专利名称：聚酰胺纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酰胺纤维及其制备方法。
背景技术：
聚酰胺纤维其柔韧性、弹性回复率、耐磨性、耐碱性、吸湿性及轻量性方面均较聚酯纤维性能佳，因此，聚酰胺纤维广泛用于服装、室内装饰和工业领域，例如内衣、游泳衣、 体操装、袜子、夹克衫、床单、地毯、女式内衣、帐篷、渔网、睡袋、绳索和行李包等。不过，聚酰胺纤维也有自身存在的缺点，比如说一些聚酰胺纤维制品在长期放置之后会出现黄变现象，这既严重影响制品的性能，又影响美观。我们在研究聚酰胺黄变现象的机理之后发现，聚酰胺分子链中的末端氨基是决定性因素。聚酰胺纤维制品在流通阶段中，所用包装材料中可能存在的木质素在光、热以及水分等的作用下分解生成含有羟基以及对位含有醛基的芳香族化合物(例如，香兰素)，该芳香族化合物具有升华性能，会逐渐扩散到聚酰胺纤维表面并与聚酰胺分子链中的末端氨基发生缩合反应，形成亚胺基，最后在氧气的作用下亚胺基的羟基脱氢生成一种醌型的黄色构造体，从而使聚酰胺纤维发生黄变现象。另外，如果聚酰胺纤维制品所放置的环境存在苯酚系抗氧化剂的话，一旦该抗氧化剂附着到聚酰胺纤维表面就会在酸性气体(例如，氧化氮气)的催化下和纤维中的末端氨基发生反应，而且也会生成一种醌型的黄色构造体，从而使聚酰胺纤维发生黄变现象。而在消费者使用阶段中，可能会使用一些加工药剂、洗涤用剂或者粘着了污物，而这些物质在酸性气体(例如，氧化氮气)的催化下也会和纤维中的末端氨基发生反应导致聚酰胺纤维黄变。以往，针对聚酰胺黄变问题也进行过一些防黄变处理，例如，在聚酰胺的聚合阶段，通过添加酸性物质与末端氨基反应以减少聚酰胺中末端氨基的含量，从而达到抑制聚酰胺纤维发黄。不过，此处理方式会降低聚酰胺的聚合能力，并且聚合成本也会大幅增加。 另外，也有在织物阶段通过对聚酰胺织物进行有机酸或有机酸酐(例如，醋酸或醋酸酐)处理来减少一部分末端氨基以抑制纤维发黄。不过，这种后期的处理方式也存在工序复杂且不易控制等缺点。还有的处理方式就是对所使用的包装材料进行筛选或改进以保证聚酰胺纤维不发生黄变，不过，此种方式费用巨大、可行性差，而且不能根本上解决聚酰胺纤维黄变问题。就上述处理方式所出现的问题，研究开发一种低成本，工艺简单且既不影响聚酰胺纤维性能又能很好的解决黄变问题的技术变得十分必要。现今随着纤维纺丝阶段的微量添加技术的成熟，在纺丝阶段进行微量酸性添加剂的添加，来达到控制聚酰胺纤维中末端氨基的含量，从而确保纤维不发生黄变成为可能。
发明内容
本发明目的在于提供一种聚酰胺纤维及制备该纤维的方法。本发明的技术解决方案是
一种聚酰胺纤维，其成纤聚合物是与对苯二甲酸共聚合、与C2 Cltl的羧酸或者其衍生物共混反应后的改性聚酰胺，且该纤维的末端氨基含量为1. OX 10_5 2. 5X 10_5mol/ go前述C2 Cltl的羧酸或者其衍生物优先选择C2 C6的羧酸或者其衍生物。本发明所述的聚酰胺纤维的制备方法，包括切片干燥、熔融纺丝、卷绕工序，在熔融纺丝工序中，将与对苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片导入到设置在螺杆挤出机进料口正上方的料仓的同时，通过设置在从料仓内切片堆积部分的下方起向上至切片堆积高度的10% 50%位置处正上方竖直向下的开口配管向料仓中连续添加羧酸或者其衍生物。 连续添加的羧酸或者其衍生物是经过计量范围0 3g/min、标准偏差为士0. 04g/min且设有盛装粉体容器的面板回转式粉体微量添加装置精确计量后通过开口配管进入料仓。同时，前述盛装粉体的容器与前述切片料仓和开口配管的内部保持相同的压力。本发明所述的聚酰胺纤维断裂伸长率为35%以上，断裂强度为5. OcN/dtex以上， 与普通聚酰胺纤维基本相当，但是抗香兰素黄变效果能达到5级，抗氧化氮气效果为4级以上，耐光效果为4级以上，明显优于普通聚酰胺纤维制品，另外，本发明的聚酰胺纤维的末端氨基含量经过测定确实得到一定程度的减少。本发明的聚酰胺纤维还具有较好的服用性，并且能够满足做进一步加工的要求；本发明所述的制备方法生产工艺流程短，生产成本低，易于操作。末端氨基含量测定方法将1. Og 士 0. 0025g聚合物溶解在大约50ml苯酚-无水乙醇溶液(质量比80 20)中，在常温下通过大约N/50盐酸滴定该溶液，其中终点通过百里酚蓝指示剂的颜色变化来确定。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1 将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，然后经面板回转式粉体微量添加装置，通过设置在从料仓内切片堆积部分的下方起向上至切片堆积高度的40%位置处正上方竖直向下的开口配管向相对该切片料仓添加0. 