一种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法

文档序号:1685933阅读:246来源:国知局
一种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法,所述仿麻型异收缩复合丝为改性聚酯POY丝与改性聚酯FDY丝经混纤加工组成的复合丝,其断裂伸长率为40.0±3.0%,网络度为95±5个/m;所述改性聚酯是由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成,所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间,且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用,使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定;所述仿麻型异收缩复合丝在温度为90~130℃条件下,纤维内部分子链间的自由体积空间增大20~30v/v%。脂肪酸酯增加了聚酯纤维的自由体积以增加染料的扩散程度,提高聚酯纤维的染色性能。所述仿麻型异收缩复合丝可用高档毛感面料,服装行业等。
【专利说明】-种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法

【技术领域】
[0001] 本发明属纤维制造【技术领域】,涉及一种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法。

【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸己二醇醋(阳T)纤维自问世W来,因其优异的性能而得到了迅猛地 发展,其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚醋纤维具有断裂强度和弹性模量高,回弹性 适中,热定型优异,耐热耐光性好W及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能,且织物具有抗 皱、挺括性好等优点,所W,聚醋纤维广泛应用于服装、家纺等领域。
[0003] PET属于对称性的直链大分子,分子链不含有侧链基团,规整性非常好,它的主链 含有刚性的苯环和柔性的姪基,而直接与苯环相连接的醋基与苯环又构成了刚性的共辆体 系,从而制约了其柔性链段的自由旋转。该种结构对玻璃化转变温度的影响是明显的,增加 了分子链段运动的壁垄,PET的玻璃化转变温度较高,需要在很高的温度下染色,促进染料 分子向纤维内部的扩散。另外,PET的分子链规整,结晶性好,分子链排列紧密,并且分子链 上没有与染料分子发生作用的极性基团,使聚醋纤维的上色更加困难。
[0004] 为解决PET纤维染色困难的问题,现采用技术或方法主要是通过引入染料分子接 受基或增加聚醋无定型区域量的方法,虽然可W提高聚醋的染色性能,破坏了 PET的链段 规整性,W降低聚醋纤维的性能来获得染色性能的提高。在不破坏聚醋纤维结晶性和整列 度的情况下,目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等H种染色方法。
[0005] 仿麻型异收缩复合丝是具有不同潜在收缩性能的长丝,即低收缩丝P0Y与高收缩 丝抑Y经混纤加工组成的复合丝,PET异收缩混纤复合丝的主要特点;高膨松性和柔软的手 感。阳T仿麻型异收缩复合丝的外现和普通长丝相似。由于两组分收缩率的差异,经热处理 后,高收缩部分形成轮廓清晰的芯丝,成为丝的骨架,而低收缩部分形成细小丝圈绕在芯丝 周围,其外观酷似变形丝。光泽柔和。由于阳T仿麻型异收缩复合丝的膨松W及表面的许 多丝圈,消除了化纤丝织物的极光缺陷。优异的保暖性。阳T异收缩混纤复合丝的高膨松 性,增大纤维之间的空隙。造成PET异收缩混纤复合丝织物中的空气含量增多。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的是提供一种仿麻型异收缩复合丝及其制备方法,本发明利用氨基脂 肪酸己二醇醋在一定温度条件时,自由体积的增加幅度远远大于聚醋大分子链的特性,通 过提高分散染料微小颗粒进入聚醋内部的程度,来提高聚醋的染色性能;同时由于氨基脂 肪酸己二醇醋分子中在首位氨基的存在,增加其与聚醋大分子链之间的氨键作用,增加了 它与聚醋的相容性W及在聚醋中的分散,最大限度地减少了迁移。同时对聚醋结构规整性、 结晶性没有破坏,保持了聚醋的优良性能。
