一种抗蠕变聚酯工业丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗蠕变聚酯工业丝及其制备方法，将含有端基的聚酯A与含有端基的聚酯B熔融共混纺丝，纺丝成形后在30~60℃的温度条件下平衡一段时间制得抗蠕变聚酯工业丝；制得的抗蠕变聚酯工业丝的分子链包括聚酯A分子链和聚酯B分子链，聚酯A分子链一端与聚酯B分子链一端通过连接；测得的抗蠕变聚酯工业丝的蠕变伸长率为0.7~1.1%。本发明专利技术采用反应性共混、熔融共混挤出纺丝，工艺简单，成本低廉，纤维经30~60℃的热处理后分子链间可以形成共价键，130℃以上的高温状态下可以解二聚，在不影响纤维纺丝成形加工与回收利用的前提下，大幅度提高纤维的抗蠕变性能。幅度提高纤维的抗蠕变性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗蠕变聚酯工业丝及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯工业丝
，涉及一种抗蠕变聚酯工业丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯工业丝作为产业用纺织品中应用最为广泛的纤维材料，具有强度、模量、尺寸稳定、耐冲击等方面良好的综合性能，广泛的应用于航空航天、国防军工、土工防护、矿场和海洋资源开发、交通运输、工业过滤、绳缆等领域。然而，对于在某些特定场合使用的聚酯工业丝，如车用轮胎、传送带、运输带、绳索等，由于长期受到应力载荷的作用，必然要求其具有良好的抗蠕变性能，以维持纤维在应用过程中的尺寸稳定性能。因此，开发抗蠕变性能优异的聚酯工业丝不仅可以提高其安全服役寿命，又可以节省资源。
[0003]提高聚酯工业丝抗蠕变性能主要可以通过以下几种方式：（1）提高大分子的相对分子质量；（2）提高纤维的结晶取向程度；（3）采用各种改性方法，使大分子发生交联；（4）提高大分子链间的作用力，包括向主链引入芳杂环、极性基团或形成互穿网络结构等。
[0004]对于聚酯工业丝而言，其本身具有高结晶高取向的结构特征，其抗蠕变性能提升的空间往往集中于提高纤维内大分子链间的作用力。专利CN201310479905.7 采用含氟环氧化合物对聚酯进行封端，利用氟原子的强电负性在聚酯分子链之间形成氢键，增大分子间的作用力，能够一定程度上起到抗蠕变的作用。但与共价键相比，氢键的作用力相对较弱，体系内可形成的氢键程度较低，使之纤维的抗蠕变性能提升有限。专利CN202011607885.3通过将卷绕后的聚酯工业丝浸泡在含有配位剂水溶液中，使得金属离子与2
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（4
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吡啶）对苯二甲酸进行配位，进而增加纤维内分子间的作用力及物理交联点，提高纤维抗蠕变的能力，因聚酯工业丝本身高结晶高取向的致密结构，配位剂难以向纤维内部扩散，即便在一定温度下进行处理，增加纤维非晶区内的自由体积，也存在着分子链段解取向，影响其力学性能保持的问题。此外，采用光敏剂或热引发剂实现纤维内部的分子链交联，也是增加纤维抗蠕变性能的一种方法，但是，纤维经过化学交联以后，往往不能加热熔融，影响其回收再利用。
[0005]因此，研发一种在具有优异的抗蠕变性能的同时不影响回收再利用的聚酯工业丝及其制备方法尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种抗蠕变聚酯工业丝及其制备方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种抗蠕变聚酯工业丝，分子链包括聚酯A分子链和聚酯B分子链，聚酯A分子链一
端与聚酯B分子链一端通过连接；所述抗蠕变聚酯工业丝在温度25℃、相对湿度65%、施加张力为断裂强度的30%以及时间24小时条件下进行蠕变测试，测得的抗蠕变聚酯工业丝的蠕变伸长率为0.7~1.1%，远高于现有技术水平。
[0008]现有技术的抗蠕变聚酯工业丝多以氢键或金属离子配位，增加聚酯大分子链间的相互作用，提高其抗蠕变性能，但是其相互作用力远低于共价键的结合力。本专利技术通过在聚酯大分子链端引入和基团，这两种基团之间在30~60℃的温度条件下可以自动二聚形成共价键，使得聚酯的大分子链之间产生共价交联，使得分子链间产生强相互作用力，在受到载荷的时，减小分子链的滑移，提高纤维的抗蠕变性；而在130℃以上的高温条件下，会解二聚，具有热可逆平衡的特征，不会影响聚酯工业丝热成型加工及回收再利用。
[0009]。
[0010]作为优选的技术方案：如上所述的一种抗蠕变聚酯工业丝，聚酯A分子链另一端由基团封端，聚酯B分子链另一端由基团封端。
[0011]如上所述的一种抗蠕变聚酯工业丝，所述抗蠕变聚酯工业丝的单丝纤度为3~10dtex，断裂强度≥8.0cN/dtex，断裂强度CV值≤1.5%，断裂伸长率为10~20%，断裂伸长率CV值≤4%。
