一種聚酯纖維及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種聚酯纖維及其制備方法。所述的聚酯纖維，其特征在于，包含聚酯和胺基封端聚醚，其中，胺基封端聚醚的含量為聚酯質量的0.1?10％。本發明的聚酯纖維具有特性粘數高、纖維強度高、色澤優異、成本低廉等特點；本發明聚酯纖維的制備方法具有工藝簡單、紡絲溫度低以及紡絲前后樹脂特性粘數變化小等特點。
【專利說明】
-種聚目旨纖維及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于化纖領域，設及一種聚醋纖維，具體設及一種含有胺基封端聚酸化合 物的聚醋纖維及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚醋是由多元醇和多元酸縮聚而得的聚合物總稱。主要指聚對苯二甲酸乙二醋 (PET)，習慣上也包括聚對苯二甲酸下二醋(PBT)和聚芳醋等線型熱塑性樹脂。聚碳酸醋(簡 稱PC)是分子鏈中含有碳酸醋基的高分子聚合物，也屬于廣義范疇下的聚醋。聚碳酸醋根據 醋基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型，但工業主要指雙酪A型聚碳 酸醋。
[0003] 聚醋纖維是指W聚醋為原料所制得纖維的統稱。運類纖維具有熱穩定性好，高強 度、良好的尺寸穩定性等優異性能，不但廣泛用于各種衣著用品、床上用品、室內裝飾用品 等日常生活領域，也廣泛應用于輪胎、機械橡膠制品、繩、網、吊索(帶）、±工、安全帶等工業 領域。
[0004] 近年來，隨著聚醋纖維應用領域的不斷擴大，對聚醋纖維提出了輕量化和高強化 的要求，尤其是對其工業絲的強度要求越來越高。提高聚醋纖維強度的方法除了優化紡絲 工藝之外，最根本的方法為提高聚醋的分子量。分子量的提高意味著聚醋烙體粘度的快速 升高，而要保證紡絲的順利進行則需要提高紡絲溫度或/和烙體剪切速度。但是另一方面， 過分提高紡絲溫度和烙體剪切速度都會導致聚醋的熱降解，引起分子量降低，導致纖維性 能的劣化。因而，高分子量聚醋纖維的制備一直是聚醋纖維領域的一個難題。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種具有較高單絲拉伸強度的聚醋纖維及其 制備方法。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種聚醋纖維，其特征在于，包含聚醋和胺 基封端聚酸，其中，胺基封端聚酸的含量為聚醋質量的0.1-10%。
[0007] 優選地，所述的聚醋為聚對苯二甲酸乙二醇醋、聚對苯二甲酸下二醇醋、聚糞二甲 酸乙二醇醋、聚糞二甲酸下二醇醋、聚對苯二甲酸丙二醇醋、聚對苯二甲酸環己燒二甲醇 醋、聚碳酸醋或聚乳酸。
[000引更優選地，所述的聚醋為聚對苯二甲酸乙二醋，聚對苯二甲酸下二醇醋或聚碳酸 醋。
[0009] 優選地，所述的聚醋的特性粘數在0.60dl/g-1.2dl/g之間。
[0010] 優選地，所述的胺基封端聚酸的化學式如下：
[0011]
[001^ 其中，R為Cl-Cio的烷基;m、n為正整數。
[0013] 優洗化，所冰的胺某卦端聚聯的結構式化下：
[0014]
[001引式中，x、y、z為正整數，n為非負整數，R1、R2、R3、R4相互獨立地選自氨原子W及Cl-ClO的烷基。
[0016] 口(^；去l?^R忠且壬T^?班唐雨濁l?^^主說：；：^*^下-
[0017]
[001引式中，a、b、c為非負整數且a+b+c為正整數，35、1?6、1?7、1?8相互獨立地選自氨原子^ 及Cl-ClO的烷基。
[0019] 優佛+出.祈冰的腺甚封端聚酸具有如下結構的末端基；
[0020]
[0021] 優選地，所述的胺基封端聚酸的結構為：
[0022]
[0023] 優選地，所述的胺基封端聚酸的含量為聚醋質量的0.5-5%。
[0024] 本發明還提供了聚醋纖維的制備方法，其特征在于，包括：
[0025] 步驟1:在惰性氣流下，將聚醋導入到螺桿擠出機的主進料口，將胺基封端聚酸導 入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚酸進行混合；
[00%]步驟2:將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在一定溫度下，經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到聚醋纖維。
[0027] 優選地，所述的一定溫度為聚醋的烙融溫度W上20-60°C。
[0028] 本發明中的胺基封端聚酸是一類主鏈為聚酸，末端基為胺基的化合物。胺基封端 聚酸是一般通過聚乙二醇、聚丙二醇或者乙二醇/丙二醇共聚物與結構調節劑在高溫高壓 下氨化得到的。本發明中的胺基封端聚酸不含有徑基，除此之外對胺基封端聚酸的結構并 沒有特別限制，胺基封端聚酸既可W是單官能度胺基封端聚酸、也可W是雙官能度胺基封 端聚酸、也可W是=官能度胺基封端聚酸。對其分子量也沒有特別限制。考慮到要適當降低 胺基的活性，避免其與聚醋反應，本發明的胺基封端聚酸優選具有W下胺基末端：
[0029]
[0030] 巧，優選單官能團氨基封端聚酸，其中優先分 子量為 式如下：
[0031]
[0032] 其中，R為Cl-ClO的烷基;m、n為正整數。
[0033] 對于=官能度胺基封端聚酸和雙官能度胺基封端聚酸，其分子量優選200到5000。 S官能底眩甚封端聚齡講一擊優化九，
[0034]
[0035] 立地選自氨原子W及Cl-ClO 的 I
[0036]
[0037]
[003引式中，a、b、c為非負整數且a+b+c為正整數，35、1?6、1?7、1?8相互獨立地選自氨原子^ 及Cl-ClO的烷基。
[0039] 本發明的胺基封端聚酸最優先選用=徑甲基丙烷=聚丙二醇酸（胺基封端）（式 V)，在實驗結果測試中，效果最佳。其結構式如下：
[0040]
[OOW 式中，ni、n2、ri3為正整數。
[0042] 本發明中聚醋纖維中胺基封端聚酸的含量一般WO. Iwt%到lOwt%為宜，過低纖 維的紡絲性能不佳，過高則影響聚醋纖維的力學性能。優選〇.5-5wt%，進一步優選為0.5-3wt %、最優選為0.5wt % -1.5wt %。
[0043] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0044] 本發明的聚醋纖維具有聚醋單絲拉伸強度高、紡絲前后樹脂特性粘數變化小、纖 維強度高、色澤優異、易加工、成本低廉等特點。本發明聚醋纖維的制備方法具有工藝簡單、 紡絲溫度低W及紡絲前后樹脂特性粘數變化小等特點。
【具體實施方式】
