本發(fā)明涉及化纖領(lǐng)域,具體地說(shuō),涉及一種改性聚酯纖維及其制備方法。
背景技術(shù):
聚酯纖維是當(dāng)前合成纖維的第一大品種,它具有高度立體規(guī)整的大分子鏈結(jié)構(gòu)以及高結(jié)晶度和取向度的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了聚酯纖維良好的物理和機(jī)械性能、耐化學(xué)腐燭、抗微生物侵蝕等性能優(yōu)點(diǎn),但也帶來(lái)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(jié)構(gòu)特點(diǎn),染料分子只有在高溫、高壓條件下才能進(jìn)入纖維內(nèi)部上染。
目前大部分廠家采用高溫高壓染色方法對(duì)聚酯纖維織物進(jìn)行染色,此方法不但條件苛刻、污染設(shè)備及工作環(huán)境、能耗高,而且會(huì)對(duì)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(jìn)一步擴(kuò)大聚酯纖維的應(yīng)用領(lǐng)域,需開(kāi)發(fā)分散染料常壓可染聚酯纖維以滿足市場(chǎng)的需求。
申請(qǐng)?zhí)枮?01110385779.4的中國(guó)專利公開(kāi)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(jié)構(gòu)單元5~10mol%的帶側(cè)鏈且碳原子數(shù)為6以下的脂肪族二元醇結(jié)構(gòu)單元,占聚酯纖維1~5wt%的聚乙二醇結(jié)構(gòu)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(diǎn),還具有較高的耐熱性及抗黃變特性能。但是該專利的技術(shù)方案使用聚乙二醇與含側(cè)基二元醇改性聚酯共聚后產(chǎn)生的纖維破壞了聚酯鏈段的規(guī)整性,影響了所得產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。
申請(qǐng)?zhí)枮?01010220511.6的中國(guó)專利公開(kāi)了一種低溫可染聚酯及其用途,由按重量百分比計(jì)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(gòu)成可染聚酯的二元醇主要成分為具有以下式(1)所示結(jié)構(gòu)的脂肪族二元醇結(jié)構(gòu)單元:HO-(XO)a-M-O-(YO)b-H式(1);該發(fā)明的聚酯可通過(guò)公知的方法做成纖維,進(jìn)而形成織物,制得的成品在常溫常壓下針對(duì)分散染料具有良好的染色性,降低了高溫高壓染色帶來(lái)的高額設(shè)備投資,而且使用熔融共混法避免了在縮聚過(guò)程中因?yàn)榫哂惺?1)結(jié)構(gòu)的共聚二元醇的揮發(fā)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(méi)有經(jīng)過(guò)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(guī)整的聚酯鏈段存在會(huì)影響產(chǎn)品整體可染性。
有鑒于此,特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供一種改性聚酯纖維及其制備方法,采用含側(cè)基二元醇改性聚酯作為主要成分,輔以結(jié)晶促進(jìn)劑生成聚酯纖維,并且提供了相應(yīng)的制備方法,以獲得可以常溫常壓進(jìn)行染色并且具有良好尺寸穩(wěn)定性的聚酯纖維。
為達(dá)到上述目的,具體采用如下技術(shù)方案:
一種改性聚酯纖維,包括共聚酯和結(jié)晶促進(jìn)劑,所述改性聚酯纖維由90~99wt%的共聚酯和1~10wt%結(jié)晶促進(jìn)劑共混紡絲而成;所述共聚酯中含有碳原子數(shù)不大于8的含側(cè)基脂肪族二元醇。
含側(cè)基脂肪族二元醇的側(cè)基取代基的位阻效應(yīng),可調(diào)節(jié)共聚酯的結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)的形態(tài),使結(jié)晶區(qū)部分微晶化、使得共聚酯的結(jié)構(gòu)更加疏松,染料分子能夠更容易的滲透進(jìn)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(fā)明的共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑共混熔融的過(guò)程時(shí)間短,因此期間酯交換反應(yīng)影響甚微,不會(huì)對(duì)纖維的結(jié)晶性能產(chǎn)生影響。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:所述結(jié)晶改性劑為聚醚酯。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段構(gòu)成,所述聚醚嵌段占聚醚酯總質(zhì)量的20~90wt%,優(yōu)選為40~70wt%,更優(yōu)選40wt%。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:所述聚醚嵌段為數(shù)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(yōu)選的聚醚嵌段為聚乙二醇或聚丁二醇;
聚醚嵌段的優(yōu)選數(shù)均分子量范圍為4000~8000,更優(yōu)選的數(shù)均分子量為4000;
所述聚酯嵌段為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中的至少一種,優(yōu)選的聚酯嵌段為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯
聚醚酯的柔性聚醚鏈段可以起到內(nèi)增塑的作用,降低共聚酯大分子鏈形成折迭鏈時(shí)所需克服的能壘,有利于微晶的生長(zhǎng),提高共聚酯在纖維加工成型過(guò)程中的結(jié)晶能力,從而改善纖維的尺寸穩(wěn)定性。此外,聚醚酯相比于聚醚作為結(jié)晶促進(jìn)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(nèi)產(chǎn)生滑移的誘引因素,從而使紡絲過(guò)程具有良好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:所述碳原子數(shù)不大于8的含側(cè)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(yōu)選的摩爾比為0.15~0.5:5,更優(yōu)選的摩爾比為0.15:5。
該碳原子數(shù)為8以下的含側(cè)基脂肪族二元醇占共聚酯總二元酸總量的3~20mol%,含側(cè)基二元醇含量低于3mol%時(shí),制得的共聚酯纖維的染色性能達(dá)不到分散染料常壓可染的效果;含側(cè)基二元醇含量高于20mol%時(shí),制得的共聚酯纖維易因上染速率過(guò)快而產(chǎn)生染斑且染色牢度較低達(dá)不到后道應(yīng)用的要求。
本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:所述碳原子數(shù)不大于8的含側(cè)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(fā)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(jié)晶促進(jìn)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(yōu)選溫度為260~280℃;
(3)將步驟(2)中熔融后的共混物進(jìn)行紡絲制得成品。