[0007] 本发明的一种仿麻型异收缩复合丝,所述仿麻型异收缩复合丝为改性聚醋P0Y丝 与改性聚醋抑Y丝经混纤加工组成的复合丝,所述改性聚醋P0Y丝形成细小丝圈围绕在 所述改性聚醋FDY丝周围;所述改性聚醋由聚醋与氨基脂肪酸己二醇醋构成,所述氨基脂 肪酸己二醇醋分散在所述聚醋的分子链间,且所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分 子链间有氨键作用,使所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分子链的相对位置固定;所 述仿麻型异收缩复合丝在温度为90?13(TC条件下,纤维内部分子链间的自由体积空间 增大20?30v/v% ;所述仿麻型异收缩复合丝的断裂强度> 3. OcNAltex,断裂伸长率为 40. 0 + 3. 0%,卷曲收缩率为2. 50 + 3. 0%,网络度为95 + 5个/m ;
[0008] 所述氨基脂肪酸己二醇醋的分子结构为:
[0009] &N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[0010] 其中,n = 10-50。
[0011] 作为优选的技术方案:
[0012] 所述的一种仿麻型异收缩复合丝,所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述仿麻型异收缩 复合丝的重量百分比为0. 5?2. 5%。
[0013] 所述的一种仿麻型异收缩复合丝,所述仿麻型异收缩复合丝的线密度偏差率为 ± 2. 5 %,断裂强度CV值《5. 0 %,断裂伸长CV值《10. 0 %,沸水收缩率为10. 0 ± 1. 0 %,卷 曲收缩率变异系数CV值《10.0%,含油率为1.0 + 0. 2%,纤度;75-15(Mtex ;改性聚醋P0Y 丝的线密度偏差率《0. 2%,断裂强度> 2. 6cNAltex,断裂强度CV值《3. 0%,断裂伸长率 为120. 0± 10. 0%,断裂伸长CV值《6. 0%。;改性聚醋抑Y丝的线密度偏差率《0. 5%,断 裂强度> 3. 8cN/化ex,断裂强度CV值《5. 0 %,断裂伸长率为33. 0 ± 3. 0 %,断裂伸长CV值 《10. 0%,条干不匀率CV《2. 00%,沸水收缩率7. 5 + 0. 5%,含油率0. 90 + 0. 20%。
[0014] 本发明还提供了一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,将改性聚醋经计量、挤出、 冷却、上油和卷绕,制得改性聚醋P0Y丝;由聚醋切片经计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定 型和卷绕,制得改性聚醋抑Y丝;然后将改性聚醋P0Y丝和改性聚醋抑Y丝经合股网络、力口 热拉伸、假抢、热定型和卷绕成型制得仿麻型异收缩复合丝;
[0015] 改性聚醋P0Y丝纺丝工艺;
[0016] 纺丝温度;280-29(TC ;
[0017] 冷却温度;23-27°C ;
[0018] 卷绕速度;2300-2500m/min ;
[0019] 改性聚醋抑Y丝纺丝工艺;
[0020] 纺丝温度;280-29(TC ;
[0021] 冷却温度;20-25°C ;
[0022] 网络压力;0. 20-0. 30MPa ;
[0023] 一親速度;2200-2600m/min ;
[0024] 一親温度;75-85°C ;
[00巧]二親速度;3600-3900m/min ;
[0026] 二親温度;115-135°C ;
[0027] 卷绕速度;3600-3800m/min ;
[002引 复合加工工艺;
[0029] 纺速 400-800m/min ;
[0030] 定型超喂率 3. 5-5. 50% ;
[0031] 卷绕超喂率2. 5-5. 0 ;
[0032] T1 :160-220°C ;
[0033] T2 :T2 :18〇-220°C ;
[0034] DR ;1. 6-1. 8;
[00巧]D/Y:1.6-2. 0;
[0036] 网络压力;0. 05-0. 3MPa ;
[0037] POY的高断裂伸长率、偏高的冷却温度W及DTY加工过程中的高热定型温度为仿 麻型异收缩复合丝的高断裂伸长率提供了技术支持。
[0038] 所述改性聚醋的制备步骤包括:
[0039] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制备:
