一种聚酰胺5X割草丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酰胺5X割草丝，其生产原料包括1,5‑戊二胺和长碳链二元酸；或者，以1,5‑戊二胺和长碳链二元酸为单体聚合得到的聚酰胺5X。本发明专利技术还涉及该聚酰胺5X割草丝的制备方法：(1)、将1,5‑戊二胺和长碳链二元酸聚合，形成聚酰胺5X熔体；或者，将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体；(2)、将聚酰胺5X熔体进行纺丝，形成初生丝；(3)、对初生丝进行处理后得到聚酰胺5X割草丝。本发明专利技术中生产的割草丝具有环保、耐磨及割草效率高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺5X割草丝及其制备方法
本专利技术属于聚酰胺材料
，具体涉及一种聚酰胺5X割草丝及其制备方法。
技术介绍
割草丝为单丝的一种，目前基本采用切片纺丝，由于单丝较粗，一般为1-5mm，其后成型与普通纤维不同，主要采用液体冷却加热水牵伸工艺。割草丝的材料一般为聚酰胺、共聚酰胺、聚丙烯等。目前，随着生活水平的改善，人们对绿化面积的需求进一步提高，对割草丝的耐磨性与柔软性要求越来越高。聚酰胺耐磨性与柔软性较聚丙烯好，一般割草丝材料为聚酰胺6、聚酰胺66与6/66共聚酰胺。申请号为CN200910263371.8的专利公布了一篇生物可降解尼龙割草线的生产方法，但实际使用中其耐磨性与柔软性低于长碳链聚酰胺。申请号为CN201610497976.3的专利公布了一篇聚酰胺单丝及其制造方法，其单丝主要用于割草丝，且报道的割草丝截面为圆形、三角形、正方形、五角星，其截面圆整度较高，各个尖角锐化度小，割草时打磨效果一般，且长时间使用，其尖角容易钝化，割草效率大大降低。
技术实现思路
长碳链聚酰胺5X较聚酰胺6、聚酰胺66与6/66共聚酰胺具有更好的耐磨性能，且初始模量更小，其制备的割草丝更加柔软，能满足高速割草机的需求，且长碳链5X属于生物基材料，其聚合单体通过生物发酵法制得，因而属于环保材料。本专利技术的第一个目的在于提供一种具有柔软耐磨性能聚酰胺5X割草丝，且其截面尖角锐化度高，有利于提高割草效率。本专利技术的第二个目的在于提供一种上述聚酰胺5X割草丝的制备方法，该方法的生产原料采用非石油基来源(生物基来源)的材料，不会产生较大的污染，有利于环保。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：[聚酰胺5X割草丝]一种聚酰胺5X割草丝，其生产原料包括：1,5-戊二胺和长碳链二元酸；或者，以1,5-戊二胺和长碳链二元酸为单体聚合得到的聚酰胺5X。其中，1,5-戊二胺可以由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成。长碳链二元酸可以由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成。长碳链二元酸包括C9-20的脂肪族长碳链二元酸，即：脂肪族长碳链二元酸的碳原子数目(即X)可以≥9，也可以优选为12-20，还可以优选为13-18。具体而言，长碳链二元酸可以包括：壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、马来酸和Δ9-1,18十八烯二元酸中的一种或多种。聚酰胺5X的结构式如下：其中m＝5，n＝4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18；本专利技术所述的聚酰胺5X，n＝9、11、12、13、14、15、16、17、18。具体而言，聚酰胺5X割草丝可以包括：聚酰胺59割草丝、510割草丝、聚酰胺511割草丝、聚酰胺512割草丝、聚酰胺513割草丝、聚酰胺514割草丝、聚酰胺515割草丝、聚酰胺516割草丝、聚酰胺517割草丝和聚酰胺518割草丝中的一种或多种。所述聚酰胺5X割草丝的外切圆直径为0.5-10mm，优选为0.6-8mm，更优选为0.8-7mm，进一步优选为0.9-6mm，更进一步优选为1-5mm；所述聚酰胺5X割草丝的断裂强度为1.5-8.0cN/dtex，优选为2.0-7.0cN/dtex，更优选为2.5.0-5.0cN/dtex，进一步优选为3.0-4.5cN/dtex；所述聚酰胺5X割草丝的断裂伸长率为20-50％，优选为22-48％，更优选为25-45％，进一步优选为28-40％；所述聚酰胺5X割草丝的初始模量为20-50cN/dtex，优选为22-45cN/dtex，更优选为23-40cN/dtex，进一步优选为25-38cN/dtex；[聚酰胺5X割草丝的制备方法]一种上述的聚酰胺5X割草丝的制备方法，包括如下步骤：1)、将1,5-戊二胺和长碳链二元酸聚合，形成聚酰胺5X熔体；或者，将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体；2)、将聚酰胺5X熔体进行纺丝，形成初生丝；3)、对初生丝进行处理后得到聚酰胺5X割草丝。其中，在步骤1)中，聚合过程包括以下步骤：1-1)氮气条件下，将1,5-戊二胺、长碳链二元酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；所述1,5-戊二胺和所述长碳链二元酸的摩尔比为(1-1.1)：1；1-2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.25-2.5Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至表压0-0.3MPa，抽真空至真空度-0.08～-0.01Mpa，得到聚酰胺熔体；步骤1-2)中，所述保压结束时反应体系的温度为220-270℃；步骤1-2)中，所述降压结束后反应体系的温度为250-280℃；步骤1-2)中，所述抽真空后的温度为250-270℃。