一种聚酰胺5X中强丝及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酰胺5X中强丝及其制备方法，聚酰胺5X中强丝的生产原料至少包括1,5‐戊二胺和二元羧酸；或者，以1,5‐戊二胺和二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺5X；所述聚酰胺5X中强丝的断裂强度为6.0‐8.0cN/dtex。制备方法包括以下步骤：(1)、将1,5‐戊二胺和二元羧酸聚合，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所述聚酰胺5X中强丝。本发明专利技术的聚酰胺5X中强丝具有高强度、低伸长率和低热收缩性能等特点；另外，其还具有耐磨性能好、耐碱性能好和尺寸稳定性等优点，从而使得其广泛应用于缝纫线、安全带、绳索、渔网或过滤布等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺5X中强丝及其制备方法
本专利技术属于聚酰胺材料
，涉及一种聚酰胺5X中强丝及其制备方法。
技术介绍
中强丝是指断裂强度介于民用丝和低旦工业丝之间的纤维，多用于制造渔网、工业缝纫线等用途。传统中强丝一般以聚酯为原料，在民用丝的纺丝设备上加工生成的。这种方法制得的聚酯中强丝取向度、结晶度、断裂强度较低，尺寸稳定性差；且其在丝条成型过程中，拉伸定型温度低，拉伸倍率小，难以应用于对断裂强度和尺寸稳定性要求较高的工业领域。中国专利CN101205632A提供了一种采用熔体直纺的方法生产中强涤纶长丝的工艺，中国专利CN105369375A提供了一种中强丝及加工方法，2篇专利中所报道的中强丝材料均为聚酯，并且，得到的涤纶中强丝不但机械性能不高，同时耐磨性与耐碱性较差。因此，需要寻找一种同时具有耐磨性能好与耐碱性能好的材料。聚酰胺5X是一种新型的聚酰胺，其是由1,5‐戊二胺和二元酸聚合得到，其不但具有优异的机械性能，同时还具有常规聚酯不具备的特殊性能。聚酰胺5X由于其特殊的结构，其纺丝工艺不能生搬硬套现有聚酯工艺进行，在此基础上，进一步调节聚酰胺5X的各项性能，特别是在满足各项机械强度的基础上，能够满足现有市场对纤维耐磨性和耐碱性的要求，具有非常重要的意义和价值。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种具有高强度、低伸长率、低热收缩性能，同时耐磨性和耐碱性优异的聚酰胺5X中强丝。本专利技术的第二个目的在于提供一种上述聚酰胺5X中强丝的制备方法。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种聚酰胺5X中强丝，所述聚酰胺5X中强丝的生产原料至少包括1,5‐戊二胺和二元羧酸；或者，以1,5‐戊二胺和二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺5X。聚酰胺5X中强丝的断裂强度可以为6.0‐8.0cN/dtex。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的纤度可以为110‐1100dtex，可以优选为220‐990dtex，可以进一步优选为220‐880dtex，可以更进一步优选为220‐550dtex。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的断裂强度可以优选为6.3‐7.6cN/dtex，可以进一步优选为6.5‐7.2cN/dtex，更可以进一步优选为6.7‐7.0cN/dtex。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的断裂伸长率可以为14‐25％，可以优选为14‐16％。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的干热收缩率可以为3.0‐8.0％，可以优选为3.5‐7.5％，可以进一步优选为4.0‐6.0％。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的沸水收缩率可以为2.0‐7.0％，可以优选为3.0‐6.0％，可以进一步优选为4.0‐5.0％。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的结晶度可以为60‐70％，可以优选为61‐69％，可以进一步优选为62‐68％，更可以进一步优选为64‐67％。优选地，所述聚酰胺5X中强丝的取向度可以为70‐80％，可以优选为71‐79％，可以进一步优选为72‐77％，更可以进一步优选为73‐76％。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。优选地，所述二元羧酸的碳原子数目为4‐18。所述二元羧酸包括丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、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。所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还可以包括共聚单体。所述共聚单体可以包括：脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸、芳香族二羧酸、乙二胺、己二胺、环己二胺、苯二甲胺、6‐氨基己酸、11‐氨基十一烷酸、12‐氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸、ε‐己内酰胺和ω‐十二内酰胺中的任意一种或几种。所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还可以包括添加剂。所述添加剂可以包括：消光剂、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂和抗静电剂中的任意一种或几种。所述添加剂的添加量可以占生产原料总重量的0.001‐10％。一种上述的聚酰胺5X中强丝的制备方法，其包括如下步骤：(1)、将1,5‐戊二胺和二元羧酸聚合，形成聚酰胺5X熔体；或者，将聚酰胺5X(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中强丝。当所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还包括共聚单体时，所述共聚单体在步骤(1)中加入。当所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还包括添加剂时，所述添加剂在步骤(1)中加入。优选地，步骤(1)中，所述聚合包括以下步骤：(1‐1)氮气条件下，将1,5‐戊二胺、二元羧酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；其中，1,5‐戊二胺和二元羧酸的摩尔比为(1‐1.05)：1；(1‐2)将所述聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.3‐2.0Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至0‐0.2MPa，抽真空至真空度‐0.08～‐0.01Mpa，所述压力为表压，得到聚酰胺5X熔体。当所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还包括共聚单体时，所述共聚单体在步骤(1‐1)中加入。