共聚物纤维及相关方法和制品与流程

文档序号:22687954发布日期:2020-10-28 12:57阅读:146来源:国知局
共聚物纤维及相关方法和制品与流程

背景技术
:聚酯碳酸酯-聚硅氧烷是表现出阻燃性和延展性的理想平衡的共聚物。迄今为止,这种共聚物及其组合物主要用于注塑成型、片材挤出和增材制造应用中。聚酯碳酸酯-聚硅氧烷已用于纤维生产。参见,例如,david等的美国专利申请公开号us2013/0260088a1。然而,对于表现出进行纤维熔纺更强健(robust)加工特性的聚酯碳酸酯-聚硅氧烷组合物,仍存需要。技术实现要素:一个实施方式是一种共聚物纤维:其中所述共聚物纤维包含一种组合物,基于所述组合物的总重量,该组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,所述嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段:含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包括30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-35mol%碳酸酯单元,其中r1是并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;2wt%-10wt%的阻燃剂;其中所述纤维具有10-60微米的当量圆直径(equivalentcirculardiameter)。另一个实施方式是一种形成纤维的方法,该方法包括:熔纺(meltspinning)组合物而形成纤维;并且其中基于该组合物的总重量,该组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段:含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包括30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;2wt%-10wt%的阻燃剂;并且其中该纤维具有10-60微米的当量圆直径。另一个实施方式是包含该纤维的制品。这些和其他实施方式在下面进行详细描述。附图说明该图是熔体纺丝设备(meltspinningapparatus)的示意图。具体实施方式本发明人已经确定,由包含特定量的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷和阻燃剂的组合物制备的熔纺纤维会表现出纤维熔纺的更强劲(robust)加工特性、降低的热空气收缩率和降低的放热速率。因此,一个实施方式是一种共聚物纤维,其中所述共聚物纤维包含一种组合物,基于该组合物的总重量,该组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包括30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;2wt%-10wt%的阻燃剂;其中该纤维具有10-60微米的当量圆直径。所述共聚物纤维由包含嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的组合物制备。该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷是包含至少一种聚酯嵌段、至少一种聚碳酸酯嵌段和至少一种聚硅氧烷嵌段的共聚物。具体而言,所述至少一个聚酯嵌段包含间苯二酚酯单元,每个间苯二酚酯单元具有以下结构所述至少一个聚碳酸酯嵌段包含碳酸酯单元,每个碳酸酯单元具有以下结构其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,并且所述至少一个聚硅氧烷嵌段包含二甲基硅氧烷单元。在一些实施方式中,所述芳族二价基团是c6-c24芳族二价基团。当并非所有的r1基团都是芳族的时,其余的则是c2-c24脂族二价基团。在一些实施方式中,每个r1为下式的基团:其中a1和a2各自独立地是单环二价芳基,并且y1是具有一个或两个将a1与a2分隔开的原子的桥连基。a1和a2的实例包括1,3-亚苯基和1,4-亚苯基,每个可选地被一个、两个或三个c1-c6烷基取代。该桥连基y1能够是c1-c12(二价)亚烃基。正如本文所用,术语“烃基”,无论其单独使用,还是用作另一术语的前缀、后缀或片段,都是指仅包含碳和氢的残基,除非将其明确确定为“取代的烃基”。该烃基残基能够是脂族或芳族的,直链的,环状的,支链的,饱和的,或不饱和的。它也能够包含脂族、芳族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和烃部分的组合。当所述烃基残基被描述为被取代的时,除了碳和氢之外,它还能够包含杂原子。在一些实施方式中,一个原子将a1与a2分开。y1基团的举例说明性实例是-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-、亚甲基(-ch2-;也称为甲叉基)、乙叉基(-ch(ch3)-)、异丙叉基(-c(ch3)2-)、新戊叉基、环己叉基、环十五烷叉基、环十二叉基、金刚烷叉基、环己叉基亚甲基、环己基亚甲基和2-[2.2.1]-双环庚叉基。