一种全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝及其熔体直纺方法与流程

本发明属于聚酰胺材料，具体涉及全消光聚酰胺56熔体直纺细旦全牵伸丝及其制备方法。

背景技术：

1、熔体纺丝是合成纤维的主要成形方法之一，简称熔纺。熔纺分直接纺丝法和切片纺丝法。直接纺丝是将聚合后的聚合物熔体直接送往纺丝；切片纺丝则需将高聚物溶体经铸带、切粒、干燥等纺前准备工序而后送往纺丝。

2、聚酰胺6的聚合物中单体含量较高(约为10wt％)，切片需要萃取后才能实现熔融纺丝，目前无法实现产业化熔体直纺。聚酰胺66纺丝过程中则容易产生凝胶、染色困难等问题，在民用丝的熔体直纺技术上面临较大困难，在工业丝领域虽然部分实现了熔体直纺，但熔体输送管道与纺丝箱体需要定期进行拆卸、煅烧与清洗，增加了纺丝成本。

3、专利号cn105669969 b公开了一种尼龙6聚合方法及其熔体直纺方法，通过先低温制备聚酰胺6预聚体，预先控制熔体中低聚物含量，然后通过缩聚反应动力学强化的方法，在环状低聚物未大量生成前完成聚合，获得一定分子量的尼龙6聚合物熔体，所得产物中，可萃取物含量≤1.5wt％，环状二聚体含量≤0.2wt％；然后，缩聚反应动力学强化结束后直接熔融纺丝成形，但是仍没有技术突破与工业化案例。

4、专利号cn103668510 a公开了一种生产细旦或超细旦尼龙66长丝的装置及其方法，该装置包括蒸发器、预热器、反应器、闪蒸器和后缩聚器系统，将尼龙66盐水溶液通过缩聚反应之后得到尼龙66熔体，然后将尼龙66熔体直接进行纺丝制备细旦或超细旦尼龙66poy长丝，所述纺丝速度为4200-4300m/min，纺丝速度低，产量低，且纤维强度低。

5、生物基聚酰胺56采用生物基戊二胺作为单体原料，每单位重量生物基聚酰胺56对应的碳排放比相同重量尼龙66、尼龙6的碳排放减少50％以上。生物基聚酰胺56的应用推广将对改善我国关键材料对外进口依赖有着积极作用，对于解决化石资源依赖和低碳减排的可持续发展具有重要意义。生物基聚酰胺56材料具有优异的力学性能、吸湿快干性、亲肤性、耐磨性和良好的柔软性以及低温易染特征等，目前在民用长丝、短纤维、工业丝、连续膨体长丝、单丝等领域具有广泛应用前景。但是，目前对于全消光聚酰胺56熔体直纺一步法制备细旦全牵伸丝无相关研究与报道。

技术实现思路

1、为了实现生物基聚酰胺56熔体直纺产业化生产要求，本发明通过优化熔体直纺工艺，制备获得了大容量高性能的全消光生物基聚酰胺56全牵伸丝，生产稳定，飘单丝与注头丝少，纤维制成率高，力学性能和染色性能优异。

2、本发明的第一个目的在于提供一种全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝，其通过熔体直纺一步法制备获得，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的纤度≤95dtex，或者为≤78dtex，或者为≤66dtex，或者为≤55dtex，例如为15-78dtex。

3、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的断裂强度为4.0-6.5cn/dtex，或者为4.3-6.0cn/dtex，或者为4.5-5.8cn/dtex，或者为4.7-5.5cn/dtex；断裂强度变异系数(cv)％≤4％，优选为≤3.5％，进一步优选为≤3.0％，更进一步优选为≤2.5％。

4、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的断裂伸长率为≤55％，或者为≤52％，或者为≤48％，或者为≤45％，例如为40-45％；断裂伸长率变异系数(cv)％≤4.5％，优选为≤4.0％，进一步优选为≤3.5％，更进一步优选为≤3.0％。在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的沸水收缩率≤12％，优选为≤11.5％，进一步优选为≤11％，更进一步优选为≤10.5％，例如为9-12％。

5、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的条干不匀率≤1.0％，优选为≤0.9％，进一步优选为≤0.8％，更进一步优选为≤0.7％，例如为0.75-0.95％。

6、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的染色均匀度(灰卡)≥3.5级，优选为≥4.0级，进一步优选为≥4.5级，更进一步优选为≥4.7级。

