高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法。该高回弹粗旦单孔氨纶为由聚氨酯纺丝溶液经过单孔纺丝孔喷出后，顺次经过热空气甬道和硅油介质，完成中低沸点溶剂急速扩散和聚氨酯预聚体快速凝固过程后形成的氨纶纤维。该制备方法利用硅油与中低沸点溶剂的相容性以及硅油较高的热容，使得中低沸点溶剂充分挥发、氨纶纤维快速成型，制备出具有高回弹特性的粗旦氨纶纤维，该氨纶纤维可直接用于后续纺织面料的加工中，并且高效的成型过程，可有效缩短纺丝流程保证溶剂的充分挥发，具有极大的工业化生产前景。的工业化生产前景。的工业化生产前景。

【技术实现步骤摘要】
高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及氨纶材料制备
，尤其涉及一种高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯纤维具有优异的弹性和回弹性，已被广泛应用于纺织服装、生物医学、能源传感等领域。其制备工艺主要有干法纺丝、湿法纺丝、熔融纺丝和化学反应纺，其中干法溶液纺丝经过多年探究，技术已经趋于成熟，可连续化生产，效率高，产品性能好，银耳得到了广泛的应用，但是由于生产设备复杂、投资大等原因，限制了其生产规模的扩大，并且，干法溶液纺丝采用甬道内热空气使得溶剂挥发的过程，易产生溶剂挥发不完全，热空气回收困难等问题，这些成为了干法溶剂纺丝进一步发展的障碍。
[0003]公开号为CN108796635A的专利技术专利公开了一种氨纶纺丝甬道风管装置。该装置包括上设T型送风机的控制电机箱、设于所述T型送风机底部出口两侧的自动恒压器和送风阀、固定连接于所述T型送风机下方的倒U型送风管道、嵌于所述倒U型送风管道底部带风叶口的纺丝甬道、设于所述纺丝甬道侧壁上的风速稳定器、依次设于所述纺丝甬道底部的带有一排风阀的排风管道和回风集箱，在于克服现有技术中丝束在甬道中所冷却和定型不完全等不足之处，通过改善纺丝甬道通风管道中风道的方向，保证冷却时间和效果从而提高氨纶纺丝质量。但是，上述装置还是存在溶剂挥发不完全彻底的技术缺陷，且不适应于粗旦纤维的开发，而且对装置进行改进，还存在设备投资和操作费用高的缺陷。
[0004]公开号为CN103668490A的专利技术专利公开了一种氨纶干法纺丝介质循环方法及系统。以纺丝甬道排出的DMAC和介质的混合气作为处理对象，通过换热器(组)与膜分离的工艺系统回收混合气中的DMAC，分离所得的DMAC送往DMAC储罐，剩余的介质升至一定温度后返回纺丝甬道，作为热风进行干燥纺丝原液中的溶剂。但是，其存在不适用于粗旦高回弹氨纶纤维的开发，持续在高温空气氛围中的，纤维表面容易快速形成高致密层，从而导致粗旦纤维内部聚氨酯的缓慢成型，导致纤维的形状偏离圆形和皮芯结构缺陷形成的技术不足。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高回弹粗旦单孔氨纶及其制备方法，利用聚氨酯溶剂的中低沸点和硅油的高热熔的特性，通过硅油与聚氨酯溶剂之间的亲和力和协同作用，基于中低沸点溶剂在硅油中的相容性和快速扩散的特点，制备高回弹透明粗旦单孔氨纶。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种高回弹粗旦单孔氨纶，其为由聚氨酯纺丝溶液经过单孔纺丝孔喷出后，顺次经过热空气甬道和硅油介质，完成中低沸点溶剂快速且完全扩散和聚氨酯预聚体快速凝固过程后形成的氨纶丝条；
[0008]按质量百分比计算，所述聚氨酯纺丝溶液由15～45％的聚氨酯预聚体和55～85％
的中低沸点溶剂复合而成；
[0009]所述高回弹粗旦单孔氨纶的单丝线密度为100～560D，断裂应变达到500～1000％；300％伸长后的弹性回复率达到95～99％；沸水收缩率达到1～8％。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述聚氨酯预聚体为热塑性聚醚型聚氨酯、热塑性聚酯型聚氨酯、热塑性聚醚聚酯型聚氨酯中的一种。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述中低沸点溶剂为四氢呋喃、二氧六环中的一种或者两种混合。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述硅油介质为二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、羟基硅油、甲基含氢硅油中的一种或者多种组合。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述硅油介质的加热温度为70～120℃。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述热空气甬道的温度范围为40～100℃，距离为10～20mm。
[0015]为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种上述高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S1，聚氨酯纺丝溶液的制备：按预定比例，将聚氨酯预聚体加入到中低沸点溶剂中，机械搅拌混合均匀，然后脱泡处理，得到聚氨酯纺丝溶液；
