一種多孔超細(xì)旦扁平絲及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多孔超細(xì)旦扁平絲及其制備方法，將改性聚酯采用多孔噴絲板紡絲制得多孔超細(xì)旦扁平絲；多孔噴絲板上噴絲孔的排列方式為橢圓形排列，即噴絲孔的孔中心位于同心橢圓上，同心橢圓為系列橢圓，所有橢圓的長軸共線，且短軸共線。多孔超細(xì)旦扁平絲由改性聚酯切片固相縮聚增粘后加工制得，改性聚酯的制備方法為：對(duì)苯二甲酸與乙二醇反應(yīng)制得對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，加入對(duì)苯二甲酸與含支鏈的二元醇反應(yīng)制得的對(duì)苯二甲酸二元醇酯，繼續(xù)反應(yīng)得到改性聚酯。本發(fā)明專利技術(shù)制得的纖維性能優(yōu)良，多孔超細(xì)旦扁平絲的線密度偏差率≤0.5％，斷裂強(qiáng)度CV值≤4.0％，斷裂伸長CV值≤8.0％，條干不勻率CV值≤2.0％。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于聚酯纖維領(lǐng)域，涉及一種多孔超細(xì)旦扁平絲及其制備方法。
技術(shù)介紹
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET纖維或聚酯纖維)纖維自問世以來，具有斷裂強(qiáng)度和彈性模量高，回彈性適中，熱定型優(yōu)異，耐熱耐光性好以及耐酸耐堿耐腐蝕性等一系列優(yōu)良性能，且織物具有抗皺免燙，挺括性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域。但由于PET的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)致密，且分子鏈上沒有與染料相結(jié)合的官能團(tuán)，致使染料分子很難進(jìn)入纖維內(nèi)部，染色困難。無法滿足人們對(duì)鮮艷靚麗、風(fēng)格獨(dú)特的織物需求。造成PET染色困難的原因?yàn)镻ET屬于對(duì)稱性的直鏈大分子，分子鏈不含有側(cè)鏈基團(tuán)，規(guī)整性非常好，它的主鏈含有剛性的苯環(huán)和柔性的烴基，而直接與苯環(huán)相連接的酯基與苯環(huán)又構(gòu)成了剛性的共軛體系，從而制約了其柔性鏈段的自由旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)增加了分子鏈段運(yùn)動(dòng)的壁壟，導(dǎo)致PET的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，需要在很高的溫度條件下促進(jìn)染料分子向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散，完成染色步驟。另外，PET的分子鏈規(guī)整，結(jié)晶性好，分子鏈排列緊密，并且分子鏈上沒有與染料分子發(fā)生作用的極性基團(tuán)，使PET纖維的上色更加困難。因此，通常的PET纖維的染色一般高溫高壓下，選擇分散染料染色，當(dāng)溫度達(dá)到PET纖維得玻璃化溫度以上時(shí)，PET纖維聚合物分子間空隙增大，但其自由體積增加的程度小，染色速率不高，但高溫高壓法所帶來的能耗以及上染率低是現(xiàn)在面臨的主要問題。另外，PET纖維熔體粘度較高，不利于加工。制備PET纖維的方法很多，其中熔融紡絲法是目前工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中較多的一種。熔融紡絲過程中有許多參數(shù)，這些參數(shù)決定纖維成型的歷程和紡出纖維的結(jié)構(gòu)和性能，生產(chǎn)上就是通過控制這些參數(shù)來制得所需性能的纖維。按照工藝過程可將生產(chǎn)中控制的主要紡絲參數(shù)歸納為熔融條件、噴絲條件、固化條件、繞絲條件等，其中絲條冷卻固化條件對(duì)纖維結(jié)構(gòu)與性能有決定性的影響，為控制聚酯熔體細(xì)流的冷卻速度及其均勻性，生產(chǎn)中普遍采取冷卻吹風(fēng)。冷卻吹風(fēng)可加速熔體細(xì)流的冷卻速度，有利于提高紡絲速度；加強(qiáng)絲條周圍空氣的對(duì)流，使內(nèi)外層絲條冷卻均勻，為采用多孔噴絲板創(chuàng)造了條件；冷卻吹風(fēng)可使初生纖維質(zhì)量提高，拉伸性能提高，有利于提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。長期以來化纖生產(chǎn)都采用側(cè)吹風(fēng)作為冷卻方式，能源消耗占到長絲生產(chǎn)成本的很大部分，隨著人們對(duì)化纖性能和品質(zhì)要求日益提高，化纖長絲新產(chǎn)品的開發(fā)向高附加值的差別化纖維方向發(fā)展，要求更高的冷卻吹風(fēng)條件，于是提出了環(huán)吹風(fēng)裝置。