一种聚酰胺56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56割草丝，其生产原料包括1,5‑戊二胺和己二元酸；或者，以1,5‑戊二胺和己二元酸为单体聚合得到的聚酰胺56。本发明专利技术还涉及该聚酰胺56割草丝的制备方法：(1)、将1,5‑戊二胺和己二元酸聚合，形成聚酰胺56熔体；或者，将聚酰胺56树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺56熔体；(2)、将聚酰胺56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56割草丝。本发明专利技术中生产的割草丝具有环保、柔软高弹、耐磨性能良好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺56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56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、柔软性与弹性要求越来越高。聚酰胺材料耐磨性、柔软性与弹性较聚丙烯好，一般割草丝材料为聚酰胺6、聚酰胺66与6/66共聚酰胺。
技术实现思路
聚酰胺56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与弹性，且初始模量相对较小，其制备的割草丝更加柔软，能满足高速割草机的需求，且聚酰胺56属于生物基材料，其聚合单体通过生物发酵法制得，有利于环保，将聚酰胺56应用于割草丝的制备是本专利技术的首创。本专利技术的第一个目的在于提供一种具有柔软高弹、耐磨性能良好的聚酰胺56割草丝。本专利技术的第二个目的在于提供一种上述聚酰胺56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56割草丝]一种聚酰胺56割草丝，其生产原料包括：1,5-戊二胺和己二酸；或者，以1,5-戊二胺和己二酸为单体聚合得到的聚酰胺56。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。聚酰胺56的结构式如下：其中m＝5，n＝6。所述聚酰胺56割草丝的外切圆直径为0.5-8mm，优选为0.7-7mm，更优选为0.8-6mm，更进一步优选为0.9-5mm，再进一步优选为1-4mm；所述聚酰胺56割草丝的断裂强度为2.0-7.0cN/dtex，优选为2.5-6.5cN/dtex，更优选为3.0-6.0cN/dtex，更进一步优选为4.0-5.5cN/dtex；所述聚酰胺56割草丝的断裂伸长率为20-50％，优选为23-48％，更优选为26-46％，更进一步优选为28-44％；所述聚酰胺56割草丝的初始模量为30-50cN/dtex，优选为32-48cN/dtex，更优选为35-45cN/dtex，更进一步优选为38-43cN/dtex；所述聚酰胺56割草丝的伸长率为10％时的弹性回复率为95-100％；所述聚酰胺56割草丝的伸长率为15％时的弹性回复率为90-100％，优选为93-98％；所述聚酰胺56割草丝的伸长率为20％时的弹性回复率为85％以上，优选为88-96％，更进一步优选为90-94％。[聚酰胺56割草丝的制备方法]一种上述的聚酰胺56割草丝的制备方法，包括如下步骤：1)、将1,5-戊二胺和己二酸聚合，形成聚酰胺56熔体；或者，将聚酰胺56树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺56熔体；2)、将聚酰胺56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56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、己二酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；所述1,5-戊二胺和所述己二酸的摩尔比为(1-1.2)：1；1-2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.2-2.6Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至表压0-0.5MPa，抽真空至真空度-0.085～-0.1Mpa，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225-275℃；步骤1-2)中，所述降压结束后反应体系的温度为255-270℃；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56树脂为聚酰胺56切片；所述聚酰胺56树脂的相对粘度为2.3-4.0，优选为2.5-4.3，更优选为3.0-4.0，更进一步优选为3.2-3.5；所述聚酰胺56树脂的含水率为30-1000ppm，优选为100-800ppm，更优选为200-600ppm，更进一步优选为300-500ppm；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100-160℃，二区温度为130-260℃，三区温度为190-280℃，四区温度为210-330℃，五区温度为260-320℃；优选地，一区温度为130-150℃，二区温度为160-250℃，三区温度为210-270℃，四区温度为250-300℃，五区温度为280-300℃。