CN1632195A - 可酸性染色的聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可酸性染色的聚酯纤维及其制备方法。将聚酰胺与聚乙烯－甲基丙稀酸盐组合成聚酯可酸性染色的复合添加剂，添加到聚酯化合物中，经共混纺丝，制得可酸性染色的聚酯纤维。由于该复合添加剂的加入，特别是聚乙烯－甲基丙稀酸盐的引入，提高了聚酯与聚酰胺的相容性，使聚酯纤维具有较好的酸性可染性和良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种可酸性染色的聚酯纤维及其制备方法，特别是指用于聚酯纺丝工序中。
背景技术
聚酯是由二元醇与二元酸经酯化、缩聚而成的线型大分子化合物。它不仅强度高、模量大，耐光性、耐化学试剂腐蚀性优良，而且干湿态都有良好的力学性能和尺寸稳定性。因此聚酯纤维是应用最广的纺织材料之一。
但聚酯由于其化学组成和结构的特殊性，上染困难，染料不易在纤维内部固着，因而，只能采用颗粒较小的分散染料在高温、高压条件下染色，所得织物色调、风格均受限制。当聚酯与羊毛、蚕丝的混纺织物染色时则还需采用两种不同类型的染料进行二次染色，所得织物手感差，色光暗淡，还使生产成本增加。
为了使聚酯纤维能够用酸性染料染色，纤维内部必须具备能与染料分子里的酸性基团相结合的碱性染座，因此自聚酯纤维问世和工业化以来，人们对引进各种能与酸性基团相结合的具有碱性染座的添加剂的研究从未停止过，并形成了不少专利，现归纳如下：
(1)涉及采用以聚酰胺为基体的聚酯可酸性染色的添加剂的专利有加拿大专利No.974340和美国专利No.38674778。前者以聚酰胺6和聚酰胺66作为聚酯的酸性染色位添加剂，同时还加入含少量叔氮基团的聚酰胺提高了聚酯的酸性可染性；后者将含有叔氮基团的聚酰胺与聚酯共混纺丝，得到褐色纤维，染色后纤维的亮度下降，该专利同时还介绍了加入磷酸化合物来提高其酸性可染性。
由于聚酯与聚酰胺不仅在热力学上是不相容的体系，而且在动力学上也是不相容体系。聚酯与聚酰胺均属结晶高聚物，结晶高聚物共混体系的主要特征之一是结晶相分离，共混后的聚酯与聚酰胺趋向于严重的相分离，会导致脱层、脆化或表面老化等现象，其结果共混物的化学和力学性能极大地遭到破坏，甚至低于单组分的性能。以上专利，单靠机械共混的方法不能使聚酯与聚酰胺共混体系的相容性得到很好地改善，当聚酰胺的加入量较低时，其酸性可染的上染情况不理想；当聚酰胺的加入量较大时，其共混纤维在聚酯基质中会形成聚酰胺微丝，增加了纺丝加工的难度，同时使其力学性能有所下降，不能完全满足服用的要求。
(2)涉及采用二-(六亚甲基)三胺为基体的聚酯可酸性染色的添加剂的专利有美国专利No.5322923、No.60165373(CN1433446A)，其目的是提高酸性染色位的数量，减少添加剂的加入量，降低生产成本。
由于上述二专利均采用含二-(六亚甲基)三胺的聚酰胺盐，所得到共混体系的粘度较大，且未能解决聚酯与聚酰胺之间的相容性问题，因此不易纺丝成型，使最终的可酸性染色聚酯纤维的机械性能较差，不能完全满足服用的要求。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种使聚酯纤维具有较好的酸性可染性及良好机械性能的聚酯可酸性染色的复合添加剂，经共混纺丝，制得可酸性染色的聚酯纤维。
为解决如下问题，采用如下技术方案
1)将聚酰胺与聚乙烯-甲基丙稀酸盐组成的聚酯可酸性染色复合添加剂，添加到聚酯化合物中，经共混纺丝，制得可酸性染色的聚酯纤维，所述聚酰胺为聚酰胺-6、聚酰胺-66；所述聚乙烯-甲基丙稀酸盐为聚乙烯-甲基丙烯酸钠、聚乙烯-甲基丙烯酸锌；所述聚酯化合物为对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯、对苯二甲酸丁二醇酯。
