一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维、应用及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维、应用及其制造方法，公开了这种复合纤维稳定存在的边界条件和加工方法，复合纤维单根直径或异型纤维归化为圆形的单根直径小于30微米；复合纤维两相界面的周长与纤维的直径或异型纤维归化为圆形的直径之比≥1；纤维截面两相组分的面积比在10：90

【技术实现步骤摘要】
一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维、应用及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维、应用及其制造方法，属于复合纤维及功能纤维


技术介绍

[0002]现有的差别化复合纤维是指由两种或两种以上相似相容的聚合物，或具有不同性质的同一类聚合物，经复合纺丝法制成的化学纤维。其主要目的是使复合纤维产生具有卷曲特性，或发挥其它功能特性，复合纤维的截面形状有并列型复合、皮芯型、橘瓣型或放射型等。纤维成形的方式是使两种聚合物熔融，通过复合纺丝组件同时从喷丝口喷出，这种方式称之为熔融复合纺丝工艺，这在业内是常用工艺。
[0003]两种相容的聚合物可以以混合的方式形成塑料合金，两种不相容的聚合物也可以通过添加相容剂得到性能提升的塑料合金，例如，使用马来酸酐接枝的聚丙烯反应性相容剂，添加在聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)聚合物中，经过充分的熔融混合，得到PA
‑
PP合金。这种方式随着混合的充分性，其两相界面呈现类似无限界面的形式。
[0004]同时，功能纤维常采用复合纺丝方式产生，例如有机导电纤维，导电介质的连续性和聚集性是体现性能的重要形式，因此也采用复合纺丝技术，将导电介质集中分布于一相之中制成导电母粒，通过复合组件，两种聚合物组分可以分别沿纤维纵向形成连续的复合结构纤维，有同心和偏心圆形、一叶或多叶异形截面和皮芯均为异形的皮芯型复合纤维。
[0005]其它的功能复合纤维，将特殊材料作为芯，如X光吸收纤维、红外线吸收纤维、导电纤维、光导纤维。也有将特殊材料为皮，如粘结性纤维(皮层这低熔点材料)、亲水和亲油纤维、特殊光泽纤维。涤锦皮芯纤维，兼具锦纶易染、耐磨性强和涤纶模量高、弹性好的优点。总之，复合纤维的优良性能使在产业或服用上功能化都有很好的应用前景。
[0006]功能成分在纤维中的分布对发挥功能体现有重要影响，例如导电功能材料，由于有渗阈值性质，浓度达到某一值时，电阻值会急剧下降。因此，对于功能材料的这种应用场合就需要将功能材料集中在纤维截面的某一区域内。对于纤维材料，由于高浓度功能材料的加入，特别是如金属氧化物功能材料的加入，纤维的比重急剧增加，极大地影响的服用性能。
[0007]以上能形成稳定复合纤维的两种聚合物材料都具有相似相容的特点，例如聚酯类产品T400，采用PET/PTT并列复合，涤纶导电纤维，皮层采用PET，导电层采用PTT材料；又如粘结聚乳酸短纤维，皮层采用低熔点聚乳酸，芯层使用高熔点聚聚乳酸复合纺丝工艺制成。
[0008]聚丙烯成纤高聚物(PP)制成的纤维，又称为丙纶，是化纤中比重小的一种纤维，其比重要比涤纶低40％左右，比锦纶低25％左右；不容易水解，在纺丝或制造功能母粒时不用干燥，因而具有节省生产成本的先天优势。丙纶纤维，其外观似毛戎丝或棉，有蜡状手感和光泽，弹性和回复性好，不易起皱，且比重小，还有一定的刚性。聚酰胺成纤高聚物(PA)的比重适中，对纺丝的含水量要求低于聚酯纤维。同时，锦纶纤维作为主要的化学纤维，其有良
好的染色性能，穿戴简便，又有杰出的防水防风功能，耐磨性高，强度弹性都极好，特别是吸湿性能是熔纺化学纤维中最高的一种，是理想的穿着类化纤材料，但刚性不足影响其挺括指标。因此这两种聚合物复合成纤维，其性能上会有相辅相成的提升作用。但聚丙烯(丙纶)和聚酰胺(锦纶)两种聚合物熔体相容性不好，直接进行复合纺丝时易产生两种成分的剥离，破坏复合功能的效果。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，解决两相不相容聚合物有限界面复合纤维稳定问题，本专利技术惊奇地发现，当所述两相聚合物有限界面复合纤维具备下列条件时可以达到稳定生产和使用的要求。
[0010]所述复合纤维由两相不相容或不完全相容成纤聚合物及助剂组成，两相呈90％以上的包含关系，其内相为惰性聚合物；
[0011]所述纤维的条件为
[0012](1)复合纤维单根直径或异型纤维归化为圆形的单根直径小于30微米；
[0013](2)复合纤维两相界面的周长与纤维的直径或异型纤维归化为圆形的直径之比≥1；
[0014](3)复合纤维截面两相组分的面积比在10：90
‑
50：50；
[0015](4)含有界面相容剂，该相容剂为反应性相容剂，且预先分散在惰性聚合物相中。
