聚酯酰胺、其制备方法及其制品纤维的制作方法_5

文档序号:8916578阅读:来源:国知局
/ dtex,断裂伸长率28%,纤维模量36cN/dteX;将所得纤维在浴比为1 : 20的红色酸性染料 中,93°C常压下染色90分钟,水洗后烘干,检测得到该聚酯酰胺长丝的上染率可达到74%。 染色均匀,无色差,有毛丝。
[0129] 如图1、2所示的本发明实施例3、实施例4的聚酯酰胺共聚物的示差扫描量热 (DSC)谱图。实施例3中尼龙盐单体占原料总重的比例较实施例4低,其图1的DSC谱图 中,聚酯酰胺共聚物的玻璃化转变温度(Tg)和熔融峰(Tm)均只有一个;而实施例4的DSC 谱图中,玻璃化转变温度仍为一个,但不存在熔融峰。
[0130] 图1的DSC谱图说明,原料中氨基含量少时,聚合反应后的聚酯酰胺共聚物中酰胺 结构单元的含量就较低,使得聚酯酰胺分子链基本上以酯结构单元为主体,从而保持着分 子链结构的大体规整性,因此,在其DSC谱图中出现有一熔融峰。
[0131] 图2的DSC谱图说明,原料中氨基含量多时,聚合反应后的聚酯酰胺共聚物中酰胺 结构单元的含量就较高,使得聚酯酰胺分子链以酯和酰胺两种结构单元为主体,其结构缺 乏规整性,因此,在其DSC谱图中未出现有熔融峰。
[0132] 图1、图2的DSC谱图均呈现有玻璃化转变温度,这表明实施例3、实施例4所制得 的聚合物是均匀的共聚物,不含有均聚物及共混物的情况存在,即酰胺结构单元均匀的嵌 入到聚酯主链上,且没有发生相分离。随着酰胺键比例的增加熔点消失,说明酰胺键是均匀 分布在聚酯链上的,未形成聚集情况,这对于提高可防性非常有帮助,同时这也间接说明了 本发明的合成方法可以通过调节对苯二甲酸及其衍生物与尼龙盐的比例间接的实现酰胺 链段重复单元数的可控性。
[0133] 本发明中,由戊二胺所形成的奇数碳原子尼龙盐具有优异的特性,可有效降低聚 酯纤维分子结构的紧密型,更利于解决染料难以进入无定形区的问题。
[0134] 本发明中,通过采用尼龙盐为单体并适当调整尼龙盐的用量实现了聚酯酰胺中酰 胺结构单元在聚酯链上分布的可控性,克服了以往聚酯-聚酰胺共聚物中仅能将聚酰胺齐 聚物嵌段到聚酯链上的弊端,这样可以以更少的酰胺键、更低的成本实现聚酯性能优化、染 色性提高的作用。
[0135] 另外由于控制了酰胺结构的分散性使得整个分子链结构均一,这样在纺丝过程中 可有效提高可纺性,防止断丝、毛丝现象的发生。在缩聚过程中由于二元胺及其衍生物的氨 基已经完全酰化,会大幅降低其他专利中加入聚酰胺齐聚物端氨基导致聚酯分子链断裂的 现象。
[0136] 本发明中,所用原料均为普通大众化工原料,无需深加工后使用,聚合通过熔融聚 合一步完成,工艺简单、生产效率高,在目前聚酯装置上简单改造即可直接实现生产。所用 的尼龙盐较二元胺易于运输,无污染,易操作,对设备要求低等优点,更重要的是在前期酯 化及酰化过程中可有效降低二元胺的挥发。
[0137] 利用本发明所制备的棉型或毛型纤维,可与棉或毛以任意比例混纺,采用这种混 纺纱织造的织物,可进行一浴同染,且染色无色差,上染率高,可深染。这大大简化织物的染 色工序,有效降低成本。利用本发明所述的纤维中所含的酰胺基团与酸性染料中的酸性基 团反应充分,所以在常压下,温度为80~IKTC,其对酸性染料的上染率达到80%以上,完 全可以达到深染的程度,染色均匀,无色差,聚酯酸性可染性能得到了极大的改善。该纤维 制备工艺简单,在普通聚酯纺丝装置能顺利进行纺丝,所得纤维性能良好,纤维断裂强度> 1.0 cN/dtex,断裂伸长率> 5 %,各项指标均能满足后续织造的要求,且该纤维生产操作简 单,成本较低,适宜进行工业化生产。同时,本发明的聚酯酰胺与聚酯和聚酰胺混合物相比, 克服了混合物的相容性差及难于纺丝的问题。
[0138] 以上实施例仅用于对本发明技术方案的解释,不构成对本发明的限制。
[0139] 虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面,但是本领域技术人员应该意识到,可 以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变,因此本发明的范围将由权利 要求以及等同的内容所限定。
【主权项】