2)将聚酯、聚酰胺、聚乙烯-甲基丙烯酸盐分别放置在常用干燥设备中进行干燥，使三种聚合物的含水量均达到低于100ppm为止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥条件为：温度100-120℃，干燥时间12-24小时；聚乙烯-甲基丙烯酸盐的干燥条件为：温度80-100℃，干燥时间8-10小时。
3)将聚酯、聚酰胺与聚乙烯-甲基丙稀酸盐按重量百分比为65～94∶5～25∶1～10进行混合，经搅拌预混后，用双螺杆熔融共混挤出造粒，双螺杆各区加热温度设定为一区200-270℃，二区200-280℃，三区200-280℃，四区200-280℃。由螺杆出口处挤出的丝条经水槽冷凝、切粒得到共混的粒料。
4)将上述共混粒料在100-120℃下干燥12-24小时，使它们含水量低于100ppm，用纺丝机进行纺丝、卷绕、拉伸制得可酸性染色的聚酯纤维。该酸性可染聚酯纤维，用常规酸性染料染色工艺进行染色，能够得到较高的上染率，并具有良好的机械强度和服用性能。
纺丝工艺条件如下：螺杆加热温度设定为一区200-270℃，二区210-300℃，三区210-300℃，四区210-300℃，纺丝组件210-300℃；卷绕速度500-3000m/min；拉伸热辊温度40-90℃，拉伸热板温度40-160℃，拉伸倍率2.0-6.0。
本发明优点是首先是在聚酯纤维内部引进了能与酸性基团相结合的具有碱性染座的聚酰胺添加剂，该添加剂的引入使聚酯纤维采用酸性染料染色具有可能性。与此同时，再引入聚乙烯-甲基丙烯酸盐作为提高聚酯与聚酰胺相容性的添加成分。这种共混改性纤维由于引入聚乙烯-甲基丙烯酸盐作为聚酯与聚酰胺的相容剂，经共混保证了聚酯与聚酰胺的各相颗粒粒径均匀、稳定，同时聚乙烯-甲基丙烯酸盐分别与聚酯和聚酰胺发生化学反应，聚乙烯-甲基丙烯酸盐链段分别接到了聚酯和聚酰胺的分子链上，形成共健价和离子健，建立了具有界面亲和性的相结构，从而提高了聚酯和聚酰胺的相容性。因此，特别是当聚酰胺的加入量较大时，不仅能消除其共混纤维中在聚酯基质中形成的导致强度下降的聚酰胺微丝，提高了聚酯纤维总体的机械性能，满足了服用的要求，同时又使该聚酯纤维具有良好的酸性可染性。
具体实施方式
实施例1：
1)将2000g聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、400g聚酰胺66、100g聚乙烯-甲基丙烯酸盐分别放置在真空烘箱(真空度低于-0.1MPa)中干燥，均使三种聚合物的含水量达到低于100ppm为止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥条件为：温度120℃，干燥时间24小时；聚乙烯-甲基丙烯酸盐的干燥条件为：温度80℃，干燥时间10小时。
2)将聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺66与聚乙烯-甲基丙稀酸盐三者各1640g、300g、60g，共2000g进行混合，经搅拌预混后，用双螺杆熔融共混挤出造粒，双螺杆各区加热温度设定为一区240℃，二区250℃，三区260℃，四区250℃。由螺杆出口处挤出的丝条经水槽冷凝、切粒得到共混的粒料1800g。
3)将上述共混粒料在120℃下干燥18小时，使它们含水量低于100ppm，用纺丝机进行纺丝、卷绕、拉伸制得可酸性染色的聚酯纤维1200g。
纺丝工艺条件为：螺杆加热温度设定为一区260℃，二区270℃，三区275℃，四区277℃，组件275℃；卷绕速度800m/min；拉伸热辊温度70℃，拉伸热板温度125℃，拉伸倍数为3.3倍，制得牵伸丝1200g。经检该测聚酯纤维的断裂强度为3.3cN/dtex，断裂伸长为48％。
4)将上述牵伸丝进行染色，染色配方和工艺如下
配方 实际用量
PTT共混改性纤维 10g
染料 1％(C.I酸性黄72) 0.1g
硫酸钠 10％ 1g
醋酸 3ml/100g纤维 0.3ml
水量 ml(按浴比1∶50计) 500ml