環(huán)吹風(fēng)裝置不僅具備每束絲受風(fēng)均勻的優(yōu)勢，而且能耗相比較低，有效的解決了側(cè)吹風(fēng)由于吹風(fēng)面積大而造成的風(fēng)能損失問題。在紡絲過程中，盡管環(huán)吹風(fēng)有著明顯的優(yōu)勢，但仍無法很好地解決多孔絲的冷卻不均的問題。由于紡出的絲從圓形噴絲板擠出后，通過環(huán)吹風(fēng)冷卻，由于圓形噴絲板圈數(shù)較多，使得環(huán)吹風(fēng)很難進(jìn)入最內(nèi)層，導(dǎo)致在最外層的絲已經(jīng)冷卻后最內(nèi)層的絲可能還未冷卻，從而所得的絲出現(xiàn)纖度不勻，強(qiáng)度不勻，染色不勻等問題，致使后續(xù)對(duì)絲的進(jìn)一步加工出現(xiàn)難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有聚酯纖維染色不勻、力學(xué)性能較差等問題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化的生產(chǎn)紡絲，提供一種多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法。本專利技術(shù)的聚酯纖維的原料為改性聚酯，改性聚酯的分子鏈中引入含支鏈的二元醇鏈段，經(jīng)改性聚酯制備的改性聚酯纖維，一定溫度條件下，改性聚酯纖維內(nèi)部分子鏈間的空間間隙的增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等溫度下無支鏈的普通聚酯纖維，有利于染色劑等微小顆粒進(jìn)入內(nèi)部的程度，提高染色速率；改性聚酯纖維的熔體粘度降低，降低加工溫度，減少降解速率，有利于加工；另外含支鏈的二元醇鏈段對(duì)改性聚酯纖維的結(jié)構(gòu)規(guī)整性沒有大的破壞，保持了聚酯纖維的優(yōu)良性能。本專利技術(shù)紡絲過程中采用噴絲孔橢圓形排列的噴絲板，有利于纖維在紡絲過程中的均勻、充分冷卻，纖維之間的性能和結(jié)構(gòu)相差較小，提高了纖維的染色均勻性和力學(xué)性能。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種多孔超細(xì)旦扁平絲，所述多孔超細(xì)旦扁平絲的材質(zhì)為改性聚酯，所述改性聚酯由對(duì)苯二甲酸鏈段、乙二醇鏈段和含支鏈的二元醇鏈段組成，所述含支鏈的二元醇鏈段是指支鏈位于二元醇鏈段中的一個(gè)非端基碳上且支鏈為含有5-10個(gè)碳原子的直鏈碳鏈的二元醇鏈段；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的斷裂強(qiáng)度≥3.8cN/dtex，斷裂伸長率為33.0±3.0％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲在溫度為80～130℃下，纖維內(nèi)部分子鏈間的空間間隙增大10～30v/v％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的線密度偏差率≤0.5％，斷裂強(qiáng)度CV值≤4.0％，斷裂伸長CV值≤8.0％，條干不勻率CV值≤2.0％，單絲纖度為0.3～0.5dtex。所述的分子鏈間的空間間隙增大是指改性聚酯與常規(guī)聚酯在相同溫度的分子鏈間的空間間隙的對(duì)比。所述熔體粘度下降是指改性聚酯與常規(guī)聚酯在相同溫度的熔體粘度的對(duì)比。本專利技術(shù)還提供了一種多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法，將改性聚酯采用噴絲微孔的橫截面形狀為扁平型的多孔噴絲板紡絲制得多孔超細(xì)旦扁平絲；所述多孔噴絲板上噴絲孔的排列方式為橢圓形排列，所述橢圓形排列是指噴絲孔的孔中心位于同心橢圓上，所述同心橢圓為系列橢圓，所有橢圓的長軸共線，且短軸共線；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法為：將改性聚酯經(jīng)切粒得到改性聚酯切片，再經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞，制得多孔超細(xì)旦扁平絲；所述改性聚酯的制備步驟為：(1)對(duì)苯二甲酸二元醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸與含支鏈的二元醇配成漿料后，在濃硫酸的催化作用下，進(jìn)行酯化反應(yīng)得到對(duì)苯二甲酸二元醇酯；所述含支鏈的二元醇是指支鏈位于二元醇鏈段中的一個(gè)非端基碳上且支鏈為含有5-10個(gè)碳原子的直鏈碳鏈的二元醇；對(duì)于含支鏈的二元醇，其支鏈為烷基，是吸電子基團(tuán)，在支鏈的存在，使分子鏈的空間體積增加，溶劑化作用變小，二元醇中質(zhì)子不易離解，使得含支鏈的二元醇與對(duì)苯二甲酸的反應(yīng)活性小于乙二醇，若采用同乙二醇混合與對(duì)苯二甲酸反應(yīng)，會(huì)造成含支鏈的二元醇反應(yīng)不完整，從而影響含支鏈的二元醇在聚酯大分子中的比例，進(jìn)而影響聚酯的性能。