[0045] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，運些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可W對本發明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0046] 實施例1-11和對比例1-2所采用原料為：
[0047] 聚醋A:陽T，儀征化纖，特性粘數0.65 [004引聚醋B:陽T，儀征化纖，特性粘數1.0;
[0049]聚醋C:PET，儀征化纖，特性粘數1.2;
[(K)加]聚醋D:PBT，儀征化纖，特性粘數1.3;
[0化1]聚醋E:PC，出光IR2500，（MI = 8g/10min，30(TC/1.2kg);
[0化2]聚醋F:陽N帝人I'eonex TN8065S;
[0化3] 胺基封端聚酸a : S徑甲丙烷S聚丙二醇酸（胺基封端），姑:WAMiNE取T -403amine，分子量為430;
[0054] 胺基封端聚酸b :胺基封端聚乙二醇丙二醇共聚物：（N出CH (C出）C出-[OCH (C出） C出]X-[ OC出C出]廣[OC出CH( CH3) ] Z-N此，y > 9，X+Z = 3.6，分子量約為600，JEfFAM搗技液 邸600);
[0化5] 胺基封端聚酸C:胺基封端聚丙二醇JeFFAMIN狡黎D-2000，分子量為2000;
[0化6] 胺基封端聚酸d:單胺基封端聚乙二醇丙二醇共聚物。帶FFAM換準藥M-1000,分子 量為489。
[0057]設備與儀器:高速粉碎混合機，雙螺桿擠出機，烙融紡絲機，拉伸試驗機。
[005引本發明中的特性粘數按文獻（《合成技術及應用》2012年Ol期，P48-50)的方法測 量。
[0059] 本發明中的纖維強度按GB/T14344-2008測量。
[0060] 實施例1
[0061] -種聚醋纖維，包含聚醋A和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋A 質量的0.2%，其制備方法為：
[0062] 在惰性氣流(化）下，聚醋AWlkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，將胺基封 端聚酸aW2g/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋A和胺基封端 聚酸a進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在290°C下使烙體經噴絲板擠出 后形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度5.8cN/dtex，特性粘數 0.66dl/g〇
[0063] 實施例2
[0064] -種聚醋纖維，包含聚醋B和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋B 質量的0.5%，其制備方法為：
[0065] 在惰性氣流(化）下，聚醋BW IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸aW5g/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋B和胺基封端聚 酸a進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在295°C下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度7.1cN/dtex，特性粘數0.98dl/ 邑。
[0066] 實施例3
[0067] -種聚醋纖維，包含聚醋C和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋C 質量的1 %，其制備方法為：
[0068] 在惰性氣流(化）下，聚醋C W IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸aWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋C和胺基封端 聚酸a進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在295°C下使烙體經噴絲板擠出 后形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度7.4cN/dtex，特性粘數 l.lldl/go
[0069] 實施例4
[0070] -種聚醋纖維，包含聚醋D和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋D 質量的1.5%，其制備方法為：
[0071 ]在惰性氣流(化）下，聚醋DW IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸aWl5g/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚 酸a進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在29(TC下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度6.4cN/dtex，特性粘數1.25dl/ 邑。
[0072] 實施例5
[0073] -種聚醋纖維，包含聚醋E和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋E 質量的7%，其制備方法為：
[0074] 在惰性氣流(化）下，聚醋EWlkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸aW70g/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚 酸a進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在305°C下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度3.7cNAltex。
[00巧]實施例6
[0076] -種聚醋纖維，包含聚醋F和胺基封端聚酸b，其中，胺基封端聚酸b的含量為聚醋F 質量的1 %，其制備方法為：
