚酰胺的实例,可以提及的包括由内酰胺和/或氨基酸得到的聚酰胺类型。特别是可以提及尼龙-6、尼龙-11和尼龙-12,以及基于这些聚酰胺的混合物和共聚体。用于混合操作的线型聚酰胺以纯的形式或以含有诸如上述添加剂之一的组合物的形式使用。
根据本发明的优选特性,化合物A是线型聚酰胺或基于由二酸单体和二胺单体得到的线型聚酰胺的组合物。可以提及的二酸单体的例子包括己二酸(其是优选的酸)、癸酸或癸二酸、十二烷酸和苯二甲酸例如对苯二甲酸和间苯二甲酸。可以提及的二胺单体包括己二胺、甲基戊二胺、4,4′-二氨基-二环己基甲烷、丁二胺和间-亚二甲苯基二胺。由这些单体得到的聚酰胺特别是尼龙-6,6(聚己二胺己二酸酯),尼龙-4,6和尼龙-6,12。适用于本发明的线型聚酰胺也可以是含有至少90摩尔%对应于上述聚酰胺重复单元的共聚酰胺,其它重复单元可以源于二酸、二胺、氨基酸或内酰胺单体。特别提到的共聚酰胺包括含有少于5摩尔%的尼龙-6单元的尼龙-6,6/6。适用于本发明的聚酰胺也可以包括在这些聚合物生产中常规作为链限制剂的单官能单体。
在本发明的第一实施方案中,化合物B是含有星形或H形大分子链和(如果适合)线型大分子链的聚合物或聚合物组合物。例如,在文献FR2743077,FR2779730,US5959069,EP0632703,EP0682057和EP0832149中记载了含有这种星形或H形大分子链的聚合物或聚合物组合物。当与线型聚酰胺酰相比较时,已知这种化合物具有改进的熔体指数。根据ISO标准1133,在275℃下,在100克负荷下,测得本发明上下文中所使用化合物B的熔体指数为大于20克/10分钟。
通过使用含有至少三个反应性官能团的多官能化合物可以得到星形或H形大分子链,所有反应性官能团是相同的。在聚合过程中存在其它单体的情况下,可使用该化合物作为共聚单体。在挤出操作阶段,也可以使其和聚酰胺接触。
星形或H形大分子链含有一个芯和至少三个聚酰胺支链。借助于共价键通过酰胺基或其它性质的基团支链与芯相连。芯是有机或有机金属化合物,优选烃基化合物,其非必需地包括杂原子和与之相连的支链。支链是聚酰胺链。它们显示分支状的,对于H形结构情况尤其如此。构成支链的聚酰胺链优选是通过内酰胺或氨基酸的聚合得到的类型,例如尼龙-6类型。
除星形或H形链之外,化合物B非必需地包括线型聚酰胺大分子链。化合物B中星形或H形链的数量与星形或H形链和线型链的总数量的重量比是0.1-1,端点包括在内。优选是0.5-1。
根据本发明方法的第一实施方案,化合物B是星形聚酰胺,即含有星形大分子链的聚酰胺,其使用包括下述的单体混合物通过共聚作用得到:
a)含有至少三个选自胺、羧酸及其衍生物的反应性官能团的多官能化合物,所有反应性官能团是相同的,
b)下面通式(IIa)和(IIb)的单体:
X-R2-Y(IIa)或
Figure A0280537300101
c)非必需地,下面通式(III)的单体:
              Z-R3-Z                     (III)
式中:
●Z代表与多官能化合物的反应性官能团相同的官能团,
●R2和R3可相同或不同,表示含有2-20个碳原子和可包括杂原子的取代或未取代的脂族、脂环族或芳族烃基基团,
●当X表示羧基时,Y为伯胺基团,或
●当X表示伯胺基团时,Y为羧基。
在文献FR2743077和FR2779730中描述了这种生产工艺。
在使用共聚单体c)的情况下,有利地进行聚合(缩聚作用)反应直到达到热力学平衡。
单体混合物可以含有其它化合物,例如链限制剂、催化剂或添加剂。
这种方法导致星形大分子链的形成,非必需地形成线型大分子链。采用下述公式测定星形大分子链的数量相对于链总数的百分比PS:
●多官能化合物含有4个反应性官能团的情况:
PS = 4 T 0 X d 3 ( 1 - X d ) + T 0 X d 4 N 0 ( 1 - X d ) - 2 R 0 X d - 4 T 0 X d + R 0 [ 1 - ( 1 - X d ) 2 ] + T 0 [ 1 - ( 1 - X d ) 4 ] × 100
式中:
X d = 1 - [ COOH ] 2 R 0 + 4 T 0 + N 0
如果反应性官能团是酸官能团
X d = 1 - N 0 - [ NH 2 ] 2 R 0 + 4 T 0 + N 0
如果反应性官能团是胺官能团,T0表示多官能化合物的摩尔数,N0表示式(IIa)或(IIb)单体的初始摩尔数,R0表示式(III)单体的初始摩尔数。
●当多官能化合物含有3个反应性官能团的情况:
PS = T 0 X d 3 N 0 ( 1 - X d ) - R 0 X d - 3 T 0 X d + T 0 [ 1 - ( 1 - X d ) 3 ] × 100
式中:
X d = 1 - [ COOH ] 2 R 0 + 3 T 0 + N 0
如果反应性官能团是酸官能团
X d = 1 - N 0 - [ NH 2 ] 2 R 0 + 3 T 0 + N 0
如果反应性官能团是胺官能团,T0表示多官能化合物的摩尔数,N0表示式(IIa)或(IIb)单体的初始摩尔数,R0表示式(III)单体的初始摩尔数。
根据本方法的第二个实施方案,化合物B是H形聚酰胺,即含有H形大分子链的聚酰胺,其使用包括下述的单体混合物通过共聚反应得到:
a)每克基质1-50μmol的含有至少三个选自胺、羧酸及其衍生物的反应性官能团的多官能化合物,反应性官能团是相同的,
b)内酰胺和/或氨基酸
c)选自二羧酸和二胺的双官能化合物
d)具有选自胺、羧酸及其衍生物的官能团的多官能化合物,当a)的官能团是酸时,c)和d)的官能团是胺,当a)的官能团是胺时,c)和d)的官能团是酸,
a)的官能团与c)和d)的官能团总量之间的当量比在1.5-0.66之间,c)的官能团与d)的官能团之间的当量比在0.17-1.5之间。
在文献US5959069中记载了该工艺以及该聚合物。
根据本方法的第三个实施方案,例如使用挤出装置,通过熔体混合由内酰胺和/或氨基酸和含有至少三个选自胺和氨基酸官能团的相同反应性官能团的多官能化合物的聚合而得到的聚酰胺类型来制备化合物B。聚酰胺例如是尼龙-6。
在文献EP0682070和EP0672703中记载了这种生产工艺。
根据本发明另一个实施方案,化合物B是多官能化合物,例如用作合成以上和下面描述的星形聚酰胺和/或H形聚酰胺的芯的那些。以与引入星形聚酰胺或H形聚酰胺类型的化合物B工艺相近似的方式,将这种化合物直接添加到熔体形成的化合物A中。
所使用的多官能化合物选自乔木状或树枝状结构的化合物。它们也可以选自下式(I)表示的化合物:
式中:
●R1为含至少两个碳原子和可包括杂原子的线型或环状芳族或脂族烃基基团,
●A为共价键或含1-6个碳原子的脂族烃基基团,
●z表示伯胺基团或羧基,
●m为3-8的整数。
根据另一优选特性,基团R1是脂环族基团,如四价环己酮(cyclohexanonyl)基,或1,1,1-三苯甲基丙烷(1,1,1-triylpropane)或1,2,3-三苯甲基丙烷。
作为适用于本发明的其它基团R1,可以提及例如被取代或未被取代的三价苯基和环己基基团,亚甲基数目有利地在2-12之间的四价二氨基多亚甲基,如源于EDTA(乙二胺四乙酸)的基团,八价环己酮基或环己二酮基,和源于从多元醇如乙二醇、季戊四醇、山梨醇或甘露醇与丙烯腈的反应所得到的化合物的基团。
基团A优先为亚甲基或多亚甲基如乙基、丙基或丁基,或多氧烯基如多氧乙烯基。
根据本发明的一个优选实施方案,数m大于3,有利地等于3或4。
以X-H表示的多官能化合物的反应性官能团能够形成酰胺官能团。