将配制好的酸性染料溶液和聚酯纤维加入1000ml烧杯中，起染温度为常温，升温速度为1℃/分钟，升温至100℃，沸染60分钟，降温至40℃，排液，水洗3次，烘干得样品。经检测该有色聚酯纤维的上染率为83％。
实施例2：
1)将2500g聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、800g聚酰胺66、150g聚乙烯-甲基丙烯酸盐分别放置在真空烘箱(真空度低于-0.1MPa)中干燥，均使三种聚合物的含水量达到低于100ppm为止。其中，聚酯、聚酰胺的干燥条件为：温度100℃，干燥时间24小时；聚乙烯-甲基丙烯酸盐的干燥条件为：温度100℃干燥时间8小时。
2)将聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺66与聚乙烯-甲基丙稀酸盐三者分别为2280g、600g、120g，共3000g进行混合，经搅拌预混后，用双螺杆熔融共混挤出造粒，双螺杆各区加热温度设定为一区235℃，二区245℃，三区255℃，四区245℃。由螺杆出口处挤出的丝条经水槽冷凝、切粒得到共混的粒料2700g。
3)将上述共混粒料在110℃下干燥20小时，使它们含水量低于100ppm，用纺丝机进行纺丝、卷绕、拉伸制得可酸性染色的聚酯纤维2300g。
纺丝工艺条件为：螺杆加热温度设定为一区257℃，二区270℃，三区274℃，四区275℃，组件275℃，卷绕速度1000m/min；拉伸热辊温度68℃，拉伸热板温度125℃，拉伸倍数为3.5倍，得到牵伸丝2300g。经检测聚酯纤维的断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长为45％。
4)将上述牵伸丝进行染色，染色配方和工艺如下
配方 实际用量
PTT共混改性纤维 10g
染料 1％(C.L酸性蓝) 0.1g
硫酸钠 10％ 1g
醋酸 3ml/100g纤维 0.3ml
水量 ml(按浴比1∶50计) 500ml
将配制好的酸性染料溶液和聚酯纤维加入1000ml烧杯中，始染温度为常温，升温速度为1℃/分钟，升温至100℃，沸染70分钟，降温至40℃，排液，水洗3次。烘干得样品，经检测该有色聚酯纤维的上染率为78％。
Claims (2)
1.可酸性染色的聚酯纤维，其特征在于在聚酯化合物中还包括聚酰胺与聚乙烯-甲基丙稀酸盐组成的复合添加剂，所述聚酰胺为聚酰胺-6或聚酰胺-66；所述聚乙烯-甲基丙稀酸盐为聚乙烯-甲基丙烯酸钠或聚乙烯-甲基丙烯酸锌；所述聚酯化合物为对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸丙二醇酯或对苯二甲酸丁二醇酯。
2.可酸性染色的聚酯纤维的制备方法，其特征在于：
A.将聚酯、聚酰胺、聚乙烯-甲基丙烯酸盐分别放置在常用干燥设备中进行干燥，使三种聚合物的含水量均达到低于100ppm为止，其中，聚酯、聚酰胺的干燥条件为：温度100-120℃，干燥时间12-24小时；聚乙烯-甲基丙烯酸盐的干燥条件为：温度80-100℃，干燥时间8-10小时；
B.将聚酯、聚酰胺与聚乙烯-甲基丙稀酸盐按重量百分比为65～94∶5～25∶1～10进行混合，经搅拌预混后，用双螺杆熔融共混挤出造粒，双螺杆各区加热温度设定为一区200-270℃，二区200-280℃，三区200-280℃，四区200-280℃，由螺杆出口处挤出的丝条经水槽冷凝、切粒得到共混的粒料；
C.将上述共混粒料在100-120℃下干燥12-24小时，使其含水量低于100ppm，经纺丝、卷绕、拉伸制得可酸性染色的聚酯纤维，纺丝工艺条件为螺杆加热温度设定为一区200-270℃，二区210-300℃，三区210-300℃，四区210-300℃，纺丝组件210-300℃；卷绕速度500-3000m/min；拉伸热辊温度40-90℃，拉伸热板温度40-160℃，拉伸倍率2.0-6.0。
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