步骤2)中的纺丝过程包括如下步骤：将所述聚酰胺56熔体送入纺丝箱体，通过喷丝板喷出，形成所述初生丝；所述纺丝箱体的温度为250-330℃，优选为260-320℃，更优选为280-310℃，更进一步优选为290-300℃；所述纺丝箱体的内部压力为7-25MPa，优选为8-23MPa，更优选为10-18MPa；所述喷丝板的半径为30-200mm，优选为40-180mm，更优选为50-160mm，更进一步优选为60-150mm；所述喷丝板的喷丝孔的孔径为1-5mm，优选为1.2-4.8mm，更优选为1.5-4.0mm，更进一步优选为2.0-3.5mm；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56割草丝；所述热水拉伸时的温度70-130℃，优选为90-120℃，所述热水拉伸时的拉伸倍数为2.0-5.0，优选为2.2-4.8，更优选为2.5-4.5；所述第一级烘箱定型时的温度为150-250℃，优选为160-240℃，更优选为180-230℃；所述第二级烘箱定型时的温度为120-230℃，优选为130-220℃，更优选为150-200℃；所述卷绕成型时的卷绕速度为50-500m/min，优选为60-450m/min，更优选为80-400m/min，更进一步优选为100-300m/min。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：第一、本专利技术的聚酰胺56割草丝的生产原料戊二胺由生物法制成，为绿色材料，不依赖于石油资源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。第二、本专利技术的聚酰胺56割草丝柔软耐磨，且具有较佳的弹性。具体实施方式本专利技术涉及一种聚酰胺56割草丝及其制备方法。<聚酰胺56割草丝>本专利技术的聚酰胺56割草丝的生产原料含有1,5-戊二胺和己二酸；或者，以1,5-戊二胺和己二酸为单体聚合得到的聚酰胺56。[1,5-戊二胺]1,5-戊二胺可以由生物基原料通过生物法制备而成。生物法包括采用生物基原料经生物转化方法(如发酵法、酶转化法)来生产1,5-戊二胺；或采用石油基原料经生物转化方法生产1,5-戊二胺；或采用生物基原料经化学方法生产1,5-戊二胺。由此，戊二胺含有符合ASTMD6866标准的可再生来源的有机碳。具体而言，可以将赖氨酸或赖氨酸盐在赖氨酸脱羧酶(如EC4.1.1.18)的作用下，脱去两端的羧基后，即可产生1,5-戊二胺，如“L-赖氨酸脱羧酶性质及应用研究”(蒋丽丽，南京大学，2007)中公开了具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺56割草丝，其生产原料包括：1,5‑戊二胺和己二酸；或者，以1,5‑戊二胺和己二酸为单体聚合得到的聚酰胺56；优选地，所述1,5‑戊二胺由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺56割草丝，其生产原料包括：1,5-戊二胺和己二酸；或者，以1,5-戊二胺和己二酸为单体聚合得到的聚酰胺56；优选地，所述1,5-戊二胺由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成。2.根据权利要求1所述的聚酰胺56割草丝，其特征在于：所述聚酰胺56割草丝的外切圆直径为0.5-8mm，优选为0.7-7mm，更优选为0.8-6mm，更进一步优选为0.9-5mm，再进一步优选为1-4mm；和/或，所述聚酰胺56割草丝的断裂强度为2.0-7.0cN/dtex，优选为2.5-6.5cN/dtex，更优选为3.0-6.0cN/dtex，更进一步优选为4.0-5.5cN/dtex；和/或，所述聚酰胺56割草丝的断裂伸长率为20-50％，优选为23-48％，更优选为26-46％，更进一步优选为28-44％；和/或，所述聚酰胺56割草丝的初始模量为30-50cN/dtex，优选为32-48cN/dtex，更优选为35-45cN/dtex，更进一步优选为38-43cN/dtex。3.根据权利要求1-2所述的聚酰胺56割草丝，其特征在于：所述聚酰胺56割草丝的伸长率为10％时的弹性回复率为95-100％；和/或，所述聚酰胺56割草丝的伸长率为15％时的弹性回复率为90-100％，优选为93-98％；和/或，所述聚酰胺56割草丝的伸长率为20％时的弹性回复率为85％以上，优选为88-96％，更优选为90-94％。4.一种如权利要求1至3任一项所述的聚酰胺56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-戊二胺和己二酸聚合，形成聚酰胺56熔体；或者，将聚酰胺56树脂加热至熔融状态，形成聚酰胺56熔体；2)、将聚酰胺56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56割草丝。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：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、己二酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；所述1,5-戊二胺和所述己二酸的摩尔比为(1-1.2)：1；1-2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.2-2.6Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至表压0-0.5MPa，抽真空至真空度-0.085～-0.1Mpa，得到聚酰胺熔体；或者，在步骤1)中，所述聚酰胺56树脂为聚酰胺56切片；所述聚酰胺56树脂的相对粘度为2.3-4.0，优选为2.5-4.3，更优选为3.0-4.0，更进一步优选为3.2-3.5；所述聚酰胺56树脂的含水率为30-1000ppm，优选为100-800ppm，更优选为200-600ppm...

【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