式I的多官能化合物的例子包括2,2,6,6-四(β-羧乙基)环己酮,下式所示的二氨基丙烷-N,N,N’,N’,-四乙酸:
或由三羟甲基丙烷或甘油与环氧丙烷反应和端羟基的胺化作用产生的化合物。后者化合物由Huntsman公司出售,商标名是Jeffamines T,且具有通式:
式中:
-R1表示1,1,1-三苯甲基丙烷或1,2,3-三苯甲基丙烷,
-A表示多氧乙烯基。
在文献US5346984,US5959069,WO96/35739和EP672703中特别提及了适合的多官能化合物的例子。
特别提及的有:次氮基三烷基胺,特别是次氮基三乙胺,二亚烷基三胺,特别是二乙三胺,三亚烷基四胺和四亚烷基五胺,亚烷基优选为亚乙基或4-氨基乙基-1,8-辛二胺。
还可以提及的是式(II)的树状物
(R2N-(CH2)n)2-N-(CH2)x-N-((CH2)n-NR2)2    (II)
式中
R是氢原子或基团-(CH2)n-NR1 2,式中
R1是氢原子或基团-(CH2)n-NR2 2,式中
R2是氢原子或基团-(CH2)n-NR3 2,式中
R3是氢原子或基团-(CH2)n-NH2
n是2-6的整数
x是2-14的整数。
n优选为等于3或4的整数,特别是3,且X优选为2-6的整数(端点包括在内),优选等于2,3或4,且特别是2。可以独立于其它部分来选择每个基团R。基团R优选为氢原子或基团-(CH2)n-NH2
可以提及的多官能化合物含有3-10个,优选3或4个羧酸基团。其中优选的是具有芳族和/或杂环的那些化合物,所述芳族和/或杂环例如苄基、萘基、蒽基、联苯基和三苯基或杂环如吡啶、联吡啶、吡咯、吲哚、呋喃、噻吩、嘌呤、喹啉、菲、紫菜碱、酞菁和萘菁。特别优选的酸是3,5,3’,5’-联苯四羧酸,衍生于酞菁和萘菁的酸,3,5,3’,5’-联苯四羧酸,1,3,5,7-萘四羧酸,2,4,6-吡啶三羧酸,3,5,3’,5’-联吡啶四羧酸,3,5,3’,5’-二苯甲酮四羧酸和1,3,6,8-吖啶四羧酸,甚至特别是1,3,5-苯三酸和1,2,4,5-苯四羧酸。还可以提及的多官能化合物为其芯是具有对称点的杂环,例如1,3,5-三嗪,1,4-二嗪、三聚氰胺,衍生于2,3,5,6-四乙基哌嗪、1,4-哌嗪和四硫富瓦烯的化合物。更加可以提及的是1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基己酸(TTAC)。
在混合物中化合物B相对于化合物A和B的重量比有利地小于30%,优选小于20%且甚至更优选小于15%。根据这个特性,不考虑可能存在的其它添加剂。
由化合物A和B的混合物制得的纱、纤维和丝包括星形或H形聚酰胺大分子链和线型聚酰胺链。星形或H性大分子链相对于星形或H形和线型大分子链的总重量的比例优选小于25%,甚至更优选小于15%。
在第一个实施方案中,本发明的方法可以用于POY,HOY或FEI类型的高速纺丝工艺(例如速度大于3500米/分钟),用于制造复丝纱,或用在LOY工艺中用于制造纤维。
意想不到的是发现所得纱的拉伸性能大于由常规线型聚酰胺得到的纱,例如尼龙-6,6,其机械性能是相当的,并且与这些产品在各种应用例如纺织品工业中的用途是相适应的。特别是,根据本发明方法所得到产品具有与尼龙-6,6相当的断裂模量和断裂残余伸长率。
这一改进的拉伸性能进而可以提高制造纱工艺的生产效率,这种工艺或者通过提高纺丝速度或者通过增加施加于所得纱的拉伸比或者通过这两种方式来提高生产效率。换句话说,对于获得相同水平的断裂模量和断裂伸长率来说,本发明方法制造的纱、纤维或单丝具有比施加于线型聚酰胺纱高的总拉伸比、施加于纺丝过程的拉伸比加上施加于拉伸步骤阶段的拉伸比。
