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一種改性聚酯纖維及其制備方法與流程

文檔序號:11147731閱讀:685來源:國知局

本發明涉及化纖領域,具體地說,涉及一種改性聚酯纖維及其制備方法。



背景技術:

聚酯纖維是當前合成纖維的第一大品種,它具有高度立體規整的大分子鏈結構以及高結晶度和取向度的凝聚態結構,這些結構特點賦予了聚酯纖維良好的物理和機械性能、耐化學腐燭、抗微生物侵蝕等性能優點,但也帶來了聚酯纖維不易染色等性能缺陷。盡管聚酯纖維中含有能與分散染料分子形成氫鍵的酯基,由于其結構特點,染料分子只有在高溫、高壓條件下才能進入纖維內部上染。

目前大部分廠家采用高溫高壓染色方法對聚酯纖維織物進行染色,此方法不但條件苛刻、污染設備及工作環境、能耗高,而且會對與聚酯纖維混用或混紡的不耐高溫的棉、羊毛、真絲等天然纖維以及氨綸等彈性纖維造成較大的損傷。因此,為了進一步擴大聚酯纖維的應用領域,需開發分散染料常壓可染聚酯纖維以滿足市場的需求。

申請號為201110385779.4的中國專利公開了一種常溫常壓分散可染改性聚酯纖維,該聚酯纖維中含有占總二元酸結構單元5~10mol%的帶側鏈且碳原子數為6以下的脂肪族二元醇結構單元,占聚酯纖維1~5wt%的聚乙二醇結構單元,占聚酯纖維0.01~0.50wt%的受阻酚類抗氧劑。所述聚酯纖維不僅具有常溫常壓下分散可染的特點,還具有較高的耐熱性及抗黃變特性能。但是該專利的技術方案使用聚乙二醇與含側基二元醇改性聚酯共聚后產生的纖維破壞了聚酯鏈段的規整性,影響了所得產品的尺寸穩定性。

申請號為201010220511.6的中國專利公開了一種低溫可染聚酯及其用途,由按重量百分比計1~35%的可染聚酯和65~99%的聚酯基料熔融共混后酯交換制得;其中,構成可染聚酯的二元醇主要成分為具有以下式(1)所示結構的脂肪族二元醇結構單元:HO-(XO)a-M-O-(YO)b-H式(1);該發明的聚酯可通過公知的方法做成纖維,進而形成織物,制得的成品在常溫常壓下針對分散染料具有良好的染色性,降低了高溫高壓染色帶來的高額設備投資,而且使用熔融共混法避免了在縮聚過程中因為具有式(1)結構的共聚二元醇的揮發而造成的C2-4二元醇回收工序的再投資。該專利所述可染聚酯中占主要成分的聚酯基料為沒有經過改性的普通聚酯材料,雖然采用共混的方式將普通聚酯基料和二元醇改性聚酯制成纖維,但由于規整的聚酯鏈段存在會影響產品整體可染性。

有鑒于此,特提出本發明。



技術實現要素:

本發明旨在提供一種改性聚酯纖維及其制備方法,采用含側基二元醇改性聚酯作為主要成分,輔以結晶促進劑生成聚酯纖維,并且提供了相應的制備方法,以獲得可以常溫常壓進行染色并且具有良好尺寸穩定性的聚酯纖維。

為達到上述目的,具體采用如下技術方案:

一種改性聚酯纖維,包括共聚酯和結晶促進劑,所述改性聚酯纖維由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%結晶促進劑共混紡絲而成;所述共聚酯中含有碳原子數不大于8的含側基脂肪族二元醇。

含側基脂肪族二元醇的側基取代基的位阻效應,可調節共聚酯的結晶區和非晶區的形態,使結晶區部分微晶化、使得共聚酯的結構更加疏松,染料分子能夠更容易的滲透進纖維中,從而賦予了共聚酯纖維分散染料常壓可染的性能。