3wt%丁二酸酐，两者共同喂入螺杆挤出机，且在螺杆挤出机中混合熔融并反应，通过255°C的纺丝箱体后经喷丝板喷出、冷却、卷绕得到52Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6 纤维末端氨基含量为2. 22X 10_5mol/g。实施例2:将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，然后经面板回转式粉体微量添加装置，通过开口配管向相对该切片料仓添加0. 3wt%丁二酸酐，两者共同喂入螺杆挤出机，且在螺杆挤出机中混合熔融并反应，通过 255°C的纺丝箱体后经喷丝板喷出、冷却、卷绕得到31Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6纤维末端氨基含量为1. 96X 10_5mOl/g。实施例3:同实施例1，制得74Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6纤维末端氨基含量为 1. 86Xl(T5mol/g。实施例4:
将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，然后经面板回转式粉体微量添加装置向相对该聚酰胺6切片添加0. 5wt%丁二酸酐，其余同实施例1，制得52Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6纤维末端氨基含量为 2. 18Xl(T5mol/g。实施例5:将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，然后经面板回转式粉体微量添加装置向相对该聚酰胺6切片添加0. 7wt% 癸二酸，其余同实施例1，制得52Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6纤维末端氨基含量为 2. 31Xl(T5mol/g。比较例1 将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，且不添加任何添加剂直接纺丝制得52Den聚酰胺6纤维。所得聚酰胺6纤维末端氨基含量为3. 97X 10_5mOl/g。比较例2 将与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融纺丝机的挤出机进料口正上方的切片料仓，然后经面板回转式粉体微量添加装置向相对该聚酰胺6切片添加1. 丁二酸酐，其余同实施例1，但此时纺丝压力下降严重，从喷丝板孔发生滴料现象，无法卷取。
权利要求
1.一种聚酰胺纤维，其特征在于该纤维的成纤聚合物是与对苯二甲酸共聚合、与 C2 Cltl的羧酸或者其衍生物共混反应后的改性聚酰胺6，且该纤维的末端氨基含量为 1. 0Χ1(Γ5 2. 5Xl(rtiol/g。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺纤维，其特征在于所说C2 Cltl的羧酸或者其衍生物优选C2 C6的羧酸或者其衍生物。
3.—种权利要求1所述的聚酰胺纤维的制备方法，包括切片干燥、熔融纺丝、卷绕工序，其特征在于在熔融纺丝工序中，将与对苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片导入到设置在螺杆挤出机进料口正上方的料仓的同时，通过开口配管向料仓中连续添加羧酸或者其衍生物。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于所说开口配管设置在从料仓内切片堆积部分的下方起向上至切片堆积高度的10% 50%位置处正上方竖直向下的位置。
5.根据权利要求3或4所述的聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于羧酸或者其衍生物经过计量范围0 3g/min、标准偏差为士0. 04g/min且设有盛装粉体容器的面板回转式粉体微量添加装置精确计量后通过开口配管进入料仓。
全文摘要
本发明公开了一种聚酰胺纤维及其制备方法。本发明的特点是通过研究聚酰胺黄变机理，利用粉体微量添加技术向与对苯二甲酸共聚合的聚酰胺添加C2～C10的羧酸或者其衍生物，再利用熔融纺丝技术制得该纤维。该聚酰胺纤维不但具备普通聚酰胺纤维的优点，而且黄变抑制效果以及耐光性能够得到根本上改善，同时，该纤维后加工性能也较佳。另外，该制备方法成本较低，也易于操作。
文档编号D01D5/28GK102337607SQ20101023666
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者单伯军, 藤森稔, 赵锁林 申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司