7、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的染色双a率为≥95％，优选为≥96％，进一步优选为≥97％，更进一步优选为≥98％；和/或，丝饼外观双a率为≥96％，优选为≥97％，进一步优选为≥97.5％，更进一步优选为≥98％。

8、本发明的第二个目的在于提供了所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的熔体直纺方法，所述熔体直纺至少包括如下步骤：聚酰胺56熔体经熔体增压泵、熔体过滤器、熔体输送管道至纺丝箱体，形成初生丝，所述初生丝经冷却、上油、牵伸、热定型、卷绕，得到全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝；

9、所述聚酰胺56熔体中二氧化钛含量为1.2-1.8wt％，优选为1.3-1.7wt％，进一步优选为1.4-1.65wt％，更进一步优选为1.45-1.63wt％。

10、在一些具体的实施方式中，所述二氧化钛在闪蒸过程中加入。

11、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56熔体的相对粘度为2.38-2.9，优选为2.4-2.88，更优选为2.42-2.86，更优选为2.45-2.84。

12、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56熔体端氨基含量为35-90mmol/kg，优选为38-80mmol/kg，更优选为40-70mmol/kg，进一步优选为42-60mmol/kg。

13、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56熔体的平衡含水率为300-900ppm，优选为350-850ppm，更优选为400-800ppm，进一步优选为450-750ppm。

14、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56熔体的制备方法包括如下步骤：将戊二胺、己二酸和水制备聚酰胺56盐溶液，然后经过预聚、闪蒸、缩聚获得聚酰胺56熔体。

15、在一些具体的实施方式中，所述戊二胺和己二酸的摩尔比为(1-1.09)：1。

16、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56盐溶液的浓度为40-80wt％。

17、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56盐溶液的ph值为6.5-8.8，优选为6.7-8.7，进一步优选为6.8-8.6，更进一步优选为6.9-8.5。

18、在一些具体的实施方式中，所述预聚的压力为1.4-2.4mpa，优选为1.5-2.3mpa，进一步优选为1.6-2.2mpa，更进一步优选为1.7-2.1mpa；所述预聚的温度为180-260℃，优选为200-258℃，进一步优选为210-256℃，更进一步优选为220-254℃。

19、在一些具体的实施方式中，所述缩聚的压力为-(0-0.09)mpa，优选为-(0.01-0.08)mpa，进一步优选为-(0.02-0.07)mpa，更进一步优选为-(0.03-0.06)mpa；所述缩聚的温度为266-288℃，优选为267-287℃，进一步优选为268-286℃，更进一步优选为269-285℃。

20、在一些具体的实施方式中，所述熔体过滤器内设置有过滤网，所述过滤网的规格为3-15μm，优选为5-13μm，更进一步优选为8-10μm。所述过滤网的材质选自金属或无纺布，优选为不锈钢金属。

21、在一些具体的实施方式中，所述纺丝箱体的纺丝组件设置有过滤网，所述过滤网的规格为8-18μm，优选为10-15μm。所述过滤网的材质选自金属或无纺布，优选为无纺布。

22、本发明所述制备方法通过添加二氧化钛获得消光的效果，方法简单易操作，生产成本低，而且发明人发现通过在熔体过滤器与纺丝组件中均设置过滤网，两次过滤的组合有效减少了较大粒径二氧化钛团聚粒子，使二氧化钛在熔体中分布更加均匀，提高了聚酰胺56熔体整体均匀性，不仅获得较佳消光效果，而且纺丝过程中断单丝少，组件更换周期长，适合工业化生产。

23、在一些具体的实施方式中，所述二氧化钛在聚酰胺56熔体中的分散粒径为0.1-0.6μm，作为优选，二氧化钛分散粒径为0.2-0.4μm的粒子分布比例在98％以上；更优选地，二氧化钛分散粒径为0.2-0.3μm的粒子分布比例在95％以上。

24、在一些具体的实施方式中，控制熔体输送管道的温度为265-290℃，优选为268-288℃，进一步优选为270-286℃，更进一步优选为272-284℃。

25、在一些具体的实施方式中，从熔体增压泵至纺丝箱体，控制聚酰胺56熔体的动力粘度≥200pa*s，优选为≥210pa*s，进一步优选为≥220pa*s，例如为230-350pa*s。

26、在一些具体的实施方式中，所述纺丝箱体的温度为270-292℃，更优选为273-290℃，进一步优选为275-288℃，更进一步优选为277-285℃。

27、在一些具体的实施方式中，所述纺丝箱体的纺丝组件压力为10-25mpa，优选为12-22mpa，进一步优选为14-18mpa。

28、在一些具体的实施方式中，所述纺丝箱体入口处熔体压力为≥9.0mpa，优选为≥10.0mpa，进一步优选为≥11.0mpa，例如为12.0-16.0mpa。

29、在一些具体的实施方式中，所述聚酰胺56熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝板喷出形成初生丝。

