一种双组分纤维制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双组分纤维制备方法，与常规PBT/PET双组分纺纱相比，不但具有较好的弹性、卷曲性，良好的仿棉效果等，而且其内部晶粒尺寸与结构的调整为后续低温染色奠定了理论基础。因此此新型PBT/PET双组分纱线的开发不仅能降低原料成本、还能优化产品开发的工序，可广泛用于纺织领域，具有较好的应用前景。

A preparation method of bicomponent fiber

【技术实现步骤摘要】
一种双组分纤维制备方法
本专利技术属于纤维材料领域，具体涉及一种双组分纤维制备方法。
技术介绍
PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，PET纤维具有模量高，耐热性能好，机械力学性能可塑性大等优点；但是PET纤维染色性能差，弹性小等缺点。PBT是聚对苯二甲酸丁二酯的简称，PBT纤维它具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响；PBT纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性极好，弹性回复率优于涤纶；在干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响，价格远低于氨纶纤维；PBT纤维具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，而无需载体，染得纤维色泽鲜艳，色牢度及耐氯性优良；PBT纤维还具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性。但是PBT纤维热变形温度较低，PBT纤维的强度对温度的依赖性较强，且PBT纤维价格远远高于PET纤维，所以PBT纤维的使用受到一定的限制。在PBT、PET进行复合时，尽管PBT、PET同属高聚酯系列，且结构相似，但它们的热性能存在较明显的差异。这种差异会导致PBT/PET复合纤维耐热性差，在高温下会失去弹性，且发生卷曲变形，影响织物的正常使用。同时，PBT/PET复合纤维是一种不耐高温的纤维产品，作为一种织物，PBT/PET复合纤维需要进行染色加工。而目前PBT/PET复合纤维只能进行常规染色处理，不能进行低温染色。常规染色温度为100℃左右，在这种温度下，纤维材质容易受到破坏，从而影响织物的表面光滑性。
技术实现思路
本专利技术提供一种双组分纤维制备方法，与常规PBT/PET双组分纺纱相比，不但具有较好的弹性、卷曲性，良好的仿棉效果等，而且其内部晶粒尺寸与结构的调整为后续低温染色奠定了理论基础。因此此新型PBT/PET双组分纱线的开发不仅能降低原料成本、还能优化产品开发的工序，可广泛用于纺织领域，具有较好的应用前景。具体技术方案如下：一种双组分纤维制备方法，包括以下步骤：制备PBT/PET纤维；在反应皿中加入三乙胺、三氯甲烷、4-二甲氨基吡啶(DMAP)，超声分散30min，将反应皿置于冰浴条件下，向体系中慢慢滴加0.8g溴异丁酰溴；待滴加完成后，将反应皿置于室温下，磁力搅拌48h；反应产物进行抽滤，用三氯甲烷反复清洗、抽滤数次，得到疏松状的PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；产物置于40℃真空干燥箱干燥12h，得到PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；然后在反应池中加入ATRP引发剂、CuBr、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维，再加入铜丝，将反应池反复液氮冷冻抽真空3次后密封，置于70℃油浴锅中反应10h；反应完成后产物置于真空干燥箱60℃真空干燥24h，得到PBT/PET复合纤维。优选的，所述反应产物在进行抽滤时，采用孔径为0.22μm的PVDF膜进行抽滤。优选的，在反应皿中加入三乙胺、三氯甲烷、4-二甲氨基吡啶(DMAP)的质量比为1:（20-30）:（25-35）。优选的，在反应池中加入ATRP引发剂、Cubr2、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维的质量比为1:（10-30）:（5-10）:（20-30）:15。优选的，在置于70℃油浴锅中反应10h得到的产物，先用甲醇沉淀，再用四氢呋喃溶解，再沉淀，然后干燥。优选的，制备PBT/PET纤维的具体步骤如下：PBT切片经干燥，与PMMA粉末按照质量比10:1混合通过螺杆低温熔融高温挤出、计量后进入并列型复合组件，进行并列复合分配，并且在复合喷丝板处和PET并列复合；PET切片经干燥，与PMMA粉末按照质量比10:1混合通过螺杆高温熔融低温挤出、计量后进入并列型复合组件，进行并列复合分配，并且在复合喷丝板处和PBT并列复合；从喷丝板出来的并列型复合纤维经过环吹、上油、卷绕牵引、喂入、盛丝得到并列型复合纤维的卷绕丝；并列型复合纤维的卷绕丝经平衡、集束、浸油水浴拉伸、蒸汽拉伸，上油、切断和松弛热定型得到PBT/PET纤维。优选的，PBT纺丝工艺：螺杆温度195-260℃，箱体温度190-290℃；PET纺丝工艺：螺杆温度215-310℃，箱体温度190-300℃；其中，拉伸倍数2.6-4.5倍，浸油水浴拉伸的拉伸温度50-80℃，浸油水浴拉伸的拉伸倍数1.8-3.4倍；蒸汽拉伸的拉伸温度50-110℃，蒸汽拉伸的拉伸倍数0.8-1.1倍；松弛热定型温度120-130℃。优选的，所述原子转移自由基聚合(ATRP)技术在双组分纤维制备方法的应用。有益效果：1.