在一些实施方式中,该间苯二酚酯单元包含间苯二酚间苯二甲酸酯/对苯二甲酸酯单元,而该碳酸酯单元包含间苯二酚碳酸酯单元和双酚a碳酸酯单元。基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基(即,该碳酸酯单元是间苯二酚碳酸酯单元),和5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是(即,该碳酸酯单元是双酚a碳酸酯单元)。在30mol%-90mol%的范围内,该间苯二酚酯单元的量能够为50mol%-90mol%,或70mol%-90mol%。在5mol%-35mol%的范围内,该间苯二酚碳酸酯单元的量能够为5mol%-25mol%,或5mol%-15mol%。在5mol%-35mol%的范围内,该双酚a碳酸酯单元的量能够为5mol%-25mol%,或5mol%-15mol%。基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元。在此范围内,二甲基硅氧烷单元的量能够为0.4wt%-2wt%,或0.5wt%-2wt%。在一个非常具体的实施方式中,基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含70mol%-90mol%的间苯二酚间苯二甲酸酯/对苯二甲酸酯单元、5mol%-15mol%的间苯二酚碳酸酯单元和5mol%-15mol%的双酚a碳酸酯单元,并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的总重量,还包含用量为0.5wt%-2wt%的二甲基硅氧烷单元。对嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷上的端基的结构没有特别限制。在聚合期间能够包括封端剂(也称为链停止剂或链终止剂)以提供端基。封端剂的实例包括单环酚如苯酚、对氰基苯酚,和c1-c22烷基取代酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯和对叔丁基苯酚;二元酚的单醚,如对甲氧基苯酚;双酚的单酯,如间苯二酚单苯甲酸酯;脂族一元羧酸的官能化氯化物如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯;单氯甲酸酯,如氯甲酸苯酯、烷基取代苯基氯甲酸酯、对枯基苯基氯甲酸酯和甲苯氯甲酸酯。能够使用不同端基的组合。在一些实施方式中,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷具有15,000-55,000克/摩尔的重均分子量,这使用聚碳酸酯标准物通过凝胶渗透色谱法进行测定。在此范围内,重均分子量能够为18,000-50,000克/摩尔。制备嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的方法是已知的,并且,例如,描述于授予colborn等人的美国专利号7,790,292b2中。基于该组合物的总重量,所述组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷。在该范围内,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的量能够为90wt%-97wt%,或91wt%-96wt%。除了嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷之外,该组合物还包含阻燃剂。阻燃剂是能够改善热塑性组合物的阻燃性的化学化合物或化学化合物混合物。合适的阻燃剂包括有机磷酸酯、金属二烷基次膦酸盐、含三聚氰胺的阻燃剂及其组合。在一些实施方式中,该阻燃剂包括有机磷酸酯。示例性的有机磷酸酯阻燃剂包括包含苯基、取代苯基或苯基和取代苯基组合的磷酸酯,基于间苯二酚的双芳基磷酸酯如,例如,间苯二酚双(磷酸二苯酯),以及基于双酚的那些如,例如,双酚a双(磷酸二苯酯)。在一些实施方式中,该有机磷酸酯选自三(烷基苯基)磷酸酯(例如,cas登记号89492-23-9或cas登记号78-33-1)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)(cas登记号57583-54-7)、双酚a双(磷酸二苯酯)(cas登记号181028-79-5)、磷酸三苯酯(cas登记号115-86-6)、磷酸三(异丙基苯基)酯(例如,cas登记号68937-41-7)、叔丁基苯基磷酸二苯酯(cas登记号56803-37-3)、双(叔丁基苯基)磷酸苯基酯(cas登记号65652-41-7)、磷酸三(叔丁基苯基)酯(cas登记号78-33-1)及其组合。在一些实施方式中,该阻燃剂不包括溴化聚碳酸酯。在一些实施方式中,该阻燃剂是无卤素的。在一些实施方式中,该有机磷酸酯包含低聚磷酸酯,其能够是无卤素低聚磷酸酯。在一些实施方式中,该阻燃剂包括金属二烷基次膦酸盐。正如本文所用,术语“金属二烷基次膦酸盐(metaldialkylphosphinate)”是指包含至少一种金属阳离子和至少一种二烷基次膦酸根阴离子的盐。在一些实施方式中,该二烷基次膦酸金属盐具有下式:其中ra和rb各自独立地是c1-c6烷基;m是钙、镁、铝或锌;而d为2或3。