聚酰胺纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种聚酰胺纤维及其制备方法，该方法包括：(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体送入纺丝箱体中；(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽、缓冷与单体抽吸装置去除低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到聚酰胺纤维。本发明专利技术通过增加饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置使得纺丝过程中低聚物少、组件铲板周期长、断丝次数较少，得到的聚酰胺纤维的毛丝少、纤维的条干不均率低、染色暗纹少、染色效果好，且具有优异的断裂伸长率、断裂强度，较低的沸水收缩率。较低的沸水收缩率。

【技术实现步骤摘要】
聚酰胺纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种聚酰胺纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺由于其优异的特性和熔融成型的容易程度，已被广泛用作衣料、产业材料、纤维、或通用的工程塑料，和其它许多应用中，因而受到广泛关注。而在聚酰胺聚合的过程中，由于发生环化反应，链内酰胺基交换反应发生时聚合物大分子链会断成两段，或者线状低分子物直接脱水反应，而产生低分子聚合物，简称低聚物。一般来说，低聚物是一聚体到十聚体的低分子聚合物，包括线状低聚物和环状低聚物。
[0003]通常，低聚物无法单独加工成型，并且，大量的低聚物如果随切片进入纺丝工段，不仅会对纺丝工艺造成严重的后果，同时也是对原料的极大浪费。低聚物主要为环状体，如果萃取后二聚体、三聚体的含量偏高将影响切片的粘度、数均分子量及分子量分布，从而造成原丝的强度降低、废丝率增加等一系列负面影响。聚合体中低分子可萃取物含量大，则在熔融纺丝过程中，不仅这些低分子可萃取物会从熔融体中变成气体蒸发出来，恶化纺丝环境，而且残余的低分子可萃取物会在纤维中形成“弱点”，在外力(如拉伸)作用下，这些地方就容易断裂，给纺丝造成困难。此外，低分子可萃取物也易在丝的表面析出，从而造成拉伸时毛丝和断单丝增加、成品丝的强力下降。
[0004]聚酰胺5X是由生物基戊二胺和二元酸合成的线型长链大分子，酰胺键容易形成氢键，因此，聚酰胺5X纤维的强度高，吸湿性好，纤维回潮率可达到2.0％～5.5％。然而，聚酰胺5X中低聚物的挥发会增加聚酰胺5X熔体中的气泡与缩小纺丝组件铲板周期，从而使得熔体拉丝纺丝时，出现飘丝、断单丝与制成率低等不良现象。因此，如何改善聚酰胺5X在纺丝过程中的飘丝、断单丝与制成率低等不良现象，是现有
中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术和产品的不足，即为了解决聚酰胺5X纺丝过程中较多的低聚物析出造成纺丝组件铲板周期短、飘丝与断单丝多问题，支撑率低问题，本专利技术提供一种聚酰胺纤维及其制备方法。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供一种聚酰胺纤维，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，
[0007]所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，
[0008]所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，
[0009]所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，
[0010]所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝、中取向丝、高取向丝、加弹丝、全牵伸丝、工业丝、连续膨体长丝、短纤维、单丝纤维。
[0011]本专利技术第二方面提供一种制备本专利技术第一方面所述的聚酰胺纤维的方法，该方法包括：
[0012](a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；
[0013](b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的实施，至少具有以下优势：
[0015]1、本专利技术所合成的聚酰胺5X树脂的低聚物、粘度、含水率与端氨基合适，无需聚合脱灰与萃取去除低聚物工序，可直接进行纺丝，降低生产成本。
[0016]2、本专利技术的聚酰胺5X纤维通过增加饱和过热蒸汽、改造缓冷与单体抽吸装置制得。纺丝过程中低聚物少、组件铲板周期长、断丝次数较少，得到的聚酰胺5X纤维的毛丝少、纤维的条干不均率低、染色暗纹少、染色效果好，且纤维具有优异的断裂伸长率、断裂强度，较低的沸水收缩率。纺丝和染色的成品率较高。
具体实施方式
[0017]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0018]如前所述，本专利技术第一方面提供一种聚酰胺纤维，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，
[0019]所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，
[0020]所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，
[0021]所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，
[0022]所述纤维包括所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝(POY)、中取向丝(MOY)、高取向丝(HOY)、加弹丝(DTY)、全牵伸丝(FDY)、工业丝(IDY)、连续膨体长丝(BCF)、短纤维、单丝纤维。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的制成率为≥93％，进一步为≥94％，更进一步为≥95％。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的断丝次数≤2(次数/24h)，进一步为≤1(次数/24h)，更进一步为≤0(次数/24h)。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的毛丝个数≤2(个/9公斤卷装)，进一步为≤1(个/9公斤卷装)，更进一步为≤0(个/9公斤卷装)。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的染色M率为≥93％，进一步为≥94％，更进一步为≥95％。
[0027]本专利技术第二方面提供一种制备如前所述的聚酰胺纤维的方法，该方法包括：
[0028](a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；
[0029](b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。
[0030]根据本专利技术一种优选的实施方式，采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物的方法具体包括：在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，从而阻碍低聚物在喷丝板及其下方结晶形成白色絮状晶体，保持喷丝板及其下方干净，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺纤维，其特征在于，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝、中取向丝、高取向丝、加弹丝、全牵伸丝、工业丝、连续膨体长丝、短纤维、单丝纤维。2.一种制备如权利要求1所述的聚酰胺纤维的方法，其特征在于，该方法包括：(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物的方法具体包括：在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，然后溶解在饱和过热蒸汽中的聚酰胺低聚物通过单体抽吸被带走，且所述单体抽吸装置中的单体抽吸罩有自动恒温加热功能。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度为80
‑
200℃，进一步为90
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180℃，更进一步为100
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160℃；和/或，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的压力为0.8
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2.2bar，进一步为1.0
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2.0bar，更进一步为1.2
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1.8bar；和/或，所述缓冷温度为180
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320℃，进一步为220
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300℃，更进一步为240
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280℃；和/或，所述缓冷高度为≤5cm，进一步为≤4cm，更进一步为≤3cm；和/或所述单体抽吸的压力为≥0.6MPa，进一步为≥0.65MPa，更进一步为≥0.7MPa；和/或，所述单体抽吸罩的温度为100
‑
260℃，进一步为120
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230℃，更进一步为140
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200℃；和/或，所述喷丝板的直径为≤88mm，进一步为≤77mm，更进一步为≤66mm；和/或，所述聚酰胺纤维制备过程中组件铲板周期≥16h，进一步为≥18h，更进一步为≥20h。5.根据权利要求2
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4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂包括1,5
‑
戊二胺结构单元和二元酸结构单元，所述聚酰胺5X树脂含有数均分子量为2000以下的聚酰胺低聚物，且所述聚酰胺低聚物的含量为1.0wt％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朝续，秦兵兵，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司，
类型：发明
国别省市：