本专利技术添加聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate)，简称PMMA)，可以有效粘结高分子聚合物，缩小了PBT与PET在聚合过程中热性能的差距，减小PBT/PET热性能差距导致的高温下失去弹性且发生卷曲变形等问题，使复合纤维具有更好的耐热性，改善其在热应力下的卷曲性。2.本专利技术通过添加醋酸纤维，能够有效改善复合纤维的透气性差、静电吸附多等缺点，使得织物有较好的透汗及吸汗性，进一步加强了PBT/PET复合纤维织物的仿棉特性；纤维素醋酸酯上的羰基氧原子及残留的羟基带有一定量负电荷，使得本专利技术生产的PBT/PET复合纤维织物具备了低温染色的基础；使得到的复合纤维透气性好、无静电吸附，有较好的透汗及吸汗性，进一步加强了PBT/PET复合纤维织物的仿棉特性。3.醋酸纤维不能直接和PBT/PET复合纤维融合，否则在高分子聚合物的影响下，会破坏醋酸纤维的分子结构，影响其功能特性的发挥，本专利技术采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术，通过在反应池中加入ATRP引发剂、CuBr、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维，再加入铜丝，将反应池反复液氮冷冻抽真空3次后密封，置于70℃油浴锅中反应10h；反应完成后产物置于真空干燥箱60℃真空干燥24h，得到PBT/PET复合纤维，具有较高的分子设计能力，通过ATRP的枝接，在保证聚合物结构稳定，物理性能良好的情况下，将原本紧密结合在一起的聚合物间形成枝接空间，不仅可以改善传统PBT/PET复合纤维由于贴合紧密导致的化纤材料常见的透气性差、耐热性差等问题，同时由于增加纤维间晶格数量，可以使得PBT/PET复合纤维在低温染色上有更好的效果。经过试验证明，经过本专利技术改进后的PBT/PET的复合纤维在80℃，30min的染色率在85%左右。解决了醋酸纤维和PBT/PET复合纤维的融合问题，使醋酸纤维与PBT/PET复合纤维采用枝接形式融合，在PBT/PET复合纤维外增加一层醋酸纤维包衣，既可以保证PBT/PET复合纤维韧性好、抗皱纹等优势，又能发挥醋酸纤维透气性好，抗静电吸附等优点。4.本专利技术通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术和醋酸纤维材料的组合，改善了由于PBT的晶体结构与PET晶体结构不同而造成的无法低温染色的问题，促进了而PBTα型以及PBTβ型的结晶分子长度的扩张，使得与晶区相连的非晶部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双组分纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n制备PBT/PET纤维；/n在反应皿中加入三乙胺、三氯甲烷、4-二甲氨基吡啶(DMAP)，超声分散30min，将反应皿置于冰浴条件下，向体系中慢慢滴加0.8g溴异丁酰溴；待滴加完成后，将反应皿置于室温下，磁力搅拌48h；反应产物进行抽滤，用三氯甲烷反复清洗、抽滤数次，得到疏松状的PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；产物置于40℃真空干燥箱干燥12h，得到PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；/n然后在反应池中加入ATRP引发剂、CuBr、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维，再加入铜丝，将反应池反复液氮冷冻抽真空3次后密封，置于70℃油浴锅中反应10h；反应完成后产物置于真空干燥箱60℃真空干燥24h，得到PBT/PET复合纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种双组分纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备PBT/PET纤维；
在反应皿中加入三乙胺、三氯甲烷、4-二甲氨基吡啶(DMAP)，超声分散30min，将反应皿置于冰浴条件下，向体系中慢慢滴加0.8g溴异丁酰溴；待滴加完成后，将反应皿置于室温下，磁力搅拌48h；反应产物进行抽滤，用三氯甲烷反复清洗、抽滤数次，得到疏松状的PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；产物置于40℃真空干燥箱干燥12h，得到PBT/PET复合纤维ATRP引发剂；
然后在反应池中加入ATRP引发剂、CuBr、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维，再加入铜丝，将反应池反复液氮冷冻抽真空3次后密封，置于70℃油浴锅中反应10h；反应完成后产物置于真空干燥箱60℃真空干燥24h，得到PBT/PET复合纤维。


2.如权利要求1所述的一种双组分纤维制备方法，其特征在于，所述反应产物在进行抽滤时，采用孔径为0.22μm的PVDF膜进行抽滤。


3.如权利要求1所述的一种双组分纤维制备方法，其特征在于，在反应皿中加入三乙胺、三氯甲烷、4-二甲氨基吡啶(DMAP)的质量比为1:（20-30）:（25-35）。


4.如权利要求1所述的一种双组分纤维制备方法，其特征在于，在反应池中加入ATRP引发剂、Cubr2、PBT/PET复合纤维、PMDETA、醋酸纤维的质量比为1:（10-30）:（5-10）:（20-30）:15。


5.如权利要求1所述的一种双组分纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健康，蒋高明，缪旭红，高哲，杨兆珍，
申请(专利权)人：洪泽联合化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32