ra和rb的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基和正戊基。在一些实施方式中,ra和rb是乙基,m是铝,并且d为3(即,二烷基次膦酸金属盐是三(二乙基次膦酸)铝)。在一些实施方式中,该阻燃剂包括含三聚氰胺的阻燃剂。含三聚氰胺的阻燃剂包括包含含三聚氰胺碱和磷酸盐或焦磷酸盐或聚磷酸盐或氰尿酸的那些。在一些实施方式中,所述含三聚氰胺的阻燃剂具有下式其中g为1-10,000,并且f与g之比为0.5:1-1.7:1,具体而言0.7:1-1.3:1,更具体而言0.9:1-1.1:1。应当理解的是,该式包括其中一个或多个质子从磷酸基团转移到三聚氰胺基团的物质。当g为1时,该含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺磷酸盐(cas登记号20208-95-1)。当g为2时,该含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺焦磷酸盐(cas登记号15541-60-3)。当g平均大于2时,该含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐(cas登记号56386-64-2)。在一些实施方式中,该含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐或其混合物。在其中所述含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐的一些实施方式中,g具有大于2-10,000,特别是5-1,000,更特别是10-500的平均值。在其中所述含三聚氰胺阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的一些实施方式中,g具有大于2-500的平均值。制备三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐和三聚氰胺聚磷酸盐的方法在本领域内是已知的,并且都能够商购获得。例如,三聚氰胺多磷酸酯能够通过使聚磷酸和三聚氰胺反应而制备,这描述于,例如,kasowski等人的美国专利no.6,025,419中,或通过在290℃氮气下加热三聚氰胺焦磷酸盐至恒重而制备,这描述于jacobson等人的美国专利no.6,015,510中。在一些实施方式中,该含三聚氰胺阻燃剂包括三聚氰胺氰脲酸盐。基于该组合物的总重量,所述组合物包含用量为2wt%-10wt%的阻燃剂。在此范围内,该阻燃剂的量能够为约3wt%-10wt%,或4wt%-9wt%。该组合物能够可选地还包含一种或多种热塑性塑料领域已知的添加剂。合适的添加剂包括,例如,稳定剂,脱模剂,润滑剂,加工助剂,防滴剂,成核剂,uv阻断剂,染料,颜料,抗氧化剂,抗静电剂,发泡剂,矿物油,金属减活剂,防粘剂(antiblockingagent),及其组合。当存在时,基于该组合物的总重量,这种添加剂通常以小于或等于2wt%的总量使用。在一些实施方式中,该添加剂按照小于或等于1wt%,或小于或等于0.5wt%的用量使用。在一些实施方式中,该组合物包含按重量计0-1ppm的着色剂。在一些实施方式中,该组合物不包含着色剂。在该纤维的一些实施方式中,基于所述组合物的总重量,该组合物包含91wt%-96wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷和4wt%-9wt%的阻燃剂。在该纤维的一些实施方式中,所述嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷和阻燃剂的总量为98wt%-100wt%,或99wt%-100wt%。在该纤维的一些实施方式中,基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,所述嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含70mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-15mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-15mol%的碳酸酯单元,其中r1是并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.5wt%-2wt%的二甲基硅氧烷单元。在一些实施方式中,该组合物不包括聚碳酸酯。在一些实施方式中,该组合物不包括聚酯。在一些实施方式中,该组合物不包括聚酯碳酸酯。在一些实施方式中,该组合物不包括抗冲改性剂。在一些实施方式中,该组合物不包括聚碳酸酯和聚酯以及聚酯碳酸酯和抗冲改性剂。该纤维具有10-60微米的当量圆直径。纤维的当量圆直径是具有与所考虑的纤维的横截面积相同的面积的圆的直径。例如,如果所考虑的纤维具有面积为400μm2的正方形横截面,则该纤维的当量圆直径为22.57微米。在10-60微米的范围内,当量圆直径能够为15-50微米。对纤维横截面的形状没有特别限制,其能够是,例如,圆形或椭圆形或三角形或正方形或矩形。在一些实施方式中,该纤维横截面是圆形的。