聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锚定、系泊或拖曳船只的高强度和高伸长率的聚酯纤维。具体而言，本发明专利技术涉及一种聚酯纤维，其中在对应于10%的室温下测量的最大载荷的伸长下的回复功比为70%或大于70%，在对应于20%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为50%或大于50%，在对应于30%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为40%或大于40%，以及涉及该聚酯纤维的制备方法和包含该聚酯纤维的聚酯纤维绳。由于本发明专利技术的聚酯纤维通过包含具有高强度、高伸长率和高回复功比的单丝而具有足够的强度和伸长率，并且确保优异的机械性质，由此可以制备这样的绳，即使外部环境发生变化如汹涌的波浪和船只的剧烈摇摆，该绳也能够使纤维断裂最小化，能够显著改善冲击吸收性能，并能够确保绳的优异的使用寿命和足够的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于锚定、系泊或拖曳船只的绳用高强度。更具体而言，本专利技术涉及具有优异的机械性质和耐磨性、低吸湿率、耐光性、冲击吸收性能等的高弹性回复率(回复功比)。
技术介绍
已经在确保具有高强度的优异机械性质方面开发了用于锚定、系泊或拖曳船只的船用绳或用在各种建筑工地的工业用绳。特别是，在许多船只领域中，钢丝绳因它可以确保高强度和优异的抗疲劳性而已经广泛使用，并且由高性能尼龙纤维或聚烯烃纤维构成的纤维绳甚至已用在使用合成纤维绳的情形中。但是，存在钢丝绳被水腐蚀并且太具刚性而不能控制波浪或潮差引起的船只运动，以及因绳本身的重量而难以操作的问题。现有的尼龙纤维绳因它对紫外(UV)线具有大的强度减小率并且绳的强度过度劣化，因此如果长时间使用它会失去控制船只的能力，从而可以引起频繁更换的问题。此外，由于尼龙纤维绳具有高的吸湿率，因此当它用于系泊或锚定船只时不容易操作，并且如果该绳在冬天潮湿情形下冰冻可以导致人身意外伤害。同时，以聚对苯二甲酸乙二醇酯(下文“PET”)为代表的聚酯因它优异的机械性质和耐化学性而广泛用于纤维、膜或树脂。例如，在纤维情况下，它不仅广泛用于衣服，而且用于各种工业材料如轮胎帘线、传送带、软管、绳等。但是，现有的聚酯纤维表现出高模量下的低伸长性质，因此它在锚定船只的过程中不能充分地对船只根据海水变化的运动导致的变形作出反应，并且存在纤维断裂的问题。因此，我们需要研究开发高性能的合成纤维，当该纤维用作锚定、系泊或拖曳船只用的船用绳或工业用绳时，它可以改善对外界环境变化的冲击吸收性能，并且可以提供优异的机械性质和操作性能。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一方面是提供一种表现出高强度、高伸长率和高弹性回复率，并且具有优异的机械性质和耐磨性、低吸湿率、耐光性、冲击吸收性能等，以便用于船用绳或工业用绳的聚酯纤维。本专利技术的另一方面是提供一种所述聚酯纤维的制备方法。本专利技术的又一方面是提供一种包含所述聚酯纤维的纤维绳。技术方案本专利技术提供一种聚酯纤维，其中在对应于10%的室温下测量的最大载荷的伸长下的回复功比为70%或更大，在对应于20%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为50%或更大,在对应于30%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为40%或更大。本专利技术还提供一种所述聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤:通过在270至310°C下对特性粘度为1.2dl/g或更大的聚酯聚合物进行熔融纺丝来制备聚酯未拉伸纤维，和对该聚酯未拉伸纤维进行拉伸。本专利技术还提供一种包含所述聚酯纤维的聚酯纤维绳。下文将根据本专利技术的具体实施方案更详细地解释可用于船用绳或工业用绳的聚酯纤维、其制备方法以及包含该聚酯纤维的纤维绳。但是，下面内容仅用于理解本专利技术，而本专利技术的范围并不限于它们或受它们限制，而且对于相关领域的技术人员而言显然可以在本专利技术的范围内对这些实施方案进行各种修改。此外，“包含”或“包括”是指包括任何组分(或成分)而没有特别限制，除非在本说明书中对它们有特别提及，并且不能解释为排除加入其它组分(或成分)的含义。本专利技术中，“聚酯纤维”指一般通过二醇化合物与二羧酸如对苯二甲酸的酯化反应得到的纤维聚合物。