此外,本發明的共聚酯與結晶促進劑共混熔融的過程時間短,因此期間酯交換反應影響甚微,不會對纖維的結晶性能產生影響。

本發明的進一步方案是:所述結晶改性劑為聚醚酯。

本發明的進一步方案是:所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段構成,所述聚醚嵌段占聚醚酯總質量的20~90wt%,優選為40~70wt%,更優選40wt%。

本發明的進一步方案是:所述聚醚嵌段為數均分子量均在1000~10000范圍的聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的至少一種,優選的聚醚嵌段為聚乙二醇或聚丁二醇;

聚醚嵌段的優選數均分子量范圍為4000~8000,更優選的數均分子量為4000;

所述聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯中的至少一種,優選的聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯

聚醚酯的柔性聚醚鏈段可以起到內增塑的作用,降低共聚酯大分子鏈形成折迭鏈時所需克服的能壘,有利于微晶的生長,提高共聚酯在纖維加工成型過程中的結晶能力,從而改善纖維的尺寸穩定性。此外,聚醚酯相比于聚醚作為結晶促進劑,由于聚醚酯分子鏈中聚酯嵌段的存在,消除了聚醚鏈段在紡絲組件內產生滑移的誘引因素,從而使紡絲過程具有良好的穩定性。

本發明的進一步方案是:所述碳原子數不大于8的含側基脂肪族二元醇與共聚酯所含二元酸的摩爾比為0.15~1:5,優選的摩爾比為0.15~0.5:5,更優選的摩爾比為0.15:5。

該碳原子數為8以下的含側基脂肪族二元醇占共聚酯總二元酸總量的3~20mol%,含側基二元醇含量低于3mol%時,制得的共聚酯纖維的染色性能達不到分散染料常壓可染的效果;含側基二元醇含量高于20mol%時,制得的共聚酯纖維易因上染速率過快而產生染斑且染色牢度較低達不到后道應用的要求。

本發明的進一步方案是:所述碳原子數不大于8的含側基脂肪族二元醇為1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或三甲基戊二醇中的至少一種。

本發明還提供了一種改性聚酯纖維的制備方法,所述制備方法包括如下步驟:

(1)將共聚酯與結晶促進劑按所述重量配比混合,形成共混物;

(2)將步驟(1)所得的共混物在230~290℃溫度下熔融,優選溫度為260~280℃;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物進行紡絲制得成品。

在上述熔融溫度和結晶促進劑添加比例下,改性聚酯熔體具有良好的紡絲性能。改性聚酯熔體進行紡絲后,通過對牽伸、卷繞工藝進行調整,能夠制備出不同類型的纖維,比如短纖維、全拉伸絲FDY或假捻變形絲DTY。

本發明的進一步方案是:當所述制得的成品為改性聚酯全拉伸絲FDY時,步驟(3)所述紡絲為:紡絲速度為3500~5200m/min,熱輥GR1的速度為600~1800m/min,溫度為60~120℃,熱輥GR2的速度為3550~5250m/min,溫度為110~200℃。

本發明的進一步方案是:當所述制得的成品為改性聚酯假捻變形絲DTY時,步驟(3)所述紡絲為:紡絲速度為2000~4000m/min,制得預取向絲POY,預取向絲POY經過加彈工藝制得假捻變形絲DTY,所述加彈工藝為:加工速度300~1200m/min,拉伸倍數1.3~3倍,變形溫度120~210℃,定型溫度100~200℃,D/Y為1.2~2.5。

本發明的進一步方案是:當所述制得的成品為改性聚酯短纖維時,步驟(3)所述紡絲為:紡絲速度為600~1800m/min,拉伸溫度為50~130℃,一級牽伸倍率為2~4倍,二級牽伸倍率為1.05~2倍,卷曲溫度為60~130℃,定型溫度為80~200℃。

本發明的有益效果為:

1.本發明提供的改性聚酯纖維由于采用了共聚酯作為主要成分,具有良好的分散染料常壓可染性,上染率高達85~99%;

2.本發明提供的改性聚酯纖維由于結晶促進劑的存在,具有優良的尺寸穩定性,成品的沸水收縮率僅為1~8%;

3.本發明提供的改性聚酯纖維由于上染率高,減少了污染因子的排放,因此本發明的改性聚酯纖維具有優異的低碳環保性能,可節約成本提高生產率。

具體實施方式

下面給出實施例對本發明進行進一步說明,有必要指出的是以下實施例不能理解為對本發明保護范圍的限定,該領域的技術熟練人員根據上述發明內容對本發明做出的一些非本質的改進和調整仍屬于本發明的保護范圍。

實施例1

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的40wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比95:5均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在270℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1200m/min、溫度為80℃,熱輥GR2的速度為4250m/min、溫度為130℃。

該纖維的線密度為1.0dtex,斷裂強度4.2cN/dtex,斷裂伸長38%,常壓下分散染料上染率為95%,沸水收縮率為3.5%。

實施例2

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量6000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的50wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比95:5均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在280℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1800m/min、溫度為90℃,熱輥GR2的速度為5250m/min、溫度為160℃。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度4.8cN/dtex,斷裂伸長10%,常壓下分散染料上染率為85%,沸水收縮率為1%。

實施例3

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.75:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量6000的聚丙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的60wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比90:10均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在260℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1800m/min、溫度為90℃,熱輥GR2的速度為5250m/min、溫度為160℃。

該纖維的線密度為2.0dtex,斷裂強度3.4cN/dtex,斷裂伸長40%,常壓下分散染料上染率為97%,沸水收縮率為6.3%。

實施例4

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成,3-甲基-1,5-戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.25:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量10000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的90wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比99:1均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在290℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度3500m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度600m/min、溫度為120℃,熱輥GR2的速度為3550m/min、溫度為200℃。

該纖維的線密度為0.5dtex,斷裂強度4.8cN/dtex,斷裂伸長10%,常壓下分散染料上染率為89%,沸水收縮率為3.2%。

實施例5

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸,1,2-丙二醇和甲基丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇,甲基丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.15:0.35:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量1000的聚丙二醇和數均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯,其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯總量的10wt%,聚乙二醇嵌段占聚醚酯總量的30wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比95:5均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在270℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1200m/min、溫度為80℃,熱輥GR2的速度為4250m/min、溫度為130℃。

該纖維的線密度為1.0dtex,斷裂強度4.0cN/dtex,斷裂伸長42%,常壓下分散染料上染率為94%,沸水收縮率為4.3%。

實施例6

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與新戊二醇聚合而成,新戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的70wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比97:3均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在275℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度3000m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為600m/min、牽伸倍率為1.6倍、變形溫度為180℃、D/Y為1.8;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為160℃;最后以卷繞速度960m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為1.5dtex,斷裂強度3.4cN/dtex,斷裂伸長35%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為5.1%。

實施例7

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成,2-甲基-1,3-丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為1:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的60wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比92:8均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在230℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度2000m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為300m/min、牽伸倍率為3倍、變形溫度為120℃、D/Y為2.5;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為100℃;最后以卷繞速度900m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度3.0cN/dtex,斷裂伸長45%,常壓下分散染料上染率為99%,沸水收縮率為7.9%。

實施例8

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與2-甲基-2,4-戊二醇聚合而成,2-甲基-2,4-戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.3:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的20wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比94:6均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在265℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度2800m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為800m/min、牽伸倍率為2.0倍、變形溫度為210℃、D/Y為2.5;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為200℃;最后以卷繞速度1600m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為0.8dtex,斷裂強度3.2cN/dtex,斷裂伸長30%,常壓下分散染料上染率為93%,沸水收縮率為4.3%。