本專利技術(shù)采用先將含支鏈的二元醇在硫酸的催化作用下與對(duì)苯二甲酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，其產(chǎn)物在乙二醇與對(duì)苯二甲酸酯化結(jié)束后加入，保證了含支鏈的二元醇配比的穩(wěn)定性；(2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸和乙二醇配成漿料后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；(3)改性聚酯的制備；在步驟(2)中的酯化反應(yīng)結(jié)束后，加入步驟(1)中制備的對(duì)苯二甲酸二元醇酯，攪拌混合，在催化劑和穩(wěn)定劑的作用下，在負(fù)壓的條件下，依次進(jìn)行低真空階段的縮聚反應(yīng)和高真空階段的縮聚反應(yīng)，制得改性聚酯。作為優(yōu)選的技術(shù)方案：如上所述的一種多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法，所述改性聚酯的具體制備步驟為：(1)對(duì)苯二甲酸二元醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸與含支鏈的二元醇配成漿料，在濃硫酸的催化作用下，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅悍磻?yīng)，加壓壓力為常壓～0.3MPa，溫度為180～240℃，當(dāng)酯化反應(yīng)中的水餾出量達(dá)到理論值的90％以上時(shí)為酯化反應(yīng)終點(diǎn)，得到對(duì)苯二甲酸二元醇酯；(2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸和乙二醇配成漿料后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅悍磻?yīng)，加壓壓力為常壓～0.3MPa，溫度為250～260℃，當(dāng)酯化反應(yīng)中的水餾出量達(dá)到理論值的90％以上時(shí)為酯化反應(yīng)終點(diǎn)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；(3)改性聚酯的制備本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多孔超細(xì)旦扁平絲，其特征是：所述多孔超細(xì)旦扁平絲由改性聚酯經(jīng)過噴絲微孔截面形狀為扁平形的噴絲板紡絲而得；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的材質(zhì)為改性聚酯，所述改性聚酯由對(duì)苯二甲酸鏈段、乙二醇鏈段和含支鏈的二元醇鏈段組成，所述含支鏈的二元醇鏈段是指支鏈位于二元醇鏈段中的一個(gè)非端基碳上且支鏈為含有5?10個(gè)碳原子的直鏈碳鏈的二元醇鏈段；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的斷裂強(qiáng)度≥3.8cN/dtex，斷裂伸長率為33.0±3.0％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲在溫度為80～130℃下，纖維內(nèi)部分子鏈間的空間間隙增大10～30v/v％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的線密度偏差率≤0.5％，斷裂強(qiáng)度CV值≤4.0％，斷裂伸長CV值≤8.0％，條干不勻率CV值≤2.0％，單絲纖度為0.3～0.5dtex，所述的分子鏈間的空間間隙增大是指改性聚酯與常規(guī)聚酯在相同溫度的分子鏈間的空間間隙的對(duì)比。