30、在一些优选地具体的实施方式中，所述纺丝箱体下方设置饱和过热蒸汽装置与单体抽吸装置。发明人使所述饱和过热蒸汽从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，然后通过单体抽吸装置被带走，保持喷丝板及其下方干净，延长纺丝组件铲板周期，减少纺丝过程中低聚物造成的注头丝、断单丝现象，有效提高了纺丝生产稳定性与制成率。

31、在一些具体的实施方式中，控制所述饱和过热蒸汽装置的温度为100-250℃，进一步为110-240℃，更进一步为120-230℃。

32、在一些具体的实施方式中，控制所述饱和过热蒸汽装置的压力为0.8-2.8bar，进一步为1.0-2.5bar，更进一步为1.2-2.3bar。

33、在一些具体的实施方式中，控制所述单体抽吸装置的压力为≥0.6mpa，进一步为≥0.65mpa，更进一步为0.7-1.0mpa。

34、在一些具体的实施方式中，所述上油使用的油剂可以是市售常用聚酰胺丝油剂，例如dako油剂，竹本油剂，科凯油剂，司马油剂等。

35、在一些具体的实施方式中，所述牵伸采用2对及其以上牵伸辊，优选采用2对牵伸辊，即上油后的初生丝首先喂入g1牵伸辊，然后在g2牵伸辊与g1牵伸辊之间进行牵伸热定型。

36、在一些具体的实施方式中，g1牵伸辊速度为2200-3800m/min，优选为2500-3700m/min，更优选为2800-3500m/min。

37、在一些具体的实施方式中，g2牵伸辊速度为4500-5500m/min，优选为4600-5400m/min，更优选为4700-5200m/min。

38、在一些具体的实施方式中，牵伸倍数为1.25-2.5，优选为1.3-2.0，更优选为1.4-1.8。

39、在一些具体的实施方式中，热定型温度为140-175℃，优选为145-170℃，更优选为150-165℃。

40、在一些具体的实施方式中，所述卷绕的速度为≥4500m/min，优选为≥4700m/min，进一步优选为4700-5500m/min。

41、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的断单丝次数≤2个/1个纺位24h，优选为≤1个/1个纺位24h，更优选为≤0个/1个纺位24h。

42、在一些具体的实施方式中，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的制成率为≥96％，优选为≥96.5％，进一步优选为≥97％，更进一步优选为≥97.5％。

43、本发明提供的全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝在针织与梭织面料应用非限制性的包括应用在内衣、衬衫、西装、瑜伽服、羽绒服、冲锋衣、袜子、箱包、窗帘、鞋材、绣花线、商标、沙发布、工装、运动服、弹力带等领域。

44、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本发明所用试剂和原料均市售可得。

45、本发明的积极进步效果在于：

46、第一、本发明提供的聚酰胺56全牵伸丝的生产原料1,5-戊二胺由生物法制成，为绿色材料，不依赖于石油资源并且不对环境造成严重的污染，并且能够降低二氧化碳的排放，减少温室效应的产生，适应碳中和发展趋势。

47、第二、采用本发明所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的熔体直纺方法，控制熔体输送温度、熔体的动力粘度、纺丝箱体温度、组件压力以及入口处熔体压力等参数，不仅可以实现多种规格全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝的稳定生产，还可以有效降低熔体增压泵到纺丝箱体中的凝胶含量。

48、具体地，所述全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝年产量可达0.8-2.0万吨/线；所述纺位可以为192位/线、144位/线、120位/线或96位/线及以下；所述纺丝头数可以为8-24头/位，优选为12-24头/位。该方法节省了切片纺丝过程中的熔体切粒、切片干燥、螺杆熔融等环节，使聚酰胺56全牵伸丝生产成本大幅度降低。所述凝胶含量可以控制在1.1wt％/6个月以下，优选为≤1.0wt％/6个月，更优选为≤0.9wt％/6个月，进一步优选为≤0.8wt％/6个月，凝胶含量的降低大大减少了熔体管道与纺丝箱体拆卸、煅烧、清洗次数，降低了生产成本。

49、第三、本发明的全消光细旦聚酰胺56全牵伸丝生产稳定，飘单丝与注头丝少，纤维制成率高，力学性能和染色性能优异。