本發明屬于纖維材料領域，具體涉及一種自卷曲尼龍長絲及其制備方法。
背景技術：
三維卷曲纖維的誕生源于人們在系統分析羊毛卷曲性能獲得的原理基礎上提出的基于仿生科學的一種差別化纖維產品，這類卷曲纖維具有類似于羊毛優異的保暖性、回彈性、手感、蓬松性。這類纖維可以單獨使用，也可以復合組分的形式與其他的材料配合使用制備具有一定復合結構的材料，可廣泛用于紡織、服裝、裝飾、隔音、過濾等各種領域。最早三維自卷曲纖維是杜邦在上個世紀60年代推出的基于聚丙烯的自卷曲纖維，瑞士也在上個世紀八十年代申請了自卷曲纖維的專利。近年來，韓國、日本，以及中國臺灣地區也申請了相關制備自卷曲的專利。但是目前成熟的產品代表是杜邦以PET、PTT為主要成分制備的自卷曲纖維滌綸T-400。
通常，制備具有卷曲結構短纖維的方式主要包括三類：(1)將未定型的纖維用高溫高壓熱空氣吹入放射形縫隙的噴嘴，使纖維嵌人縫隙并完成定型工序，當已形成一定卷曲的纖維從噴嘴出來時便呈現出一定的三維卷曲狀；(2)將高溫、高壓蒸汽流吹入卷曲器內，使卷曲器內的絲束發生振動和折疊而形成三維卷曲纖維；(3)機械推壓法得到二維鋸齒形卷曲纖維。而制備具有卷曲結構長絲的制備方法主要是將纖維環繞在熱錠上，纖維將扭曲并受熱定型，從而形成一定的卷曲結構。
上述所有制備具有一定卷曲結構纖維其卷曲是在纖維成型后通過特殊工藝獲得，從而導致這種卷曲結構并不具有持久性，且在外力作用下很容易失去卷曲狀態及相應的卷曲彈性。
而具有自卷曲長絲纖維制備的方法是通過改變紡絲中聚合物細流中的內容結構狀態及組成，通過控制一定的不對稱結構因素，并在后加工中使得這部分不對稱因素呈現出來形成內在自發的穩定卷曲結構。通常所采用的方法包括：雙組分復合法、不對稱截面法、控制噴噴絲板結構與紡絲工藝方法。
雙組份復合法是將兩種聚合物紡成并列型復合纖維。由于不同組分的熱收縮率存在著差異，在紡絲及后加工過程中產生了三維卷曲效果。常用的有并列結構和偏心結構，所獲得的卷曲包括z字形或螺旋形。這種方法采用的聚合物大都是PET、PTT、PBT等單一聚合物之間的復合。
不對稱截面法是設計一種具有特殊截面形狀的纖維，其截面為四分之三個圓，采用改法獲得的纖維也稱為Packman纖維。未經拉伸處理的Packman纖維有輕微的起伏或波浪形，當這種纖維受到熱或機械作用后，就會立即形成三維螺旋卷曲的形狀。其卷曲效果與并列雙組分纖維非常相似。其形成原理是成型中殘留在纖維中的內應力。
噴絲板結構與紡絲工藝是使熔體在毛細管流動中產生湍流，在擠出噴絲板時熔體兩側應力不同。當外力作用和松弛處理后，潛在的卷曲就顯現出來。該工藝的關鍵在于紡絲組件及噴絲板設計。
技術實現要素：
為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種自卷曲尼龍長絲。
本發明的另一目的在于提供上述自卷曲尼龍長絲的制備方法。
本發明目的通過以下技術方案實現：
一種自卷曲尼龍長絲，通過尼龍均聚物和尼龍共聚物形成共混結構或者復合結構，并在濕熱環境下通過收縮性的不同形成永久性的卷曲結構。
優選地，所述尼龍均聚物和尼龍共聚物的聚合鏈段結構簡式為-NH(CH2)xCO-或-NH(CH2)xNHCO-(CH2)yCO-，其中x，y為2～20的整數。
優選地，所述尼龍共聚物中共聚單體的一種與尼龍均聚物相同。
優選地，所述尼龍均聚物選自尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1010中的一種；所述尼龍共聚物選自尼龍6、尼龍66、尼龍10、尼龍12、尼龍1010中聚合單體至少兩種的共聚物。
優選地，所述尼龍均聚物和尼龍共聚物的相對粘度為2.0～4.0，尼龍均聚物與尼龍共聚物的熔體表觀粘度比為1:(1～3)。
優選地，所述共混結構中尼龍均聚物與尼龍共聚物的重量比為(30～70):(70～30)；所述復合結構中尼龍均聚物與尼龍共聚物的重量比為(20～80):(80～20)。
上述自卷曲尼龍長絲的制備方法，包括如下制備步驟：
將尼龍均聚物和尼龍共聚物通過共混紡絲或復合紡絲，得到FDY(全拉伸絲)長絲，然后將該長絲在收卷前或者收卷后采用溫度為50～70℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，得到具有永久性卷曲結構的自卷曲尼龍長絲。
所述共混紡絲的步驟為：將尼龍均聚物和尼龍共聚物干燥后共混，采用傳統紡絲設備進行紡絲成型制備FDY長絲，其中尼龍均聚物與尼龍共聚物的重量比為(30～70):(70～30)。
