一种功能性聚酰胺56长丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能性聚酰胺56长丝及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：1)切片干燥：对选择的功能性聚酰胺56切片进行分段真空干燥处理；2)熔融纺丝：干燥后的切片经螺杆挤压机、纺丝箱体的喷丝板喷出得到熔体细流，熔体细流经吹风冷却凝固成丝条；丝条集束上油后，经冷却牵伸，得到聚酰胺56丝束；3)长丝后加工：丝束经过不同工艺的热牵伸、热定型、卷绕得到功能性聚酰胺56长丝。本发明专利技术：1)分段真空干燥工艺可以减少切片损伤，实现均匀纺丝；2)冷却牵伸工艺有利于高倍牵伸得到性能稳定的长丝；3)筛选切片的粘度指数、端氨基等指标，调节牵伸工艺，制备性能优异的聚酰胺56长丝及变形丝，满足特殊环境下使用需求，广泛应用于各行业。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性聚酰胺56长丝及其制备方法
本专利技术涉及一种功能性聚酰胺56长丝及其制备方法，属于纺织领域。
技术介绍
聚酰胺(PA)的重复单元(单体)具有酰胺基团作为特征性特征。聚酰胺纤维即尼龙，在我国也称为聚酰胺。聚酰胺是产量仅次于聚酯纤维的第二大合成纤维，由于其断裂强度高、耐磨、耐疲劳、轻质柔软、透气吸湿、弹性好等特点，在纺织、工程塑料、军工产品、橡胶骨架材料、绳、网、索类、篷布、工业滤布以及在高档缝纫线用丝等领域拥有良好的市场前景。聚酰胺是通过二胺和二酸之间的缩合反应来制备。目前的聚酰胺纤维基本上都是有以石油的衍生物为原料制备，例如市场占有量最大的聚酰胺6和聚酰胺66，它们的原料己内酰胺和己二酸是通过苯类同系物经过加氢再氧化等一系列反应制得，己二胺是通过丁二烯或丙烯腈先合成己二腈再通过催化加氢方法制备，目前均由石油化工方法制备。热塑性聚合物后续纤维产品开发是一项重要的任务。熔融纺丝法是最常用的纺丝方法，分为熔体直接纺丝法和切片纺丝法。熔融纺丝不需要溶剂，可直接纺丝，工艺简单，成本较低，无溶剂回收问题。
技术实现思路
本专利技术涉及的一种功能性聚酰胺56长丝属于新型生物基聚合物产品，其原料戊二胺主要是利用生物发酵方法制备，再通过与己二酸合成得到生物基聚酰胺56聚合物。本专利技术提供的一种功能性聚酰胺56长丝的制备方法，包括如下工艺流程：1)功能性切片干燥：对功能性聚酰胺56切片进行分段真空干燥处理；2)熔融纺丝：干燥后的所述聚酰胺56切片经螺杆挤压机、纺丝箱体的喷丝板喷出得到熔体细流，所述熔体细流经吹风冷却凝固成丝条；3)冷牵伸：上述丝条经集束上油后，由冷却牵伸辊冷却牵伸，得到聚酰胺56丝束；4)长丝后加工：所述聚酰胺56丝束经过不同工艺的热牵伸、变形加工、热定型、卷绕得到功能性聚酰胺56长丝。上述的制备工艺1)中，所述功能性聚酰胺56切片的指标如下：特别地，当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为高强聚酰胺56长丝时，所述切片粘度指标为145～180ml/g；特别地，当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为阻燃聚酰胺56长丝时，所述切片粘度指标为135～160ml/g；特别地，当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为易染聚酰胺56长丝时，所述切片端氨基含量指标为40～70mmol/kg；特别地，当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为防霉聚酰胺56长丝时，所述切片端氨基含量指标为30～55mmol/kg。上述的制备工艺1)中，所述真空干燥处理的条件如下：首先在40～60℃的条件下干燥10～12h，然后升温至80～95℃干燥7～10h，再升温至105～115℃的条件下干燥5～7h，继续在130～140℃的条件下保温3～6h。所述真空干燥处理后切片指标如下：切片含水≤600ppm；熔点为245～260℃；上述的制备工艺2)中，所述纺丝箱螺杆各区温度：螺杆各区温度：一区260～290℃，二区260～290℃，三区260～290℃，四区260～290℃，五区260～290℃，箱体温度260～290℃，计量泵温度260～290℃，计量泵转速12rpm～16rpm，纺丝速度为800m/min～4500m/min；特别地，当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为高强聚酰胺56长丝时，所述纺丝速度具体为3000m/min～4500m/min；上述的制备工艺2)中，所述熔体细流冷却吹风可以为环吹风或侧吹风，工艺条件：风速：30～60m/min；风温：18～26℃；风压：350Pa～600Pa；所述上油的油剂质量浓度3％～5％。所述冷却牵伸辊的温度为0～20℃，牵伸倍数1.05～1.45。上述的制备工艺3)中，所述热牵伸工艺可为一级牵伸、二级牵伸或多级牵伸，工艺条件：牵伸倍数为1.01～5.50，牵伸温度为80～200℃；特别地，制备高强聚酰胺56长丝，牵伸倍数为3.00～5.50；所述变形加工工艺，包括制备功能化聚酰胺56拉伸变形丝、功能化聚酰胺56空气变形丝；所述制备功能化聚酰胺56拉伸变形丝的变形加工工艺为：上述牵伸后长丝依次经过热牵伸、加捻、网络、热定型、上油、卷绕的后加工过程；所述变形加工步骤中，热牵伸温度为100～200℃，牵伸倍数为1.10～2.50，牵伸辊速度为300～1000m/min，热定型温度为180～220℃；加捻分为S捻或Z捻，加捻张力20～60cN，解捻张力25～65cN；所述D/Y为摩擦盘的表面速度与丝条离开假捻器速度之比，具体为1.5～2.0；所述网络步骤中，风压为1.0～1.6bar；喷嘴直径为1.2～1.6mm，热定型温度为180～220℃，所述卷绕速度为600～1200m/min。