實施例9

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的40wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比96:4均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在275℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度4000m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為1200m/min、牽伸倍率為1.3倍、變形溫度為160℃、D/Y為1.2;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為140℃;最后以卷繞速度1560m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為2.0dtex,斷裂強度3.6cN/dtex,斷裂伸長40%,常壓下分散染料上染率為95%,沸水收縮率為5.5%。

實施例10

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成,3-甲基-1,5-戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.75:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的20wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比90:10均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在245℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度2600m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為800m/min、牽伸倍率為1.8倍、變形溫度為140℃、D/Y為1.6;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為120℃;最后以卷繞速度1440m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度2.8cN/dtex,斷裂伸長50%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為7.6%。

實施例11

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸,1,2-丙二醇和新戊二醇聚合而成,1,2-丙二醇,新戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.2:0.3:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量4000的聚乙二醇和數均分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯,其中聚乙二醇嵌段占聚醚酯總量的20wt%,聚丁二醇嵌段占聚醚酯總量的50wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比97:3均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在275℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度3000m/min,得到改性聚酯預取向絲POY。將預取向絲POY在加彈機上進行牽伸變形加工,其加工速度為600m/min、牽伸倍率為1.6倍、變形溫度為180℃、D/Y為1.8;進一步在定型箱中定型,其中定型箱溫度為160℃;最后以卷繞速度960m/min卷裝,得到改性聚酯假捻變形絲DTY。

該纖維的線密度為1.5dtex,斷裂強度3.3cN/dtex,斷裂伸長37%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為6.7%。

實施例12

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇與對苯二甲酸的摩爾比為1:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的40wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比90:10均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在250℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度600m/min,得到改性聚酯初生絲UDY。將初生絲UDY在50℃進行一級牽伸,牽伸倍數4倍;在70℃進行二級牽伸,牽伸倍數1.1倍,之后將纖維在60℃進行卷曲。然后在80℃進行定型,定型后的纖維在切斷機上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纖維。

該纖維的線密度為1.5dtex,斷裂強度3.0cN/dtex,斷裂伸長28%,常壓下分散染料上染率為99%,沸水收縮率為8.0%。

實施例13

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與新戊二醇聚合而成,新戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.25:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸乙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的20wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比95:5均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在285℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度1800m/min,得到改性聚酯初生絲UDY。將初生絲UDY在75℃進行一級牽伸,牽伸倍數3倍;在130℃進行二級牽伸,牽伸倍數1.2倍,之后將纖維在130℃進行卷曲。然后在200℃進行定型,定型后的纖維在切斷機上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纖維。

該纖維的線密度為4.0dtex,斷裂強度4.4cN/dtex,斷裂伸長50%,常壓下分散染料上染率為88%,沸水收縮率為5.4%。

實施例14

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成,2-甲基-1,3-丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.4:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量1000的聚丙二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丙二醇酯,其中聚醚嵌段占聚醚酯總量的30wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比90:10均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在285℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度1200m/min,得到改性聚酯初生絲UDY。將初生絲UDY在65℃進行一級牽伸,牽伸倍數2.8倍;在85℃進行二級牽伸,牽伸倍數1.4倍,之后將纖維在100℃進行卷曲。然后在130℃進行定型,定型后的纖維在切斷機上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纖維。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度4.0cN/dtex,斷裂伸長38%,常壓下分散染料上染率為92%,沸水收縮率為6.1%。

實施例15

本實施例中,共聚酯由對苯二甲酸與1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇與對苯二甲酸的摩爾比為1:5;結晶促進劑聚醚酯的聚醚嵌段為數均分子量2000的聚丙二醇和數均分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對苯二甲酸丁二醇酯,其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯總量的20wt%,聚丁二醇嵌段占聚醚酯總量的20wt%,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比90:10均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在250℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度600m/min,得到改性聚酯初生絲UDY。將初生絲UDY在50℃進行一級牽伸,牽伸倍數4倍;在70℃進行二級牽伸,牽伸倍數1.1倍,之后將纖維在60℃進行卷曲。然后在80℃進行定型,定型后的纖維在切斷機上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纖維。

