一种聚酰胺组合物及其在高强透明聚酰胺单丝上的应用的制作方法

本发明属于聚酰胺产品，涉及一种聚酰胺组合物及其在高强透明聚酰胺单丝上的应用。

背景技术：

1、聚酰胺是一种含酰胺键(-co-nh-)的高分子聚合物的总称，商品名称为尼龙，尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(聚己二胺己二酸)是用量最大的两种聚酰胺，可用于注塑、纺丝、薄膜和单丝等用途。

2、聚酰胺单丝用于深海钓鱼线时，通常要求单丝的直径在1.0mm以上，并且有高拉伸断裂强度、高透明性等要求。高强度利于钓鱼线的收卷以及打结，高透明性保障了在钓鱼时，钓鱼线不被鱼所看见。

3、当对单丝有高拉伸断裂强度、高透明性等要求时，优选使用共聚酰胺作为单丝的主要组分，即将两种或多种能形成均聚酰胺的单体混合在一起合成聚酰胺。典型的例子为通过己内酰胺、己二胺和己二酸单体聚合制备得到的共聚酰胺，简称为尼龙6/66。在商业上，尼龙6/66通常用作工业单丝的原料。尼龙6/66由于分子链相比于尼龙6和尼龙66而言更加无序，分子链中的酰胺键形成氢键的能力小于尼龙6和尼龙66，结晶速率小于同等条件下的两种均聚酰胺，在同等工艺条件下，与尼龙6和尼龙66两种均聚酰胺相比，尼龙6/66具有更好更高的透明性。同时，由于结晶速率的降低，在制备单丝时可以做到牵伸比高于尼龙6，因此具有更高的拉伸断裂强度。

4、聚酰胺的分子结构中含有大量的酰胺基团，是一类极性很强的高分子材料，很容易吸收环境中的水分从而影响力学强度，将聚酰胺单丝泡水后(模拟钓鱼线的应用环境)，干态聚酰胺会吸水成为湿态聚酰胺，水分子对于聚酰胺而言是一种非常有效的增塑剂，减少了高分子链之间的作用力，因而，湿态的聚酰胺延伸率变高，但拉伸断裂强度变低。

5、为了解决上述存在的问题，cn115161797a提供了一种聚酰胺纤维及聚酰胺组合物在纺织行业中的应用；其中记载聚酰胺纤维由聚酰胺组合物经过熔融纺丝制成，聚酰胺组合物包括聚酰胺66、金属盐以及缚酸剂，通过对聚酰胺进行改性，使其具有较佳的吸水能力以及较快的吸水速率，而且在吸水后，仍能保持较佳的机械性能。但是该专利中添加氯化钙等金属盐和硬脂酸钙等缚酸剂会导致制成的丝完全不透明。

6、因此，研究一种聚酰胺组合物及其在高强透明聚酰胺单丝上的应用，以解决上述问题，具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种聚酰胺组合物及其在高强透明聚酰胺单丝上的应用。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种聚酰胺组合物，按重量份数计，包含100份尼龙树脂、1.5～10份聚乙二醇和1～10份水；聚乙二醇的数均分子量为200～1000；

4、将尼龙树脂(英文缩写为pa)与聚乙二醇(英文缩写为peg)混合后纺丝制备得到聚酰胺单丝，再将聚酰胺单丝放置于75℃、95％湿度的恒温恒湿箱进行吸湿，使聚酰胺单丝的含水率与聚酰胺组合物的含水率相等，测得的特定含水率的聚酰胺单丝的断裂强度为5.6～6.9cn/dtex。

5、作为优选的技术方案：

6、如上所述的一种聚酰胺组合物，尼龙树脂为尼龙6树脂、尼龙66树脂或尼龙6/66树脂。

7、如上所述的一种聚酰胺组合物，尼龙6/66树脂的熔点为180～215℃，相对粘度(rv值)为2.7～4.5。

8、如上所述的一种聚酰胺组合物，在相同含水率下，相比于现有技术的尼龙具有更高的强度。

9、本发明还提供一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，按重量份数计，包含100份共聚尼龙树脂、1.5～10份聚乙二醇和1.8～30份具有醇溶性的三元共聚聚酰胺；聚乙二醇的数均分子量为200～1000；其中，当聚乙二醇添加份数＜1.5份时，对于强度的提高作用不明显，当聚乙二醇添加份数过高＞10份时，制备得到的单丝断裂强度反而下降；当具有醇溶性的三元共聚聚酰胺的添加份数>30份时，所制备的聚酰胺单丝断裂强度较低；当聚乙二醇的mn＜200时，聚乙二醇在水中浸泡时相对容易脱离，当聚乙二醇的mn＞1000时，聚乙二醇与共聚尼龙树脂相容性过差，所制备的单丝透明性下降，外观有不透明的白点。