聚酯纤维对应于用于制备本专利技术“船用绳或工业用绳”的基本纤维组分。聚酯具有优异的耐湿性，因此更优选制备用于替代船用钢丝绳的纤维绳。本专利技术中，任何普通的聚酯纤维都可以用作聚酯纤维，例如，可以使用聚亚烷基对苯二甲酸酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)等，或包含它们作为主要组分的共聚酯。特别地，就强度、伸长率等性质而言，更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯用于船用绳。但是，聚酯具有比尼龙低的聚合效率，并且因为在制成纤维时由热和水分导致的严重水解，分子链的降解发生得非常多，因此难以获得具有高分子量的分子链。所以，为了在短分子链的情况下获得高强度，在纺丝工艺中采用高的拉伸比，并且由此获得高强度、低伸长率和高模量的性质。像这样，由于现有聚酯具有短的分子链，因此已难以获得具有高回复功比的聚酯纤维。同时，除了低模量以外，尼龙可以表现出高强度、高伸长率和高回复功比的性质。如果使用由像现有聚酯纤维那样具有低回复功比的纤维制成的绳来锚定船只，则该绳由于其弹性回复率而可能被疯狂的海水或外界环境的反复变化弄断，并且由于不能充当对外部冲击的缓冲器而外部环境的冲击直接传递到船只，因此它可能导致船只破裂。因此，本专利技术可以有效用于制备船用纤维绳或工业用纤维绳，通过优化聚酯纤维的性质，尤其是将回复功比优化至高水平以对反复变化具有优异的回复率，该绳可以对外界环境变化保持足够的强度和伸长率，并且可以保持长时间的冲击吸收性能。特别是，本专利技术人的实验结果揭示通过使用具有一定特性的聚酯纤维制备船用绳或工业用绳，可以获得更低的吸湿率和更加改善的耐光性以及优异的机械性质。因此，根据本专利技术的一个实施方案，本专利技术提供具有一定特性的聚酯纤维。该聚酯纤维可以是在对应于10%的室温下测量的最大载荷的伸长下的回复功比为70%或更大，在对应于20%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为50%或更大,在对应于30%的所述最大载荷的伸长下的回复功比为40%或更大的纤维。这种聚酯纤维可以优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为主要组分。此时，制备过程中可以与PET—起包含多种添加剂，并且该纤维可以包含70mol%或更多，优选90mol%或更多的PET，以确保它在制成聚酯纤维绳时具有优异的机械性质。在下文中，没有特别解释时，术语“聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) ”指包含70mol%或更多的聚对苯二甲酸乙二醇酯。由于根据本专利技术一个实施方案的聚酯纤维是在以下熔融纺丝和拉伸条件下制备的，所以它在室温下对反复变形表现出比现有聚酯纤维优异得多的弹性回复率。现有聚酯由于其短分子链而表现出低的弹性回复性，并且在制成纤维绳时它的长时间冲击吸收性能和耐磨性都明显变差。但是，通过受控的熔融纺丝和拉伸工艺获得的聚酯纤维表现出高的弹性回复特性，并且由于所述特性，它可以提高绳的冲击吸收性能并可以延长绳的使用寿命。此外，本专利技术的聚酯纤维具有最小化的拉伸和所述高弹性回复率的特性。由于这种高弹性回复率，本专利技术的聚酯纤维可以解决包含具有低弹性回复、高模量和低断裂伸长率的纤维的纤维绳所表现出的低耐磨性和劣化的冲击吸收性能的问题，并且可以获得绳更加改善的冲击吸收性能和延长的使用寿命以及优异的机械性质。即聚酯纤维可以表现出在对应于10%室温下测量的最大载荷的伸长下70%或更大，优选75%或更大，更优选80%或更大的回复功比。此外,聚酯纤维可以表现出在对应于20%所述最大载荷的伸长下50%或更大，优选52%或更大，更优选54%或更大的回复功比。聚酯纤维还可以表现出在对应于30%所述最大载荷的伸长下40%或更大,优选41%或更大,更优选42%或更大的回复功比。由于这种高弹性回复率(回复功比)，聚酯纤维可以解决包含具有高模量和低断裂伸长率的现有纤维的纤维绳所表现出的低耐磨性和劣化的冲击吸收性能的问题，并且可以获得绳的更加改善的冲击吸收性能和延长的使用寿命以及优异的机械性质。此时，聚酯纤维的弹性回复率(回复功比)可以是拉伸测试所获得的应力-伸长率图中回复功对总功的百分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宁照，金基雄，安秉煜，李相牧，李英洙，
申请(专利权)人：可隆工业株式会社，
类型：
国别省市：