涡流纺用涤纶短纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供一种涡流纺用涤纶短纤维的制备方法，以PTA和IPA为二元酸，以EG为二元醇进行酯化反应，之后加入DEG，在催化剂催化下缩聚制得共聚酯，然后再经过涤纶短纤维纺丝工艺加工，制成涡流纺用涤纶短纤维。由于IPA和内添加DEG共同起作用，共聚酯的结晶性能下降，纤维的模量降低7～50%，断裂强度降低3-10%，手感柔软性得到很大程度的增强，满足了涡流纺的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，以PTA和IPA为二元酸，以EG为二元醇进行酯化反应，之后加入DEG，在催化剂催化下缩聚制得共聚酯，然后再经过涤纶短纤维纺丝工艺加工，制成涡流纺用涤纶短纤维。由于IPA和内添加DEG共同起作用，共聚酯的结晶性能下降，纤维的模量降低7～50%，断裂强度降低3-10%，手感柔软性得到很大程度的增强，满足了涡流纺的要求。【专利说明】
本专利技术涉及一种，属于聚酯纤维合成加工技术领 域。
技术介绍
涡流纺是在喷气纺的基础上发展起来的一种新的纺纱方法，主要是利用固定不动 的涡流纺纱管来代替高速回转的纺纱杯进行纺纱。近年来，由于涡流纺具有的优异性质，国 内涡流纺发展迅速，其在国内纱线市场占据越来越多的份额。涡流纺纱线是一种双重结构 纱，具有芯纤维和外包纤维两部分，芯纤维平行排列、无捻度，外包纤维呈规则螺旋包缠在 芯纤维表面。涡流纺纱线的外层规则螺旋包缠纤维比重大，以致内部未加捻的纤维完全被 覆盖，克服了传统喷气纱的露芯问题，表面纤维排列近似于传统环锭纱，结构较为紧密。虽 然涡流纺纱线毛羽大幅度降低，耐磨性和抗起毛起球性能优良，但单线强力较传统环锭纱 和紧密纺纱低，且手感相对环锭纱略硬，使得其织物手感较为粗硬。 涡流纺专用纤维主要是短纤维或是中长纤维，该专用短纤维不但对纤维种类、细 度及长度、油剂等有一定要求，还要求纤维刚性不易过大、纤维表面有一定的摩擦性能等特 点。早期涡流纺专用涤纶短纤维只能从国外进口，近几年来国内已开始着眼于涡流纺专用 涤纶短纤维的开发和生产。 目前，国内涡流纺专用涤纶短纤维的生产方法基本为物理改性，通常是以精对苯 二甲酸（PTA)和乙二醇（EG)合成得到的常规PET为原料，从纤维的纤度、长度、卷曲性能、 油剂性能及上油率等方面进行调整，以此满足涡流纺纱专用涤纶短纤维的要求。由于PET 属刚性高聚物，其分子链的链段活动性较差，纤维模量高、柔性较小、手感硬，采用常规PET 用做涡流纺原料进一步加深了涡流纱手感较硬的缺点。因此，采用常规PET涤纶短纤维制 成涡流纺纱用原料，不可避免带来以下缺点：①接头质量较差；②能耗较高。在涡流纺纱生 产中为了保证加捻的效率和成纱强力，使用刚性大的涤纶纤维时，喷嘴气压控制得较高，能 源消耗较其它纱线高。 文献"添加二甘醇对改善涤纶染色性及可纺性的作用"（化纤与纺织技术，2006， 3, 16-17)报道了在涤纶长丝生产中，生产负荷、原料的变化均有可能引起成品中二甘醇含 量的波动，进而影响纤维的染色均匀性。通过外添加二甘醇（DEG)，可以大大减少因负荷和 原料的变化而对后加工变形丝染色的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种新的涡流纺用涤纶短纤维的制备方 法，旨在降低普通涤纶短纤维的刚性、提高纤维的手感柔软性，从根本上提升涡流纺用涤纶 短纤维的品质。 本专利技术的技术解决方案是：一种，以PTA和IPA为 二元酸，以EG为二元醇进行酯化反应，之后加入DEG，在催化剂催化下缩聚制得共聚酯，然 后再经过涤纶短纤维纺丝工艺加工，制成涡流纺用涤纶短纤维。 进一步地，上述，包括以下步骤： 酯化步骤，以PTA、IPA、EG为原料，在温度230?270°C、绝对压力0· 1?0· 3MPa条件 下进行酯化反应，反应1?5小时后得到酯化产物； 缩聚步骤，以酯化产物为原料，再加入DEG，在催化剂催化作用下，于240?285°C、绝对 压力< IOOPa的条件下，反应1?4小时制得共聚酯； 切片制备步骤，将缩聚步骤得到的共聚酯进行切粒、干燥，制得共聚酯切片； 短纤维制备步骤，以共聚酯切片为原料，经干燥、预结晶、螺杆挤压熔融、喷丝、冷却成 形、卷绕、往复、集束、上油、牵伸、卷曲、切断、打包，制成涡流纺用涤纶短纤维。 