[0040] 1)将二元脂肪酸与甲醇W 1:1. 5摩尔比的量加入反应器中,在浓硫酸的催化下, 加热到80?iicrc,回流醋化,冷却,分离提纯得到二元脂肪酸单甲醋;所述二元脂肪酸为 十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一种;反应方程式为:
[0041] H00C (邸2) nCOOH+C&OH 一 C&OOC (邸2) nCOOH ;
[0042] 其中 n = 10 ?50。
[0043] 2)将所述二元脂肪酸单甲醋、四己酸铅和漠化裡按摩尔比1:1:1溶在苯中,其中 二元脂肪酸单甲醋的浓度为0. 05?0. Imol/L,在氮气氛围下,在80?9(TC反应,回流,当 不再有气体产生时,加入一定量的稀硫酸反应2?3小时,然后洗涂、提纯及干燥,得到产物 漠代脂肪酸;反应方程式为:
[0044]

【权利要求】
1. 一种仿麻型异收缩复合丝,其特征是:所述仿麻型异收缩复合丝为改性聚酯POY丝 与改性聚酯FDY丝经混纤加工组成的复合丝,所述改性聚酯P0Y丝形成细小丝圈围绕在 所述改性聚酯FDY丝周围;所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成,所述氨基脂 肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间,且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分 子链间有氢键作用,使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定;所 述仿麻型异收缩复合丝在温度为90?130°C条件下,纤维内部分子链间的自由体积空间 增大20?3〇V/V% ;所述仿麻型异收缩复合丝的断裂强度> 3. OcN/dtex,断裂伸长率为 40. 0±3. 0%,卷曲收缩率为2. 50±3. 0%,网络度为95±5个/m ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构为: H2N (CH2) nC00CH2CH200C (CH2) nNH2 ; 其中,n = 10-50。
2. 根据权利要求1所述的一种仿麻型异收缩复合丝,其特征在于,所述仿麻型异收缩 复合丝的线密度偏差率为± 2. 5 %,断裂强度CV值< 5. 0 %,断裂伸长CV值< 10. 0 %,沸水 收缩率为10. 〇±1.〇%,卷曲收缩率变异系数CV值彡10. 0%,含油率为1.0±0. 2%,纤度: 75-150dteX ;改性聚酯P0Y丝的线密度偏差率< 0. 2%,断裂强度彡2. 6cN/dteX,断裂强度 CV值彡3.0%,断裂伸长率为120.0±10.0%,断裂伸长CV值彡6.0%。;改性聚酯FDY丝 的线密度偏差率< 〇. 5 %,断裂强度彡3. 8cN/dteX,断裂强度CV值< 5. 0 %,断裂伸长率为 33. 0 ± 3. 0 %,断裂伸长CV值彡10. 0 %,条干不匀率CV彡2. 00 %,沸水收缩率7. 5 ±0. 5 %, 含油率 0. 90±0. 20%。
3. 根据权利要求1所述的一种仿麻型异收缩复合丝,其特征在于,所述氨基脂肪酸乙 二醇酯占所述仿麻型异收缩复合丝的重量百分比为〇. 5?2. 5%。
4. 如权利要求1所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征是:将改性聚酯 经计量、挤出、冷却、上油和卷绕,制得改性聚酯P0Y丝;由聚酯切片经计量、挤出、冷却、上 油、拉伸、热定型和卷绕,制得改性聚酯FDY丝;然后将改性聚酯P0Y丝和改性聚酯FDY丝经 合股网络、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕成型制得仿麻型异收缩复合丝; 改性聚酯P0Y丝纺丝工艺; 纺丝温度:280-290°C ; 冷却温度:23-27 °C ; 卷绕速度:2300-2500m/min ; 改性聚酯FDY丝纺丝工艺: 纺丝温度:280-290°C ; 冷却温度:20-25 °C ; 网络压力:〇? 2〇-〇. 3〇MPa ; 一辊速度:2200-2600m/min ; 一辊温度:75-85 °C ; 二辊速度:3600-3900m/min ; 二辊温度:115-135°C ; 卷绕速度:3600-3800m/min ; 复合丝加工工艺: 纺速 400-800m/min ; 定型超喂率3. 5-5. 50% ; 卷绕超喂率2. 5-5. 0 ; T1 :160-220〇C ; T2 :180-220〇C ; DR :1. 6-1. 8 ; D/Y:l. 6-2. 