[0077] 在惰性氣流(化）下，聚醋FW IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸bWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚 酸b進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在300°C下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到半透明、光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度5.7cNAltex。
[007引實施例7
[0079] -種聚醋纖維，包含聚醋B和胺基封端聚酸a,其中，胺基封端聚酸a的含量為聚醋B 質量的1 %，其制備方法為：
[0080] 在惰性氣流(化）下，將聚醋BW IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封 端聚酸aWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將胺基封端聚酸a 進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，溫度加至295°C，使高流動聚醋烙體經 噴絲板擠出后形成纖維集束，得到半透明、光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度6.2cN/ dtexo
[0081 ] 實施例8
[0082] -種聚醋纖維，包含聚醋B和胺基封端聚酸b，其中，胺基封端聚酸b的含量為聚醋B 質量的1 %，其制備方法為：
[0083] 在惰性氣流(化）下，聚醋BWlkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸bWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚 酸b進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在295°C下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度7.2cNAltex。
[0084] 實施例9
[0085] -種聚醋纖維，包含聚醋B和胺基封端聚酸C，其中，胺基封端聚酸C的含量為聚醋B 質量的1 %，其制備方法為：
[0086] 在惰性氣流(化）下，聚醋BW IkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸cWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋和胺基封端聚 酸C進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在295°C下使烙體經噴絲板擠出后 形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度7.3cNAltex。
[0087] 實施例10
[0088] -種聚醋纖維，包含聚醋B和胺基封端聚酸d，其中，胺基封端聚酸d的含量為聚醋B 質量的1 %，其制備方法為：
[0089] 在惰性氣流(化）下，聚醋BWlkgA的速率導入螺桿擠出機的主進料口，胺基封端 聚酸dWlOg/h的速率導入到螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚醋B和胺基封端 聚酸d進行混合。將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在295°C下使烙體經噴絲板擠出 后形成纖維集束，得到光滑的原絲。經拉伸測得單絲拉伸強度7. IcNAltex。
[0090] 對比例1
[0091] 在惰性氣流(化)下，聚醋BWlkgA的速率導入螺桿擠出機并在295°C下烙融紡絲， 得到原絲表面粗糖。經拉伸測得單絲拉伸強度5.3cNAltex，特性粘數0.69。
[0092] 各實施例及對比例的纖維強度和特性粘數見下表：
【主權項】
1. 一種聚酯纖維，其特征在于，包含聚酯和胺基封端聚醚，其中，胺基封端聚醚的含量 為聚酯質量的0.1-10%。2. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇 酯、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯、聚碳酸酯或聚乳酸。3. 如權利要求2所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯，聚 對苯二甲酸丁二醇酯或聚碳酸酯。4. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的聚酯的特性粘數在0.60dl/g-1.2dl/g 之間。5. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的胺基封端聚醚的化學式如下：其中，R為C1-C10的烷基;m、n為正整數。6. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的胺基封端聚醚的結構式如下：式中，x、y、z為正整數，η為非負整數，1?1、1?2、1?3、1?4相互獨立地選自氫原子以及(：1-(：10 的烷基。7. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的胺基封端聚醚的結構式如下：式中，a、b、c為非負整數且a+b+c為正整數，R5、R6、R7、R8相互獨立地選自氫原子以及 C1-C10的烷基。8. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的胺基封端聚醚具有如下結構的末 端基：9. 如權利要求1所述的聚酯纖維，其特征在于，所述的胺基封端聚醚的結構為：式中，ηι、Π2、η3為正整數。10.權利要求1-9中任一項所述的聚酯纖維的制備方法，其特征在于，包括： 步驟1:在惰性氣流下，將聚酯導入到螺桿擠出機的主進料口，將胺基封端聚醚導入到 螺桿擠出機的側進料口，在螺桿擠出機中將聚酯和胺基封端聚醚進行混合； 步驟2:將得到的混合物輸入到紡絲機原料腔體，在一定溫度下，經噴絲板擠出后形成 纖維集束，得到聚酯纖維。
【文檔編號】D01D1/06GK105821512SQ201610318787
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】鄭楚昱, 何勇, 吳中玲, 顧超群
【申請人】東華大學