本发明方法也可以通过熔纺和拉伸来生产具有非常细的纱线支数的纱,例如小于0.8分特和优选小于0.6分特。特别是,可以根据本发明的方法,以与使用线型聚酰胺制备纱的相似方式和相似装置在模出口处生产出具有细纱线支数的纱。但是,因为可以在采用本发明方法所制得的纱上施加更高的拉伸比,容易理解,对于相当的机械性能来说,本发明的纱的最终纱线支数显著降低。具有非常少的纱线支数的纤维制造来说,这一可能性是非常有利的。
根据第二个实施方案,本发明的方法可以用于以高分子量线型聚酰胺为起始原料来制造纱、纤维和丝。这种聚酰胺通常用于获得改进的机械性能和/或改进的耐化学性或耐热性能,例如耐磨蚀性。特别适用于造纸机毛毡的纤维的制造。与不含该化合物的情况下所需条件相比较,使用化合物B可以在较低温度和/或在较低压力下进行纺丝。所以由于聚酰胺的分子量较高可以获得更加耐磨蚀性的纱,或者采用较少限制性的方法获得性能相似的纤维。通过特定实施方案,线型聚酰胺是在25℃下在浓度为0.01克/毫升的96%硫酸溶液中测定的相对粘度大于3.5,优选大于3.8的尼龙-6。
根据一个特定的实施方案,在混合化合物A和B的操作中,以干燥的形式(优选具有的含水量小于0.3%)引入这些化合物,加入能够催化聚酰胺缩聚作用的化合物,其优选重量浓度为0.005%-5%。这种化合物选自磷化合物,例如磷酸或三(2,4-二-叔-丁基苯基)亚磷酸盐(CIBA公司出售的Irgafos 168,或与N,N-亚己基-双(3,5-二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺),Irganox B 1171的混合物)。以粉末形式或者以浓缩物的形式将这种化合物加入到聚酰胺基质(母料)中。在单螺杆或双螺杆挤出机中进行各种化合物的混合。
为制造用于无纺布形式的造纸机毛毡的纤维,通常在小于1000米/分钟的中速条件下进行纺丝,并且进行后续拉伸操作。
根据下面的实施例可以更加清楚地突出本发明的其它细节或优点,其仅仅是作为指导给出。
使用下面的化合物:
化合物A:尼龙-6,6,其在25℃下,在浓度为0.01克/毫升的90%的甲酸溶液中测定的粘度指数为136毫升/克,且具有的酸末端官能团(GTA)的浓度为55毫克当量(meq)/克的聚合物和胺末端官能团(GTC)的浓度为66毫克当量(meq)/克的聚合物。
化合物B:星形聚酰胺,根据文献FR2743077记载的方法,在0.5摩尔%的2,2,6,6-四(羧乙基)环己酮的存在下,使用已内酰胺通过共聚作用得到的,其含有约80%的星形大分子链和20%的线型大分子链,具有根据上述方法测定的98.2毫升/克的粘度指数,13.9meq/g的GTA和165.3meq/g的GTC,以及在100克负荷、275℃下测定的55克/10分钟的熔体中的熔体指数。
化合物C:尼龙-6,在25℃下,在浓度为0.01克/毫升的96%的硫酸溶液中测定的相对粘度为约3.8,由BASF公司出售的B4000。
在装有空气调节设备的50%RH和23℃房间中放置的Erichsen拉伸测试机上,在这种条件下调节纱72小时之后,测定纱的断裂伸长率和断裂应力性能。纱的初始长度是50毫米,运行速度为50毫米/分钟。根据ISO标准2062或AFNOR标准07-002进行这些测定。
实施例1-4
使用单螺杆挤出装置熔体混合这些化合物,然后在调入(call)第一点的速度(也称作纺丝速度)为200米/分钟下对熔体进行纺丝,获得含有34根丝的具有如下面表I所示总纱线支数的连续纱。纺丝条件整理在下面的表I中,所得纱的性能整理在表II中。
表I
实施例 组合物(%重量) 模温度(℃) 纺丝压力(巴) 模中聚合物的流速,克/分钟 纺丝速度(米/分钟)
 1c 化合物A:100% 276  230  1.23  4200
 2 化合物A:90%化合物B:10% 276  280  1.23  4200