[0016]特别的，两相不相容聚合物一种为聚酰胺成纤高聚物，为多量相；另一种为惰性聚合物相，即聚丙烯成纤高聚物，且为寡量相。
[0017]所述反应性相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯。
[0018]所述两相界面的形状为圆形或多边形或放射形。
[0019]进一步的，一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维
[0020](1)由如下成分构成(重量)
[0021]聚丙烯成纤高聚物10
‑
42％
[0022]聚酰胺成纤高聚物58
‑
90％
[0023]功能成分0
‑
20％
[0024]加工助剂0
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5％
[0025]反应性相容剂0.5
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2.0％
[0026](2)反应性相容剂或功能成分包含在聚丙烯成纤高聚物中。
[0027]所述功能成分包括导电功能成分，如导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电金属氧化物；红外发射功能成分如竹炭超细粉、氮化铝；功能性金属氧化物粉，如光高反射材料，如含钙钛锰氧化物的黑色颜料。
[0028]进一步的，所述一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维的制备方法，其特征在于通过双组分熔融复合纺丝方法制得。
[0029]进一步的，所述一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维的应用，其特征是由上述纤维制成的集合体、织物或含有上述纤维的混纺织物。
[0030]本专利技术具有如下有益的效果：
[0031](1)实现了有限界面的两相不相容聚合物纤维的稳定生产和应用。
[0032](2)PA和PP形成复合纤维，特别是PA作为皮层PP作为芯层，既能体现锦纶纤维耐磨易染色的特点，又克服锦纶纤维刚性不足穿着不挺括的缺点。能充分发挥锦纶纤维良好的染色性能，穿戴简便，又有杰出的防水防风功能，耐磨性高，强度和弹性，克服其缺点。本专利技术的复合纤维是理想的穿着类化纤材料。
[0033](3)对于高含量功能成分的复合功能纤维，以聚丙烯成纤聚合物为载体制做母粒，由于聚丙烯是一种不吸水聚合物，其制造难度和生产成本都大大降低，且可以平衡纤维比重的变化，纤维成形及经过后加工更容易产生良好的功能效果和柔软合体的穿着效果。
附图说明
[0034]图1
‑
5为复合纤维截面形状示意图
[0035]说明：1、聚酰胺聚合物(PA)相，2、包含聚合物相容剂和/或功能成分的聚丙烯(PP)相。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0037]本专利技术制得的复合纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维，其特征在于：所述纤维由两相不相容或不完全相容成纤聚合物及助剂组成，两相呈90％以上的包含关系，其内相为惰性聚合物；所述纤维的条件为(1)复合纤维单根直径或异型纤维归化为圆形的单根直径小于30微米；(2)复合纤维两相界面的周长与纤维的直径或异型纤维归化为圆形的直径之比≥1；(3)复合纤维截面两相组分的面积比在10：90
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50：50；(4)含有界面相容剂，该相容剂为反应性相容剂，且预先分散在惰性聚合物相中。2.如权利要求1的一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维，其特征在于，两相聚合物一种为聚酰胺成纤高聚物，为多量相；另一种为惰性聚合物相，即聚丙烯成纤高聚物，且为寡量相。3.如权利要求1的一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维，其特征在于，所述反应性相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯。4.如权利要求1
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3所述一种稳定的两相聚合物有限界面复合纤维，其特征在于，两相界面的形状为圆形或多边形或放射形。5.如权利要求1
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4所述一种稳定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周焕民，
申请(专利权)人：江苏中杰澳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：