另一个实施方式是形成纤维的方法,该方法包括:熔纺组合物而形成纤维;其中基于该组合物的总重量,所述组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段:含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包括30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-35mol%的碳酸酯单元,其中r1是并且基于该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;和2wt%-10wt%的阻燃剂;以及其中该纤维具有10-60微米的当量圆直径。以上在该纤维的上下文中描述的所有组成变化也适用于形成纤维的方法。在一些实施方式中,熔体纺丝的特征在于拉伸比(drawdownratio)为280-550,表观剪切速率为170-1700s-1,而机械拉伸比为0.95-1.2。拉伸比无单位,定义为熔体离开喷丝板喷嘴(spinneretnozzle)的速度(以米/分钟为单位)与第一个导丝辊(godet)上的纤维速度(以米/分钟为单位)之比。在280-550的范围内,该拉伸比能够为350-450。表观剪切速率(以s-1为单位)根据以下公式定义表观剪切速率(s-1)=4q/πr3ρ其中q是每个喷丝板喷嘴的熔体通量(克/秒),r是喷嘴半径(以厘米为单位),而ρ是聚合物熔体密度(以克/厘米3为单位)。在170-1700s-1的范围内,该表观剪切速率能够为275-990s-1。机械拉伸比无单位,定义为第一导丝辊(godet)速度(米/分钟)与络筒机(winder)速度(米/分钟)之比。在0.95-1.2的范围内,该机械拉伸比能够为0.98-1.1。另一个实施方式是一种包含上述任何变型形式的纤维的制品。在一些实施方式中,该制品包括包含该纤维的机织织物(wovenfabric)。在其他实施方式中,该制品包括包含该纤维的针织织物(knitfabric)。在其他实施方式中,该制品包括包含该纤维的非织造织物(nonwovenfabric)。非织造织物能够通过包括,例如,湿铺成网(wet-laid),干铺成网(dry-laid),气铺成网(air-laid),熔喷(melt-blown),纺粘(spunbond)和水刺(spunlace)的方法进行制备。本发明至少包括以下方面。方面1:一种共聚物纤维,其中该共聚物纤维包含一种组合物,基于该组合物的总重量,所述组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元其中r1是1,3-亚苯基,和5mol%-35mol%的碳酸酯单元其中r1是并且基于嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;和2wt%-10wt%的阻燃剂;其中该纤维具有10-60微米的当量圆直径。方面2:方面1的所述纤维,其中该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含0.5wt%-2wt%的二甲基硅氧烷单元。方面3:方面1或2的所述纤维,其中所述阻燃剂包括有机磷酸酯。方面4:方面3的所述纤维,其中所述有机磷酸酯包括低聚磷酸酯。方面5:方面1-4中任一方面的所述纤维,其中基于所述组合物的总重量,该组合物包括91wt%-96wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷和4wt%-9wt%的阻燃剂。方面6:方面1-5中任一方面的所述纤维,其中所述嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷和阻燃剂的总量为98wt%-100wt%。方面7:方面1-6中任一方面的所述纤维,其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含70mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-15mol%的碳酸酯单元其中r1是1,3-亚苯基和5mol%-15mol%的碳酸酯单元其中r1是并且基于嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.5wt%-2wt%的二甲基硅氧烷单元。方面8:方面1-7中任一方面的所述纤维,其中所述组合物包含按重量计0-1ppm的着色剂。方面9:一种形成纤维的方法,该方法包括:熔体纺丝组合物而形成纤维;其中基于该组合物的总重量,该组合物包含90wt%-98wt%的嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含含有具有以下结构的间苯二酚酯单元的聚酯嵌段:含有具有以下结构的碳酸酯单元的聚碳酸酯嵌段其中r1基团总数的至少60%是芳族二价基团,和含有二甲基硅氧烷单元的聚硅氧烷嵌段;其中基于碳酸酯和酯单元的总摩尔数,该嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷包含30mol%-90mol%的间苯二酚酯单元、5mol%-35mol%的碳酸酯单元其中r1是1,3-亚苯基和5mol%-35mol%的碳酸酯单元其中r1是并且基于嵌段聚酯碳酸酯-聚硅氧烷的重量,还包含0.2wt%-4wt%的二甲基硅氧烷单元;和2wt%-10wt%的阻燃剂;其中该纤维具有10-60微米的当量圆直径。