10、作为优选的技术方案：

11、如上所述的一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，共聚尼龙树脂为尼龙6/66树脂；尼龙6/66树脂的熔点为180～215℃，相对粘度(rv值)为2.7～4.5；如文献(j.appl.pol.sci.1970,14,2133-2143)中所指出的，尼龙6/66树脂的熔点作为分子链间氢键密度和氢键强度的表现，由于共聚酰胺分子链规整性弱于相应的均聚酰胺，因此在一定的单体比例范围内，尼龙6/66树脂的熔点低于尼龙6树脂。当尼龙6/66树脂的熔点<180℃，分子链间的氢键密度过低，所制备的聚酰胺单丝断裂强度较低，当尼龙6/66树脂的熔点>215℃，分子链规整性过高，结晶速率较快，制备得到的单丝的透明性下降；

12、尼龙6/66树脂的相对粘度会影响聚酰胺组合物的干态纤维强度，在吸湿后聚酰胺组合物强度会进一步下降；rv值低于2.7，则聚合物分子链的缠结不足，在外力作用下容易断裂，制备得到的单丝具有较低的断裂强度；rv值高于4.5，由于粘度太高，导致加工困难。

13、如上所述的一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，具有醇溶性的三元共聚聚酰胺的相对粘度(rv值)为2.4～4.0；具有醇溶性的三元共聚聚酰胺的相对粘度会影响组合物的干态纤维强度，在吸湿后组合物强度会进一步下降；相对粘度过低则会导致强度过低，相对粘度太高会导致聚酰胺难以进行熔融加工。

14、如上所述的一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，具有醇溶性的三元共聚聚酰胺与聚乙二醇的质量比值大于1.2；当醇溶性的三元共聚聚酰胺与聚乙二醇的质量比高于1.2时，更多的三元共聚聚酰胺可以帮助提供聚乙二醇在基体中稳定的分散，聚酰胺组合物制得的纤维在长期浸渍水环境下的机械强度能维持在较高水平，对于钓鱼线等应用十分有益。

15、如上所述的一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，具有醇溶性的三元共聚聚酰胺由第一酰胺结构单元、第二酰胺结构单元和第三酰胺结构单元组成，第一酰胺结构单元为pa6结构单元，第二酰胺结构单元为pa66结构单元，第三酰胺结构单元为pa610、pa69、pa12、pa612和pa11结构单元中的一种；通过调节一定的pa6结构单元比例可以获得醇溶性。

16、本发明还提供如上任一项所述的一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物的应用，用于制备聚酰胺单丝。

17、透明聚酰胺组合物制得的聚酰胺单丝具有高强透明且湿态强度高的特点，聚酰胺单丝在长期浸水环境下能够保持稳定的机械性能，聚酰胺单丝的初始湿态纤维强度为6.1～6.9cn/dtex，浸泡一个月后的湿态强度相比于初始湿态纤维强度的保留率不低于71％，相比于干态聚酰胺单丝强度的强度保留率不低于61％。

18、发明原理：

19、根据现有技术的研究发现，聚乙二醇在一些非水环境使用的领域，例如薄膜，被披露用于干态聚酰胺的增塑剂，增塑剂能够有效的降低聚酰胺的模量，使得制品更加柔软，有利于收卷工序。当用作增塑剂时，往往需要选择低分子量的聚乙二醇，分子量越小能够起到更好的分子间的润滑作用。发明人意外发现在聚酰胺组合物中分散的聚乙二醇可以帮助抑制其在水中浸泡为湿态树脂后的强度下降，经分析这是因为由于聚乙二醇加入，先提供更多的氢与尼龙树脂形成氢键，一定程度上替代了原本与尼龙树脂形成氢键的水分子，当聚酰胺组合物在湿态环境下，聚乙二醇减少了水分渗入到聚酰胺组合物中而与之形成氢键的密度，而聚乙二醇为具有一定分子量的低聚物，相比于水和尼龙树脂形成的氢键而言，还具有分子链的缠结性导致的范德华力的增大，因此，不会导致尼龙树脂的机械性能产生严重的影响，能够使聚酰胺组合物制备得到的聚酰胺单丝在湿态下具有更高的断裂强度；

20、在短时期内浸水的含peg聚酰胺单丝表现为优异的机械强度，进一步延长浸泡时间，含peg的聚酰胺单丝的机械强度又下降了，这与peg在水中浸泡时的迁移和析出有关。当在组分中进一步引入具有醇溶性的三元共聚聚酰胺时，发现经过长时间浸泡的组合物并没有产生显著的机械性能下降的情况。这与各组分之间的相容性有关，尼龙6/66树脂的醇溶性差，而peg能溶于水，因此peg的相容性更亲近于水而非尼龙6/66树脂，当引入具有醇溶性的三元共聚聚酰胺时，peg与之亲和，而三元共聚聚酰胺与尼龙6/66树脂亲和，抑制了peg的迁移和析出。

21、有益效果：

22、(1)本发明的一种聚酰胺组合物，在相同含水率下，相比于现有技术的尼龙具有更高的强度；

23、(2)本发明一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物，在长期浸渍水环境下机械强度能维持在较高水平；

24、(3)本发明一种水环境下使用的透明聚酰胺组合物应用于制备聚酰胺单丝时，制得的聚酰胺单丝兼具高拉伸强度、高透明度等特点，尤其适合于钓鱼线的应用。