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多孔超細(xì)旦扁平絲，其特征是：所述多孔超細(xì)旦扁平絲由改性聚酯經(jīng)過噴絲微孔截面形狀為扁平形的噴絲板紡絲而得；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的材質(zhì)為改性聚酯，所述改性聚酯由對(duì)苯二甲酸鏈段、乙二醇鏈段和含支鏈的二元醇鏈段組成，所述含支鏈的二元醇鏈段是指支鏈位于二元醇鏈段中的一個(gè)非端基碳上且支鏈為含有5-10個(gè)碳原子的直鏈碳鏈的二元醇鏈段；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的斷裂強(qiáng)度≥3.8cN/dtex，斷裂伸長率為33.0±3.0％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲在溫度為80～130℃下，纖維內(nèi)部分子鏈間的空間間隙增大10～30v/v％；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的線密度偏差率≤0.5％，斷裂強(qiáng)度CV值≤4.0％，斷裂伸長CV值≤8.0％，條干不勻率CV值≤2.0％，單絲纖度為0.3～0.5dtex，所述的分子鏈間的空間間隙增大是指改性聚酯與常規(guī)聚酯在相同溫度的分子鏈間的空間間隙的對(duì)比。2.如權(quán)利要求1所述的一種多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法，其特征是：將改性聚酯采用噴絲微孔的橫截面形狀為扁平型的多孔噴絲板紡絲制得多孔超細(xì)旦扁平絲；所述多孔噴絲板上噴絲孔的排列方式為橢圓形排列，所述橢圓形排列是指噴絲孔的孔中心位于同心橢圓上，所述同心橢圓為系列橢圓，所有橢圓的長軸共線，且短軸共線；所述多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法為：將改性聚酯經(jīng)切粒得到改性聚酯切片，再經(jīng)計(jì)量、擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞，制得多孔超細(xì)旦扁平絲；所述改性聚酯的制備步驟為：(1)對(duì)苯二甲酸二元醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸與含支鏈的二元醇配成漿料后，在濃硫酸的催化作用下，進(jìn)行酯化反應(yīng)得到對(duì)苯二甲酸二元醇酯；所述含支鏈的二元醇是指支鏈位于二元醇鏈段中的一個(gè)非端基碳上且支鏈為含有5-10個(gè)碳原子的直鏈碳鏈的二元醇；(2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸和乙二醇配成漿料后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；(3)改性聚酯的制備；在步驟(2)中的酯化反應(yīng)結(jié)束后，加入步驟(1)中制備的對(duì)苯二甲酸二元醇酯，攪拌混合，在催化劑和穩(wěn)定劑的作用下，在負(fù)壓的條件下，依次進(jìn)行低真空階段的縮聚反應(yīng)和高真空階段的縮聚反應(yīng)，制得改性聚酯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多孔超細(xì)旦扁平絲的制備方法，其特征在于，所述改性聚酯的具體制備步驟為：(1)對(duì)苯二甲酸二元醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸與含支鏈的二元醇配成漿料，在濃硫酸的催化作用下，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅悍磻?yīng)，加壓壓力為常壓～0.3MPa，溫度為180～240℃，當(dāng)酯化反應(yīng)中的水餾出量達(dá)到理論值的90％以上時(shí)為酯化反應(yīng)終點(diǎn)，得到對(duì)苯二甲酸二元醇酯；(2)對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備；將對(duì)苯二甲酸和乙二醇配成漿料后，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅悍磻?yīng)，加壓壓力為常壓～0.3MPa，溫度為250～260℃，當(dāng)酯化反應(yīng)中的水餾出量達(dá)到理論值的90％以上時(shí)為酯化反應(yīng)終點(diǎn)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；(3)改性聚酯的制備；在步驟(2)中的酯化反應(yīng)結(jié)束后，加入步驟(1)中制備的對(duì)苯二甲酸二元醇酯，攪拌混合15-20分鐘，在催化劑和穩(wěn)定劑的作用下，在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范紅衛(wèi)，尹立新，羅凱敏，張?jiān)A，王小雨，楊超明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇恒力化纖股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32