[0017]S2，高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法：将所述聚氨酯纺丝溶液置于纺丝装置中，由预定尺寸的单孔纺丝孔以预定速率喷出，预成型的聚氨酯丝条经过预定距离的热空气甬道后，进入预定加热温度的硅油介质中，在高温硅油作用下，使得预成型的聚氨酯丝条中的中低沸点溶剂迅速扩散，聚氨酯预聚体浓度不断提高直至丝条快速凝固成型，得到第一高回弹粗旦单孔氨纶，或者，将凝固成型的丝条再经过预定温度预定牵伸比的牵伸处理，得到第二高回弹粗旦单孔氨纶。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，进入硅油介质中的预成型的聚氨酯丝条距离硅油介质的表面距离为20～50mm。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，所述牵伸处理的温度为40～90℃。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，所述牵伸比为1～2。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术提供的高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法，引入液态硅油致溶剂挥发成型工艺，确保液态介质硅油与聚氨酯丝条完全接触，聚氨酯纺丝溶液中的中低沸点溶剂可完全进入高温的硅油中，并且保持中低沸点溶剂持续急速挥发，解决了干法纺丝法存在的溶剂挥发速率内外不均匀及不彻底的技术问题；利用聚氨酯溶剂的中低沸点以及硅油的高热熔特性，生产过程中硅油的温度设置低于聚氨酯高聚物软化点但高于中低沸点良溶剂沸点，利用硅油与聚氨酯溶剂的亲和力的协同作用，相互作为溶剂挥发的条件，利用中低沸点溶剂在硅油中的相容性和快速扩散的特点，使得中低沸点溶剂挥发快速且完全，制备出高回弹透明粗旦单孔氨纶。
[0023]2、本专利技术提供的高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法，一方面，利用所采用聚氨酯良溶剂的中低沸点特性，以及构建聚氨酯丝条成型过程中的高温介质硅油体系，加速了预成型聚氨酯纤维丝条内中低沸点溶剂的快速挥发，有利于缩短纺丝成型时间，同时，还有利于聚氨酯纤维均匀致密结构的形成。另一方面，当预成型聚氨酯纤维丝条进入加热硅油中时，
利用所采用聚氨酯良溶剂与硅油之间的亲和性，加大了凝固过程中纤维外部大量的硅油对纤维的作用力，促进纤维内的中低沸点溶剂进一步急速地扩散到硅油中，加快了聚氨酯纤维的成型速度，由于成型过程快速且彻底，不会产生贫富相的分离而造成的皮芯结构，以及成型固化差异导致的收缩程度不同导致的褶皱结构，得到的纤维内部致密，性能优异。第三方面，成型过程中的硅油高温介质的塑化作用，有利于纤维的取向牵伸。
[0024]3、本专利技术提供的高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法，采用高温油浴纺丝方法制备的丝条具有均匀的网络结构，同时也可以进一步牵伸，将无规取向的大分子网络转变为沿纤维轴取向的连续取向结构，可以有效提高氨纶的强度、模量和弹性回复率。
[0025]4、本专利技术提供的高回弹粗旦单孔氨纶的制备方法，使用液态高温硅油作为聚氨酯纤维成型的介质，液态硅油能够快速的在丝条表面铺展，且高温的硅油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述高回弹粗旦单孔氨纶为由聚氨酯纺丝溶液经过单孔纺丝孔喷出后，顺次经过热空气甬道和高温硅油介质，完成中低沸点溶剂快速且完全扩散和聚氨酯预聚体快速凝固成型过程后形成的氨纶纤维；按质量百分比计算，所述聚氨酯纺丝溶液由15～45％的聚氨酯预聚体和55～85％的中低沸点溶剂复合而成；所述高回弹粗旦单孔氨纶的单丝线密度为100～560D，断裂应变达到500～1000％；300％伸长后的弹性回复率达到95～99％；沸水收缩率达到1～8％。2.根据权利要求1所述的高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述聚氨酯预聚体为热塑性聚醚型聚氨酯、热塑性聚酯型聚氨酯、热塑性聚醚聚酯型聚氨酯中的一种。3.根据权利要求1所述的高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述中低沸点溶剂为四氢呋喃、二氧六环中的一种或者两种混合。4.根据权利要求1所述的高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述硅油介质为二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、羟基硅油、甲基含氢硅油中的一种或者多种组合。5.根据权利要求1所述的高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述硅油介质的加热温度为70～120℃。6.根据权利要求1所述的高回弹粗旦单孔氨纶，其特征在于：所述热空气甬道的温度范围为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫林，张春华，张佳婧，夏良君，付专，刘欣，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：