所述制备功能化聚酰胺56空气变形丝的变形加工工艺为：上述牵伸后长丝依次经过热牵伸、热喷射变形、冷却稳定、卷绕的后加工过程；所述变形加工步骤中，热牵伸温度为100～190℃，牵伸倍数为1.35～3.50，牵伸辊速度为1500～2500m/min；热喷射变形空气温度为190～230℃，空气喷射压力为195～550kPa，超喂率为15～30％，冷却空气温度为15～30℃，所述卷绕速度为1500～2800m/min。本专利技术通过改变工艺参数制备具有高强、阻燃、易染、防霉等功能的聚酰胺56长丝，其中，制备功能性聚酰胺56长丝切片指标应满足：粘度指数：130～180ml/g，氨基含量20～70mmol/kg，切含水：≤600ppm，熔点245～255℃。所述功能性聚酰胺56长丝具体性能参数如下：单丝线密度为1～7dtex，断裂强度为3.5～12.0cN/dtex，其中，高强型聚酰胺56长丝的断裂强度为6.0～12.0cN/dtex；阻燃型聚酰胺56长丝极限氧指数为33～38％；易染聚酰胺56长丝的上染率达96.0％以上；防霉聚酰胺56长丝的防霉等级≤1级。本专利技术特点：(1)采用分段真空干燥工艺除去聚酰胺56切片中的水分，减少切片受热降解，粘度下降，色泽加深等缺陷，同时提高切片的结晶性，有助于均匀稳定纺丝；(2)纺丝工艺中增加冷却牵伸工艺，这是由于研究中发现聚酰胺56的冷却结晶速率慢，而未完全冷却的丝束不仅对卷绕上油工艺有影响，而且直接牵伸、定型使产品的力学性能不稳定，因此，加入冷却牵伸工艺使喷丝板形成的丝束迅速冷却，有利于后续高倍牵伸得到性能稳定、优异的聚酰胺长丝。(3)根据不同的粘度、端氨基、牵伸倍数等指标，可以制备出力学性能、阻燃性能、染色性能、防霉性能优异的聚酰胺56长丝及变形丝，满足特殊环境下的使用要求，广泛应用于各行各业。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中功能性聚酰胺56长丝样品，根据以下方法检测性能：1.断裂强度、断裂伸长率：GB/T14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法；...

【技术保护点】
1.一种功能性聚酰胺56长丝的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)功能性切片干燥：对功能性聚酰胺56切片进行分段真空干燥处理；/n2)熔融纺丝：干燥后的所述聚酰胺56切片经螺杆挤压机、纺丝箱体的喷丝板喷出得到熔体细流，所述熔体细流经吹风冷却凝固成丝条；/n3)冷牵伸：上述丝条经集束上油后，由冷却牵伸辊冷却牵伸，得到聚酰胺56丝束；/n4)长丝后加工：所述聚酰胺56丝束经过不同工艺的热牵伸、变形加工、热定型、卷绕得到功能性聚酰胺56长丝。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能性聚酰胺56长丝的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)功能性切片干燥：对功能性聚酰胺56切片进行分段真空干燥处理；
2)熔融纺丝：干燥后的所述聚酰胺56切片经螺杆挤压机、纺丝箱体的喷丝板喷出得到熔体细流，所述熔体细流经吹风冷却凝固成丝条；
3)冷牵伸：上述丝条经集束上油后，由冷却牵伸辊冷却牵伸，得到聚酰胺56丝束；
4)长丝后加工：所述聚酰胺56丝束经过不同工艺的热牵伸、变形加工、热定型、卷绕得到功能性聚酰胺56长丝。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述功能性聚酰胺56切片的指标如下：
a)当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为高强聚酰胺56长丝时，切片指标：粘度为145～180ml/g；
b)当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为阻燃聚酰胺56长丝时，切片指标：粘度为135～160ml/g；
c)当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为易染聚酰胺56长丝时，切片指标：端氨基含量为40～70mmol/kg；
d)当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为防霉聚酰胺56长丝时，切片指标：端氨基含量为30～50mmol/kg。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述功能性聚酰胺56切片的真空干燥处理的条件如下：
首先在40～60℃的条件下干燥10～12h，然后升温至80～95℃干燥7～10h，再升温至105～115℃的条件下干燥5～7h，继续在130～140℃的条件下保温3～6h。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：经真空干燥后的所述功能性聚酰胺56切片的指标如下：
切片含水≤600ppm；熔点为245～260℃。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述熔融纺丝的条件如下：
螺杆各区温度：一区温度为260～290℃，二区温度为260～290℃，三区温度为260～290℃，四区温度为260～290℃，五区温度为260～290℃，箱体的温度为260～290℃，计量泵的温度为260～290℃，计量泵的转速为12rpm～16rpm，纺丝速度为800m/min～4500m/min。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：当制备的所述功能性聚酰胺56长丝为高强聚酰胺56长丝时，所述纺丝速度为3000m/min～4500m/min；
所述冷却吹风采用环吹风或侧吹风的冷却吹风方式，条件如下：
风速为30～60m/min；风温为18～26℃；风压为350Pa～600Pa。

【专利技术属性】
技术研发人员：郝新敏，郭亚飞，闫金龙，乔荣荣，董梦杰，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11