所述復合紡絲的步驟為：將尼龍均聚物和尼龍共聚物分別干燥后進入各自的熔融螺桿，并采用復合紡絲組件制備復合FDY長絲，其中尼龍均聚物與尼龍共聚物的重量比為(20～80):(80～20)。所述復合紡絲組件為并列型或者偏心型，當采用并列型時并列面為直線或者為非直線結構，其中非直線結構為增加兩種組分間的接觸面積。
本發明的制備方法及所得到的產物具有如下優點及有益效果：
(1)本發明采用共混紡絲或復合紡絲方法，通過控制具有部分相容尼龍聚合物之間對熱和熱水收縮率的差異，得到具有自卷曲性能的尼龍長絲纖維產品；
(2)本發明所得尼龍長絲自形成的卷曲結構不僅具有優異的3D卷曲結構，同時卷曲穩定性高；
(3)本發明通過單組分尼龍均聚物和尼龍共聚物配合使用，利用低成本的含濕控制制備自卷曲長絲纖維，相對于傳統沸水收縮和不均勻冷卻，從原材料選擇、結構設計以及能耗控制方面都具有創新性，同時極大豐富了尼龍長絲產品的種類和應用范圍。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1
以尼龍6和共聚尼龍6/66為原材料，其中尼龍6的相對粘度為2.4，共聚尼龍的粘度為3.0。將兩種聚合物干燥后共混，采用傳統紡絲設備進行紡絲成型制備FDY長絲。該長絲在收卷后采用溫度為60℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，從而獲得一定的卷曲結構。紡絲溫度設定后共混體系兩種組分的熔體表觀粘度比為1:1.6。共混結構組成尼龍6:共聚尼龍6/66的重量比為40:60。采用該種方法獲得的新型3D自卷曲尼龍長絲具有永久的卷曲結構。
實施例2
以尼龍6和共聚尼龍6/66/10為原材料，其中尼龍6的相對粘度為2.4，共聚尼龍的粘度為3.4。將兩種聚合物干燥后共混，采用傳統紡絲設備進行紡絲成型制備FDY長絲。該長絲在收卷后采用溫度為50℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，從而獲得一定的卷曲結構。紡絲溫度設定后共混體系兩種組分的熔體表觀粘度比為1:3。共混結構組成尼龍6:共聚尼龍6/66/10的重量比為60:40。采用該種方法獲得的新型3D自卷曲尼龍長絲具有永久的卷曲結構。
實施例3
選取尼龍66和共聚尼龍66/12為原材料，其中尼龍66的相對粘度為2.2，共聚尼龍的粘度為2.8。將兩種聚合物分別干燥后進入各自的熔融螺桿，并采用復合紡絲組件制備復合FDY長絲。該長絲在收卷前采用溫度為70℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，從而獲得一定的卷曲結構。所選取的尼龍66和共聚尼龍66/12兩種組分在復合時的熔體表觀粘度比為1:3。復合紡絲組成尼龍66:共聚尼龍66/12的重量比為50:50。該復合紡絲組件為并列型，所獲得纖維截面為并列型，并列面為直線。采用該種方法獲得的新型3D自卷曲尼龍長絲具有永久的卷曲結構。
實施例4
選取尼龍12和共聚尼龍6/12/1010為原材料，其中尼龍12的相對粘度為2.8，共聚尼龍的粘度為2.0。將兩種聚合物分別干燥后進入各自的熔融螺桿，并采用復合紡絲組件制備復合FDY長絲。該長絲在收卷前采用溫度為50℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，從而獲得一定的卷曲結構。所選取的尼龍12和共聚尼龍6/12/1010兩種組分在復合時的熔體表觀粘度比為1:1。復合紡絲組成尼龍12:共聚尼龍6/12/1010的重量比為80:20。該復合紡絲組件為偏芯型，所獲得纖維截面為偏芯型。采用該種方法獲得的新型3D自卷曲尼龍長絲具有永久的卷曲結構。
實施例5
選取尼龍1010和共聚尼龍6/66/1010，其中尼龍12的相對粘度為2.2，共聚尼龍的粘度為3.5。將兩種聚合物分別干燥后進入各自的熔融螺桿，并采用復合紡絲組件制備復合FDY長絲。該長絲在收卷前采用溫度為70℃的濕熱空氣進行處理，并隨后干燥，從而獲得一定的卷曲結構。所選取的尼龍1010和共聚尼龍6/66/1010兩種組分在復合時的熔體表觀粘度比為1:2.5。復合紡絲組成尼龍1010:共聚尼龍6/66/1010的重量比為65:35。該復合紡絲組件為并列型，所獲得纖維截面為并列型，并列面為Z型非直線型。采用該種方法獲得的新型3D自卷曲尼龍長絲具有永久的卷曲結構。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。