[0012]本专利技术还提供了制备如上任一项所述的一种抗蠕变聚酯工业丝的方法，将含有端基的聚酯A与含有端基的聚酯B熔融共混纺丝，纺丝成形后在30~60℃的温度条件下平衡（即放置）一段时间制得抗蠕变聚酯工业丝。
[0013]作为优选的技术方案：如上所述的方法，含有端基的聚酯A与含有端基的聚酯B的质量比为0.8:1~1:0.8，质量比如此设置可使得聚酯A与聚酯B的端基之间更容易发生共价交联。
[0014]如上所述的方法，一段时间为12~48h。
[0015]如上所述的方法，熔融共混纺丝的工艺参数为：熔体温度300~330℃，后加热器的温度300~330℃，冷却吹风速度0.5~0.8m/s，吹风温度20~30℃，一辊速度800~1000m/min，热辊牵伸倍率4.5~6.5倍。
[0016]如上所述的方法，含有端基的聚酯A是将原生聚酯与或经反应性共混制得；含有端基的聚酯B是将原生聚酯与或经反应性共混制得；所有的原生聚酯的化学结构式都为：，其中，E1和E2均为端羟基，或者E1和E2一种为端羟基，另一种为端羧基，R为芳香环，n为聚合度，取值范围为130~180；所有的原生聚酯的数均分子量都为25000~38000。
[0017]如上所述的方法，制备含有端基的聚酯A时，或与原生聚酯的质量比为10~20:1000，反应性共混的温度为275~285℃，压力为
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0.05~0.08MPa，时间为10~15min。
[0018]如上所述的方法，制备含有端基的聚酯B时，或与原生聚酯的质量比为10~20:1000，反应性共混的温度为275~285℃，压力为
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0.05~0.08MPa，时间为10~15min。
[0019]以上制备含有端基的聚酯A或含有端基的聚酯B时，各参数的取值应当设置在合理范围内，不宜太过，否则会导致原生聚酯的分子链的端羟基参与反应性共混的含量较少，纤维内部共价交联程度较小，不利于抗蠕变效果的提升，或者会导致过量的封端单体以游离状态分散在聚酯内，这种低分子量的物质存在会影响纤维成形性能及强度的提升。
[0020]本专利技术的原理如下：本专利技术将含有端基的聚酯A和含有端基的聚酯B熔融共混纺丝后在30~60℃的温度条件下进行处理制得了综合性能优良的抗蠕变聚酯工业丝。在30~60℃的温度条件下，和这两种基团自动二聚形成共价键，有利于纤维非晶区内聚酯大分子链之间形成共价键，使得分子间形成强相互作用，可以有效减小外加载荷作用下分子链的滑移，大幅度提高纤维的抗蠕变性；同时，在130℃以上的高温条件下，会解二聚，具有热可逆的特征，不会影响聚酯工业丝的热加工成形及回收再利用。此外，本专利技术通过封端的手段不会破坏聚酯大分子链的线性结构，不影响纤维成形过程中的单轴拉伸取向，且成形后分子链段的共价交联，可以加强无定形区分子链的相互作用，有利于纤维强度的保持。
[0021]有益效果：（1）本专利技术的一种抗蠕变聚酯工业丝，纤维经30~60℃的热处理后分子链间可以形成共价键，130℃以上的高温状态下可以解二聚，在不影响纤维纺丝成形加工与回收利用的前提下，大幅度提高纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗蠕变聚酯工业丝，其特征在于：分子链包括聚酯A分子链和聚酯B分子链，聚酯A分子链一端与聚酯B分子链一端通过连接；所述抗蠕变聚酯工业丝在温度25℃、相对湿度65%、施加张力为断裂强度的30%以及时间24小时条件下进行蠕变测试，测得的抗蠕变聚酯工业丝的蠕变伸长率为0.7~1.1%。2.根据权利要求1所述的一种抗蠕变聚酯工业丝，其特征在于，聚酯A分子链另一端由基团封端，聚酯B分子链另一端由基团封端。3.根据权利要求1所述的一种抗蠕变聚酯工业丝，其特征在于，所述抗蠕变聚酯工业丝的单丝纤度为3~10dtex，断裂强度≥8.0cN/dtex，断裂强度CV值≤1.5%，断裂伸长率为10~20%，断裂伸长率CV值≤4%。4.制备如权利要求1~3任一项所述的一种抗蠕变聚酯工业丝的方法，其特征在于：将含有端基的聚酯A与含有端基的聚酯B熔融共混纺丝，纺丝成形后在30~60℃的温度条件下平衡一段时间制得抗蠕变聚酯工业丝。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，含有端基的聚酯A与含有端基的聚酯B的质量比为0.8:1~1:0.8。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，一段时间为12~48h。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，熔融共混...

【专利技术属性】
技术研发人员：于金超，陈瑞，潘志娟，王山水，汤方明，王丽丽，张烨，邵义伟，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：