当所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还包括添加剂时，所述添加剂在步骤(1‐1)中加入。优选地，所述保压结束时反应体系的温度为232‐265℃。优选地，所述降压结束后反应体系的温度为245‐280℃。优选地，所述抽真空后的温度为260‐280℃。在步骤(1)中，所述聚酰胺5X树脂为聚酰胺5X树脂切片。优选地，所述聚酰胺5X树脂96％硫酸的相对粘度可以为2.5‐3.0，优选为2.6‐2.9，更优选为2.7‐2.8。所述聚酰胺5X树脂的含水率为50‐1500ppm，优选为200‐800ppm，更优选为300‐700ppm，进一步优选为400‐600ppm。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。其中，优选地，一区温度为200‐300℃；和/或，二区温度为230‐320℃；和/或，三区温度为240‐350℃；和/或，四区温度为270‐360℃；和/或，五区温度为270‐400℃。优选地，所述二区温度大于所述一区温度。优选地，所述三区温度、四区温度或五区温度大于所述一区温度或二区温度。优选地，当所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还包括添加剂时，将聚酰胺5X加热至熔融状态，形成聚酰胺5X熔体，再与所述添加剂混合。优选地，步骤(2)中，所述纺丝包括如下步骤：将聚酰胺5X熔体经纺丝箱体的喷丝板喷出，形成初生丝。其中，所述纺丝箱体的温度可以为200‐350℃，更可以优选为210‐330℃，可以进一步优选为220‐310℃，更可以进一步优选为240‐300℃。优选地，所述纺丝箱体的纺丝组件压力可以为10‐30MPa，可以优选为15‐25MPa，可以进一步优选为17‐24MPa。优选地，所述喷丝板的孔数可以为48‐576f，优选为64‐480f，进一步优选为96‐288f，更进一步优选为96‐192f。优选地，所述喷丝板的喷丝头拉伸比可以为50‐300，可以优选为70‐140，可以进一步优选为80‐110，更可以进一步优选为90‐100。优选地，步骤(3)中，所述处理包括如下步骤：对初生丝进行冷却、上油、拉伸、热定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酰胺5X中强丝，其特征在于：所述聚酰胺5X中强丝的生产原料至少包括1,5‐戊二胺和二元羧酸；或者，以1,5‐戊二胺和二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺5X；所述聚酰胺5X中强丝的断裂强度为6.0‐8.0cN/dtex。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺5X中强丝，其特征在于：所述聚酰胺5X中强丝的生产原料至少包括1,5‐戊二胺和二元羧酸；或者，以1,5‐戊二胺和二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺5X；所述聚酰胺5X中强丝的断裂强度为6.0‐8.0cN/dtex。2.根据权利要求1所述的聚酰胺5X中强丝，其特征在于：所述聚酰胺5X中强丝的纤度为110‐1100dtex，优选为220‐990dtex，进一步优选为220‐880dtex，更进一步优选为220‐550dtex；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的断裂强度优选为6.3‐7.6cN/dtex，进一步优选为6.5‐7.2cN/dtex，更进一步优选为6.7‐7.0cN/dtex。3.根据权利要求1所述的聚酰胺5X中强丝，其特征在于：所述聚酰胺5X中强丝的断裂伸长率为14‐25％，优选为14‐16％；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的干热收缩率为3.0‐8.0％，优选为3.5‐7.5％，进一步优选为4.0‐6.0％；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的沸水收缩率为2.0‐7.0％，优选为3.0‐6.0％，进一步优选为4.0‐5.0％；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的结晶度为60‐70％，优选为61‐69％，进一步优选为62‐68％，更进一步优选为64‐67％；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的取向度为70‐80％，优选为71‐79％，进一步优选为72‐77％，更进一步优选为73‐76％。4.根据权利要求1所述的聚酰胺5X中强丝，其特征在于：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；和/或，所述二元羧酸的碳原子数目为4‐18；所述二元羧酸包括丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、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；和/或，所述聚酰胺5X中强丝的生产原料还含有共聚单体和/或添加剂；和/或，优选地，所述共聚单体包括：脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸、芳香族二羧酸、乙二胺、己二胺、环己二胺、苯二甲胺、6‐氨基己酸、11‐氨基十一烷酸、12‐氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸、ε‐己内酰胺和ω‐十二内酰胺中的任意一种或几种；优选地，所述添加剂包括：消光剂、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂和抗静电剂中的任意一种或几种；优选地，所述添加剂的添加量占生产原料总重量的0.001‐10％。5.一种如权利要求1‐4任一项所述的聚酰胺5X中强丝的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：(1)、将1,5‐戊二胺和二元羧酸聚合，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所述聚酰胺5X中强丝。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚合包括以下步骤：(1‐1)氮气条件下，将1,5‐戊二胺、二元羧酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；其中，所述1,5‐戊二胺和所述二元羧酸的摩尔比为(1‐1.05)：1；(1‐2)将所述聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.3‐2.0Mpa，排气，保压，再降压使反应体系内压力降至0‐0.2MPa，抽真空至真空度‐0.08～‐0.01Mpa，所述压力为表压，得到聚酰胺5X熔体；其中，优选地，所述保压结束时反应体系的温度为232‐265℃；优选地，所述降压结束后反应体系的温度为245‐280℃；优选地，所述抽真空后的温度为260‐280℃。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：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96...

【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