方面10:方面9的所述方法,其中所述熔体纺丝的特征在于拉伸比为280-550,表观剪切速率为170-1700s-1,而机械拉伸比为0.95-1.2。方面11:一种包含方面1-8中任一方面的纤维的制品。方面12:方面11的所述制品,其中该制品包括包含该纤维的机织织物。方面13:方面11的所述制品,其中该制品包括包含该纤维的针织织物。方面14:方面11的所述制品,其中该制品包括包含该纤维的非织造织物。本文公开的所有范围包括端点,并且这些端点能够彼此独立地进行组合。本文所公开的每个范围构成对所公开范围内的任何点或子范围的公开。通过以下非限制性实施例进一步举例说明本发明。实施例这些实施例中使用的材料总结于表1中。表1组合物总结于表2中,其中组分的量以基于所述组合物总重量的重量百分比表示。通过干混所有组分而制备各组合物,然后将所得的混合物添加到双螺杆挤出机的进料喉中,该双螺杆挤出机的工作区温度范围为230-300℃。所述挤出物在水中冷却之后进行造粒。表2实施例1实施例2比较实施例1比较实施例2pec-si93.4493.4449.9787.95pec0.000.0049.970.00ope6.506.500.000.00brpc0.000.000.0011.99tbpdp0.060.060.060.06sv360.000.000350.000.00pb600.000.000440.000.00粒料在进料到熔体纺丝设备的料斗之前要在80-120℃下干燥6-12小时。熔体纺丝在图中示意性图示说明的熔体纺丝设备上进行。在该图中,熔体纺丝设备1包括其中干燥的粒料被转化为熔体的挤出机5,将熔体输送到纺丝组件(spinpack)15中的熔体泵10,熔体在该纺丝组件中经过过滤,然后到达喷丝头(spinneret)20,在其中由所述过滤后的熔体形成多根纤维。纤维立即被传送到骤冷区30,在此处纤维进行空气冷却并固化。然后,所述冷却的纤维进入纺丝油剂(spinfinish)部分40中,在其中可以将纺丝油剂施加到纤维的表面上。然后,纤维横穿一系列的导丝辊对,所述导丝辊对包括第一导丝辊50、第二导丝辊60和第三导丝辊70,在其中纤维进行拉拔(拉伸)。然后,纤维进入络筒机部分80,在此处接触辊90有助于在两个绕芯110之一周围形成缠绕的纤维100。在这些实验中,所述熔体泵以10cm3/转的速度运行。挤出机和熔体泵的温度为280-330℃。使用了144孔单位置喷丝头。喷丝孔(喷嘴)均为圆形,其直径根据实验变化范围为0.4-0.8毫米。每个喷丝头的长径比为4:1。在纺丝组件中使用了325美国筛孔(44微米开口)筛网过滤器过滤所述组合物熔体。纤维离开喷嘴后,通过在环境温度(约23℃)下用空气骤冷使其固化。合并各个长丝而形成复丝线(multi-filamentthread),然后将纺丝油剂(从goulston以luroltmps-11744获得的水包油乳液中的丙烯酰胺共聚物)在复丝线接触到第一个导丝辊之前施加于其上。拉伸比的范围从每纤维16旦(denier)(dpf)实验的140到2dpf实验的2200。表观剪切速率的范围为从2dpf实验的43到16dpf实验的3420。机械拉伸比为0.95-1.2。对于实施例1的组合物,最佳纤维生产与280-550的拉伸比(优选350-450)、170-1700s-1(优选275-990s-1)的表观剪切速率、0.95-1.2(优选0.98-1.1)的机械拉伸比有关。当拉伸比显著小于280时,所生产的纤维未表现出均匀的直径,并且该工艺方法的生产率太低而不能用于商业实践。在拉伸比显著大于550时,观察到来自所述144个喷嘴中的一些的纤维发生机械断裂,导致断线。在显著小于170s-1的表观剪切速率下,产生的纤维不具有均匀的直径。在显著大于1700s-1的表观剪切速率下,观察到熔体断裂导致断线。在机械拉伸比显著小于0.95时,观察到导丝辊上频繁断线。在机械拉伸比显著大于1.2时,导丝辊上的线由于长丝断裂而产生绒毛(fluff)。对于实施例2的组合物,熔体纺丝工艺是可接受的,但不如实施例1的组合物那样有利。具体而言,相对于实施例1的组合物,实施例2的组合物每单位时间的断线次数多约三倍。对于实施例2的组合物,大多数断线发生于喷丝头和第一个导丝辊之间。对于比较实施例1的组合物,熔体纺丝工艺方法在所研究的整个工艺过程空间(processspace)中不稳定。具体而言,虽然能够挤出纤维,但在没有不可接受的纤维断裂的情况却无法对其拉伸。对于比较实施例2的组合物,熔体纺丝工艺方法具有低的纤维产率。纤维断裂平均发生于三到十分钟内。纤维能够产生和拉伸,但纤维断裂的速率是不可接受的。热空气收缩率如下确定。收集一定长度(总长度为90米,每圈1米)的纤维。这种集合称为绞线(skein),使用但尼尔(denier)轮制成。将绞线保持于钩子上,并以毫米为单位测量其长度l0,其中每根单纤维的基重小于0.1克/旦,将绞线在设定为比所述组合物的玻璃化转变温度(tg)低20℃的对流烘箱中放置20分钟。从对流烘箱中取出绞线并冷却至环境温度。其长度l1以毫米为单位进行测定。热空气收缩率以百分比为单位表示,计算为100×(l0-l1)/l0。对于实施例1的组合物,热空气收缩率为1.5%。当前第1页12
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