步骤1)中，所述聚酰胺5X树脂为聚酰胺5X切片；所述聚酰胺5X树脂的相对粘度为2.0-4.0，优选为1.5-3.8，更优选为2.0-3.6，进一步优选为3.0-3.5；，所述聚酰胺5X树脂的含水率为50-1300ppm，优选为100-1000ppm，更优选为200-800ppm，进一步优选为300-500ppm；所述聚酰胺5X树脂选自聚酰胺59树脂、510树脂、聚酰胺511树脂、聚酰胺512树脂、聚酰胺513树脂、聚酰胺514树脂、聚酰胺515树脂、聚酰胺516树脂、聚酰胺517树脂和聚酰胺518树脂中的一种或多种；步骤1)中，所述加热是在螺杆挤出机中进行的，该螺杆挤出机分为五区加热，一区温度为100-180℃，二区温度为120-250℃，三区温度为180-290℃，四区温度为200-320℃，五区温度为250-300℃；更优选地，一区温度为120-170℃，二区温度为150-240℃，三区温度为200-280℃，四区温度为220-310℃，五区温度为260-290℃。步骤2)中的纺丝过程包括如下步骤：将所述聚酰胺5X熔体送入纺丝箱体，通过喷丝板喷出，形成所述初生丝；优选地，所述纺丝箱体的温度为220-320℃，更优选为230-310℃，进一步优选为240-300℃，更进一步优选为250-290℃；所述纺丝箱体的内部压力为5-20MPa，更优选为7-17MPa，进一步优选为8-15MPa；所述喷丝板的半径为50-300mm，更优选为60-250mm，进一步优选为70-230mm，更进一步优选为90-200mm；所述喷丝板的喷丝孔的孔径为1-10mm，更优选为2-9mm，进一步优选为3-8mm，更进一步优选为4-7mm。所述喷丝板的喷丝孔截面为三角形、菱形、十字形、扁平形、正方形、五角形、六角形中的一种。步骤3)中的处理过程包括如下步骤：对所述初生丝首先进行液体冷却成型、然后喂入到第一组导丝辊与第二组导丝辊，在第一组导丝辊与第二组导丝辊之间进行热水拉伸，之后在连续二级烘箱中进行热定型，最后卷绕得到聚酰胺5X割草丝；所述热水拉伸时的温度70-110℃，优选为80-100℃，所述热水拉伸时的拉伸倍数为1.0-5.0，优选为2.0-4.5，更优选为3.0-4.0；所述第一级烘箱定型时的温度为100-230℃，优选为130-190℃，更优选为150-180℃；所述第二级烘箱定型时的温度为60-180℃，优选为80-160℃，更优选为90-150本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺5X割草丝，其特征在于：其生产原料包括：1,5‑戊二胺和长碳链二元酸；或者，以1,5‑戊二胺和长碳链二元酸为单体聚合得到的聚酰胺5X。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺5X割草丝，其特征在于：其生产原料包括：1,5-戊二胺和长碳链二元酸；或者，以1,5-戊二胺和长碳链二元酸为单体聚合得到的聚酰胺5X。2.根据权利要求1所述的聚酰胺5X割草丝，其特征在于：所述1,5-戊二胺和/或所述长碳链二元酸由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成；和/或，所述长碳链二元酸为脂肪族长碳链二元酸；优选地，所述脂肪族长碳链二元酸的碳原子数目≥9；更优选地，所述脂肪族长碳链二元酸的碳原子数目为12-20；更进一步优选地，所述脂肪族长碳链二元酸的碳原子数目为13-18。3.根据权利要求1或2所述的聚酰胺5X割草丝，其特征在于：所述聚酰胺5X割草丝为聚酰胺59割草丝、510割草丝、聚酰胺511割草丝、聚酰胺512割草丝、聚酰胺513割草丝、聚酰胺514割草丝、聚酰胺515割草丝、聚酰胺516割草丝、聚酰胺517割草丝和聚酰胺518割草丝中的一种或多种。4.根据权利要求1-3任一项所述的聚酰胺5X割草丝，其特征在于：所述聚酰胺5X割草丝的外切圆直径为0.5-10mm，优选为0.6-8mm，更优选为0.8-7mm，更进一步优选为0.9-6mm，再进一步优选为1-5mm；和/或，所述聚酰胺5X割草丝的断裂强度为1.5-8.0cN/dtex，优选为2.0-7.0cN/dtex，更优选为2.5.0-5.0cN/dtex，更进一步优选为3.0-4.5cN/dtex；和/或，所述聚酰胺5X割草丝的断裂伸长率为20-50％，优选为22-48％，更优选为25-45％，更进一步优选为28-40％；和/或，所述聚酰胺5X割草丝的初始模量为20-50cN/dtex，优选为22-45cN/dtex，更优选为23-40cN/dtex，更进一步优选为25-38cN/dtex。5.一种如权利要求1至4任一项所述的聚酰胺5X割草丝的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：1)、将1,5-戊二胺和长碳链二元酸聚合，形成聚酰胺5X熔体；或者，将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体；2)、将所述聚酰胺5X熔体进行纺丝，形成初生丝；3)、对所述初生丝进行处理后得到聚酰胺5X割草丝。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，所述聚合过程包括以下步骤：1-1)氮气条件下，将1,5-戊二胺、长碳链二元酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；所述1,5-戊二胺和所述长碳链二元酸的摩尔比为(1-1.1)：1；1-2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.25-2.5Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至表压0-0.3MPa，抽真空至真空度-0.08～-0.01Mpa，得到聚酰胺熔体；或者，步骤1)中，所述聚酰胺5X树脂为聚酰胺5X切片；和/或，所述聚酰胺5X树脂的相对粘度为2.0-4.0，优选为2.4-3.8，更优选为2.7-3.6，更进一步优选为3.0-3.4；和/或，所述聚酰胺5X树脂的含水率为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朝续，徐晓辰，秦兵兵，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31