 3 化合物A:90%化合物B:10% 276  280  1.23  4800
 4 化合物A:90%化合物B:10% 276  280  1.23  5400
表II
实施例 总纱线支数(分特) 断裂处伸长率(%) 在5%伸长率的模量(cN/分特)
 1c  100  70  109
 2  99  94.2  104
 3  86  86.6  116
 4  76.6  76.2  137
在拉丝滑轮(block)上拉伸在4200米/分钟速度下得到的纱,所得纱的性能整理在下面的表III中。
表III
实施例 拉伸 纱线支数(分特) 断裂伸长率(%) 在5%伸长率的模量(cN/分特)
 1c  1.312  81.2  36.9  257
 2  1.437  71.4  44.6  257
这些试验表明,根据本发明可以对纱施加较高的拉伸比,同时获得与由具有较高残余伸长率的尼龙6,6纱制得的纱相同的具有5%模量的纱。高残余伸长率可以改进纱的可加工性。
实施例5
使用双螺杆挤出装置熔体混合这些化合物,然后在调入第一点的速度为3300米/分钟下对熔体进行纺丝。获得55分特/10根丝的连续复丝纱。温度、压力和纺丝速度以及所得纱的性能列于表IV中。
对比例6
如实施例5所述仅使用化合物C制备纱。温度、压力和纺丝速度以及所得纱的性能列于表IV中。
表IV
实施例5 对比例6
化合物C 80% 100%
化合物B 20%
纺丝温度 285℃ 320℃
纺丝速度 几乎没有断裂 大量断裂
模的压力 150巴 150巴
断裂处伸长率(%) 95 95
断裂应力(cN/分特) 25 25

Claims (22)

1.制造合成的聚酰胺基纱、纤维和丝的方法,包括下述操作:
i)以熔体形式混合下面的至少一种化合物A和B:
●化合物A:线型聚酰胺
●化合物B选自:
■含有下述结构的聚酰胺或聚酰胺组合物:
-星形或H形大分子链,其含有一个或多个芯和与所述芯连接的至少三个聚酰胺支链或三个聚酰胺链段,其由氨基酸和/或内酰胺单体制得,
-如果适合,由氨基酸和/或内酰胺单体获得的线型聚酰胺大分子链,在275℃下,在100克负荷下,根据ISO标准1133测定的聚酰胺或聚酰胺组合物的熔体流动指数大于20克/10分钟,和
■包括至少三个相同的酸或胺官能团的多官能化合物,
ii)对熔体形式的混合物进行纺丝,和
iii)非必需地拉伸所得的纱、纤维或丝。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于化合物B中星形或H形大分子链与星形或H形大分子链和线型链的总量的重量比为0.1-1。
3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于化合物B是星形聚酰胺,其是用包括下述的单体混合物通过共聚作用得到的:
a)含有至少三个选自胺、羧酸及其衍生物的反应性官能团的多官能化合物,所有反应性官能团是相同的,
b)下面通式(IIa)和/或(IIb)的单体:
X-R2-Y(IIa)或
C)非必需地,下面通式(III)的单体:
Z-R3-Z                      (III)
式中:
●Z代表与多官能化合物的反应性官能团相同的官能团,
●R2和R3可相同或不同,表示含有2-20个碳原子和可包括杂原子的取代或未取代的脂族、脂环族或芳族烃基基团,
●当X表示羧基时,Y为伯胺基团,或
●当X表示伯胺基团时,Y为羧基。
4.根据权利要求1或2的方法,其特征在于化合物B是H形聚酰胺,其是使用包括下述的单体混合物通过共聚反应得到:
a)每克聚合物化合物B1-50μmol的含有至少三个选自胺、羧酸及其衍生物的反应性官能团的多官能化合物,反应性官能团是相同的,
b)内酰胺和/或氨基酸
c)选自二羧酸和二胺的双官能化合物