該纖維的線密度為1.5dtex,斷裂強度3.0cN/dtex,斷裂伸長29%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為8.3%。

對比例1

本對比例中,共聚酯由對苯二甲酸與甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;未添加結晶促進劑,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯切片在270℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(2)將步驟(1)中熔融后的共聚酯送入紡絲組件,卷繞速度4200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1200m/min、溫度為80℃,熱輥GR2的速度為4250m/min、溫度為130℃。

該纖維的線密度為1.0dtex,斷裂強度4.1cN/dtex,斷裂伸長36%,常壓下分散染料上染率為89%,沸水收縮率為11.3%。

對比例2

本對比例中,共聚酯由對苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;未添加結晶促進劑,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯切片在270℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(2)將步驟(1)中熔融后的共聚酯送入紡絲組件,卷繞速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1800m/min、溫度為90℃,熱輥GR2的速度為5250m/min、溫度為160℃。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度4.6cN/dtex,斷裂伸長10%,常壓下分散染料上染率為70%,沸水收縮率為9.4%。

對比例3

本對比例中,共聚酯由對苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;添加聚乙二醇(聚醚)作為結晶促進劑,使用以上材料按如下步驟進行制備:

(1)將共聚酯與結晶促進劑以質量比95:5均勻混合,形成共混切片;

(2)將步驟(1)中的共混切片在280℃溫度下經螺桿擠出機熔融;

(3)將步驟(2)中熔融后的共混物送入紡絲組件,卷繞速度5200m/min,得到改性聚酯全拉伸絲FDY。其中,熱輥GR1的速度1800m/min、溫度為90℃,熱輥GR2的速度為5250m/min、溫度為160℃。

該纖維的線密度為3.0dtex,斷裂強度4.5cN/dtex,斷裂伸長12%,常壓下分散染料上染率為76%,沸水收縮率為8.9%。

為了進一步說明本發明的有益效果以下將對實施例1~15和對比例1~3所制備纖維的性能進行測試,測試項目如下:線密度(dtex),測試方法:短纖維參照GB/T 14335-2008,長絲參照GB/T 14343-2008;斷裂強度(cN/dtex)和斷裂伸長(%),測試方法:短纖維參照GB/T 14337-2008,長絲參照GB/T14344-2008;沸水收縮率(%):參照GB/T 6505-2008;上染率(%),測試方法:參照GB/T 23976.1-2009。

測試結果見表1。

表1實施例1~15和對比例1~3所制備纖維的性能測試結果

由表1可知,實施例1~15所制備的纖維均具有良好分散染料常壓染色性能和尺寸穩定性能。對比例1~2所制備的纖維的分散染料常壓染色性能和尺寸穩定性能均明顯差于實施例1~2所制備的纖維,而在實施例2的基礎上僅添加了聚乙二醇作為結晶促進劑的對比例3與實施例2相比,在分散染料常壓染色性能和尺寸穩定性上均不如使用了聚醚酯作為結晶促進劑的實施例2,究其原因,是由于結晶促進劑聚醚酯的柔性聚醚鏈段起到了內增塑的作用,降低共聚酯大分子鏈形成折迭鏈時所需克服的能壘,利于微晶的生長,提高了共聚酯在纖維加工成型過程中的結晶能力,從而改善纖維的尺寸穩定性。此外,結晶促進劑聚醚酯的內增塑作用,可有效促進分散染料向纖維內部擴散,提高共聚酯纖維的分散染料常壓染色性能。

以上對本發明做了詳盡的描述,其目的在于讓熟悉本領域的技術人員能夠了解本發明的內容并加以實施,并不能以此限制本發明的保護范圍,凡根據本發明的精神實質所做的等效變化或修飾,都應涵蓋在本發明的保護范圍內。

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