更进一步地，前述的，所述酯化步骤的反应原料 用量，二元酸总量与二元醇的摩尔比为I :1. 3?1.7 ;IPA的用量为PTA用量的0.5-10%，优 选 1-4%。 再进一步地，前述的，所述缩聚步骤当中，DEG的 加入量为PTA、IPA和EG原始使用量质量总和的0. 1-3. 5%，优选0. 2-2. 0% ;加入的催化剂 为乙二醇锑，其用量为：以PTA和IPA这两种二元酸的原始使用量之和为基数，每克使用 (300±50)*l〇-6g 乙二醇锑。 本专利技术的技术效果主要体现在以下几方面： ⑴由于共聚酯中IPA的引入，破坏了常规PET的规整结构，同时也破坏了共聚酯球晶的 完整性和有序性，使其结晶速率减慢、结晶度降低，从而引起了涡流纺专用涤纶短纤维结晶 度的下降，进一步使其模量降低，提高了涡流纺专用涤纶短纤维的柔软性。 ⑵通过内添加 DEG，即在缩聚过程中加入DEG，进一步降低了 PET的结晶性能，使共 聚酯（或纤维）的结构变得疏松，影响热处理时的结晶过程，导致非晶区增多，从而使共聚 酯的结晶速率减慢、结晶度降低，玻璃化温度和熔点均有所下降。 ⑶本专利技术工艺运行稳定，得到共聚酯切片之后的纺丝过程可以沿用常规涤纶短纤 维的工艺路线，制成的涡流纺专用涤纶短纤维的各项物理指标未见明显劣化，但是在IPA 和内添加 DEG的共同作用下，纤维的模量降低7?50%，断裂强度降低3-10%，纤维的手感柔 软性得到很大程度的增强。 ⑷由于上述特性，采用本专利技术技术方案制成的涤纶短纤维用于纺制"纯涤涡流纱" 时，生产过程中"白粉"减少，清洁周期延长，电子清纱器打结失败率降低，打结质量提高，纱 线的耐磨性能提高，粗节数、细节数均有降低，纱疵减少，纺制成的"纯涤涡流纱"手感柔软， 色泽较深，满足了后道用户的需求。 【具体实施方式】 本专利技术提供一种，以PTA和IPA为二元酸，以EG 为二元醇进行酯化反应，之后加入DEG，在催化剂催化下缩聚制得共聚酯，然后再经过涤纶 短纤维纺丝工艺加工，制成涡流纺用涤纶短纤维。 本专利技术所述包括以下步骤： 酯化步骤，以PTA、IPA、EG为原料，在温度230?270°C、绝对压力0· 1?0· 3MPa条件 下进行酯化反应，反应1?5小时后得到酯化产物； 缩聚步骤，以酯化产物为原料，再加入DEG，在催化剂催化作用下，于240?285°C、绝对 压力< IOOPa的条件下，反应1?4小时制得共聚酯； 切片制备步骤，将缩聚步骤得到的共聚酯进行切粒、干燥，制得共聚酯切片； 短纤维制备步骤，以共聚酯切片为原料，经干燥、预结晶、螺杆挤压熔融、喷丝、冷却成 形、卷绕、往复、集束、上油、牵伸、卷曲、切断、打包，制成涡流纺用涤纶短纤维。 采用本专利技术技术方案，由于IPA的加入改变了分子链的对称性，破坏了 PET的规整 结构，使链的排列松弛、柔顺性提高，运动能力增强，加快了链段向晶核的扩散和排列，同时 也破坏了共聚酯球晶的完整性和有序性，使其结晶速率减慢、结晶度降低。随着IPA用量的 增加，共聚酯熔点、结晶速率、结晶度均呈规律性递减的趋势更明显。 DEG是两个乙二醇分子的缩合物，它作为第四组分参与反应，其醚键结构破坏了 PET大分子结构的规整性，降低了大分子内部的作用力，增加了柔性脂肪链的含量，影响热 处理时的结晶过程，导致非晶区增多，本文档来自技高网...

【技术保护点】
涡流纺用涤纶短纤维的制备方法，其特征在于：以PTA和IPA为二元酸，以EG为二元醇进行酯化反应，之后加入DEG，在催化剂催化下缩聚制得共聚酯，然后再经过涤纶短纤维纺丝工艺加工，制成涡流纺用涤纶短纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史利梅，李映，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化仪征化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11