1. 一种聚酯酰胺,包括以下结构单元:其中,X为2~18的整数;y为2~18的整数;z为2~18的整数况~R4为H或C1~ C4烷基中任何一种;所述结构单元(I )、( II)的摩尔比为1:0.9~1.1,结构单元(III)、 (IV)摩尔比为1:0. 95~1.05,结构单元(I )与(III)的摩尔比为(1:99)~(99.8:0.2), 优选为(30:70)~(99. 5:0.5),更优选为(70:30)~(99:1)。2. 根据权利要求1的聚酯酰胺,其中,X为2~4的整数;y为4~12的整数;z为4~ 6的整数成~R4为H。3. 根据权利要求1或2的聚酯酰胺,其中,所述聚酯酰胺的特性粘数为0. 3~I. SdL/ g°4. 一种权利要求1至3任一项所述的聚酯酰胺的制备方法,包括将原料二元醇、对苯二 甲酸和/或其衍生物、尼龙盐进行缩聚制得所述聚酯酰胺。5. 根据权利要求4的方法,其中,所述尼龙盐、二元醇、对苯二甲酸和/或其衍生物的摩 尔比为(0.002~99):(1~3): 1,优选为(0.005~3): (L 2~2.6): 1,更优选为(0.01~ 0· 3) : (1. 5 ~2. 2) :1。6. 根据权利要求4的方法,其中,所述二元醇选自含2~18个碳原子的脂肪族二元 醇中的一种或多种;所述对苯二甲酸衍生物选自对苯二甲酸单酯,对苯二甲酸二酯,对苯二 甲酰氯,以及对苯二甲酸单酯、对苯二甲酸二酯、对苯二甲酰氯苯环上的氢部分或全部被含 1~4个碳原子的烷基取代的化合物中的一种或多种;所述尼龙盐选自含2~18个碳原子 的脂肪族二元酸与含2~18个碳原子的脂肪族二元胺所形成的盐中的一种或多种。7. 根据权利要求4至6任一项的方法,其中,包括如下步骤: (1) 在氮气或惰性气体保护下,将所述二元醇、所述对苯二甲酸和/或其衍生物、所述 尼龙盐加入反应容器中,使90%~100%的对苯二甲酸和/或其衍生物发生酯化及酰化反 应; (2) 加热所述反应容器至230~320°C,期间抽真空至所述反应容器内的真空度达 30kPa以下,待反应产物的特性粘数为0. 3~I. 8dL/g后,停止反应得到聚酯酰胺。8. 根据权利要求7的方法,其中,在步骤(1)添加原料时,加入一种或多种助剂,和/或 在步骤(2)加热反应容器前,加入一种或多种助剂。9. 根据权利要求8的方法,其中,所述助剂选自催化剂、醚化防止剂、热稳定剂、光稳定 剂、聚合调节剂、抗氧化剂、耐候剂、防粘剂、润滑剂、结晶成核剂、增塑剂、抗静电剂、导电填 料、防静电填料、阻燃剂、填充物及其他缩聚改良材料中的一种或多种。10. -种纤维,所述纤维的原料包括权利要求1至3中任一项的聚酯酰胺。11. 根据权利要求10所述的纤维,其中,所述纤维为聚酯酰胺初生纤维、聚酯酰胺纤维 长丝、聚酯酰胺POY纤维、聚酯酰胺加弹丝、聚酯酰胺FDY或聚酯酰胺短纤维。12. 根据权利要求10所述的纤维,其中,所述纤维的纤度为0.5~lOdtex,优选为 I. 0 ~7. Odtex013. 根据权利要求10所述的纤维,其中,所述纤维的强度为1.0 ~8. OcN/dtex,优选为 2. 0 ~5. 5cN/dtex。14. 根据权利要求10所述的纤维,其中,所述纤维的断裂伸长率5. 0~400. 0%,优选 15 ~130%。15. 根据权利要求10所述的纤维,其中,所述纤维在常压下酸性染料染色的上染率大 于 80%。
【专利摘要】本发明公开了一种聚酯酰胺,由该聚酯酰胺制备的纤维以及它们的制备方法。所述聚酯酰胺包括(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)四个结构单元。本发明中,酰胺结构单元可以更好的分散于聚酯链段上,以最低的成本达到改性、易染的作用。另外由于控制了酰胺结构的分散性使得整个分子链结构均一,在纺丝过程中可有效提高可纺性,防止断丝、毛丝现象的发生。
【IPC分类】C08G69/44, D01F6/82
【公开号】CN104892932
【申请号】CN201410077464
【发明人】郑毅, 秦兵兵, 刘驰
【申请人】上海凯赛生物技术研发中心有限公司, 山东凯赛生物科技材料有限公司, 山东凯赛生物技术有限公司, 凯赛(金乡)生物材料有限公司, 凯赛生物产业有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
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