0 ; 网络压力:〇? 〇5_〇. 3MPa ; 所述改性聚酯的制备步骤包括: (1) 氨基脂肪酸乙二醇酯的制备: 1) 将二元脂肪酸与甲醇以1:1. 5摩尔比的量加入反应器中,在浓硫酸的催化下,加热 到80?110°C,回流酯化,冷却,分离提纯得到二元脂肪酸单甲酯;所述二元脂肪酸为十二 烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一种; 2) 将所述二元脂肪酸单甲酯、四乙酸铅和溴化锂按摩尔比1:1:1溶在苯中,其中二元 脂肪酸单甲酯的浓度为〇. 05?0. lmol/L,在氮气氛围下,在80?90°C反应,回流,当不再 有气体产生时,加入一定量的稀硫酸反应2?3小时,然后洗涤、提纯及干燥,得到产物溴代 脂肪酸; 3) 将溴代脂肪酸与15?25wt %的氨水按摩尔比1:2加入到反应器中,搅拌,在室温下 反应,再将反应产物加热蒸馏,且用冷水吸收氨气,加热蒸馏的温度不超过70°C,直至无气 泡产生,即停止蒸馏,然后进行冷却和抽滤,滤饼用去离子水洗至无溴离子为止,将产品真 空干燥得到产物氨基脂肪酸; 4) 将乙二醇和氨基脂肪酸按摩尔比为1. 1:2搅拌均匀,并按氨基脂肪酸重量的1? 3%加入浓度为40?50wt %的硫酸,进行酯化反应,酯化反应温度为160?220°C,酯化水 馏出量达到理论值的90%以上为酯化反应终点;反应产物经分离提纯得到氨基脂肪酸乙 二醇酯; (2) 改性聚酯的制备,包括酯化反应和缩聚反应: 所述酯化反应: 采用对苯二甲酸和乙二醇作为原料,配成均匀浆料后进行酯化反应,得到酯化产物;酯 化反应在氮气氛围中加压,压力控制在常压?0. 3MPa,温度在250?260°C,酯化水馏出量 达到理论值的90%以上为酯化反应终点; 所述缩聚反应: 包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段: 所述缩聚反应低真空阶段,在酯化产物中加入催化剂和稳定剂,在负压的条件下开始 缩聚反应,该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在260?270°C,反应 时间为30?50分钟; 在所述缩聚反应低真空阶段结束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯,并搅拌; 所述缩聚反应高真空阶段,经所述缩聚反应低真空阶段后,继续抽真空,使反应压力降 至绝对压力小于lOOPa,反应温度控制在275?280°C,反应时间50?90分钟; 制得改性聚酯。
5. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,所述乙 二醇与所述对苯二甲酸的摩尔比为1. 2?2. 0:1。
6. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,所述催 化剂选自三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的一种,催化剂用量为所述对苯二甲酸重量的 0. 01%?0. 05%。
7. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,所述稳 定剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯中的一种,稳定剂用量为所述对苯二甲 酸重量的0. 01%?0. 05%。
8. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,加入氨 基脂肪酸乙二醇酯后的搅拌,时间为15?20分钟。
9. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,用去离 子水洗至无溴离子为止采用硝酸银溶液检测。
10. 根据权利要求4所述的一种仿麻型异收缩复合丝的制备方法,其特征在于,所述浓 硫酸是指质量浓度为70?80 %的硫酸,浓硫酸加入量为二元脂肪酸的1?3wt % ;所述一 定量的稀硫酸是指质量浓度为40?50%的硫酸,稀硫酸加入量为二元脂肪酸单甲酯的1? 3wt % 〇
【文档编号】D01F8/14GK104480568SQ201410852132
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】沈建根, 简维权, 马文平, 张学东, 杨超明 申请人:江苏恒力化纤股份有限公司
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