d)官能团选自胺、羧酸及其衍生物的多官能化合物,当a)的官能团是酸时,c)和d)的官能团是胺,当a)的官能团是胺时,c)和d)的官能团是酸,
a)的官能团与c)和d)的官能团总量之间的当量比在1.5-0.66之间,c)的官能团与d)的官能团之间的当量比在0.17-1.5之间。
5.根据权利要求1或2的方法,其特征在于化合物B是通过挤出一种类型的聚酰胺获得的,这种类型的聚酰胺是通过内酰胺和/或氨基酸与包括至少三个选自胺和羧酸及其衍生物的反应性官能团的多官能化合物的聚合而得到的,所述反应性官能团是相同的。
6.根据权利要求3-5任一项的方法,其特征在于多官能化合物具有乔木状或树枝状结构。
7.根据权利要求3-5任一项的方法,其特征在于多官能化合物是式(I)所表示的化合物:
Figure A0280537300031
式中:
●R1为含至少两个碳原子和可包括杂原子的线型或环状芳族或脂族烃基基团,
●A为共价键或含1-6个碳原子的脂族烃基基团,
●z表示伯胺基团或羧基,
●m为3-8的整数。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于多官能化合物选自2,2,6,6-四(β-羧乙基)环己酮、1,3,5-苯三酸、2,4,6-三(氨基己酸)-1,3,5-三嗪和4-氨基乙基-1,8-辛二胺。
9.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于混合物中化合物B相对于化合物A和B总重量的重量比小于30%。
10.根据权利要求9的方法,其特征在于混合物中化合物B相对于化合物A和B总重量的重量比小于20%。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于混合物中化合物B相对于化合物A和B总重量的重量比小于15%。
12.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于混合物中化合物B的星形或H形大分子链相对于化合物A和B总重量的重量比小于25%。
13.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于混合物中化合物B的星形或H形大分子链相对于化合物A和B总重量的重量比小于15%。
14.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于化合物A是选自尼龙-6,尼龙-11,尼龙-12和基于这些聚酰胺的混合物和共聚体的聚酰胺。
15.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于化合物A是具有相对粘度大于3.5的尼龙-6。
16.根据权利要求1-13任一项的方法,其特征在于化合物A是由二酸单体和二胺单体得到的线型聚酰胺。
17.根据权利要求16的方法,其特征在于化合物A是由己二酸和1,6-己二胺得到的尼龙-6,6。
18.根据权利要求16或17的方法,其特征在于化合物A是含有至少90摩尔%的1,6-己二胺己二酸酯重复单元的共聚酰胺。
19.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于向混合物中添加能够催化聚酰胺的缩聚作用的化合物,化合物A和B是干燥形式。
20.根据上述权利要求任一项的方法,其特征在于在纺丝速度大于3500米/分钟的条件下进行纺丝。
21.通过上述权利要求任一项的方法制得的纱、纤维和丝。
22.通过权利要求1-20任一项的方法制得的纱、纤维和丝,其特征在于单丝纱线支数小于0.8分特,且优选小于0.6分特。
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