在上述熔融溫度和結(jié)晶促進(jìn)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(jìn)行紡絲后,通過(guò)對(duì)牽伸、卷繞工藝進(jìn)行調(diào)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(fā)明的進(jìn)一步方案是:當(dāng)所述制得的成品為改性聚酯全拉伸絲FDY時(shí),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(fā)明的進(jìn)一步方案是:當(dāng)所述制得的成品為改性聚酯假捻變形絲DTY時(shí),步驟(3)所述紡絲為:紡絲速度為2000~4000m/min,制得預(yù)取向絲POY,預(yù)取向絲POY經(jīng)過(guò)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(shù)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(fā)明的進(jìn)一步方案是:當(dāng)所述制得的成品為改性聚酯短纖維時(shí),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(jí)牽伸倍率為2~4倍,二級(jí)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(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)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(dá)85~99%;
2.本發(fā)明提供的改性聚酯纖維由于結(jié)晶促進(jìn)劑的存在,具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性,成品的沸水收縮率僅為1~8%;
3.本發(fā)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(fā)明的改性聚酯纖維具有優(yōu)異的低碳環(huán)保性能,可節(jié)約成本提高生產(chǎn)率。
具體實(shí)施方式
下面給出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明,有必要指出的是以下實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定,該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.2cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)38%,常壓下分散染料上染率為95%,沸水收縮率為3.5%。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量6000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.8cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)10%,常壓下分散染料上染率為85%,沸水收縮率為1%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.75:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量6000的聚丙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度3.4cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)40%,常壓下分散染料上染率為97%,沸水收縮率為6.3%。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.25:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量10000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.8cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)10%,常壓下分散染料上染率為89%,沸水收縮率為3.2%。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.15:0.35:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量1000的聚丙二醇和數(shù)均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.0cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)42%,常壓下分散染料上染率為94%,沸水收縮率為4.3%。
實(shí)施例6
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與新戊二醇聚合而成,新戊二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度3.4cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)35%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為5.1%。
實(shí)施例7
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為1:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度3.0cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)45%,常壓下分散染料上染率為99%,沸水收縮率為7.9%。
實(shí)施例8
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.3:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度3.2cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)30%,常壓下分散染料上染率為93%,沸水收縮率為4.3%。
實(shí)施例9
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與1,2-丙二醇聚合而成,1,2-丙二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量4000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度3.6cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)40%,常壓下分散染料上染率為95%,沸水收縮率為5.5%。
實(shí)施例10
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.75:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量6000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度2.8cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)50%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為7.6%。
實(shí)施例11
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.2:0.3:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量4000的聚乙二醇和數(shù)均分子量8000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(yù)取向絲POY。將預(yù)取向絲POY在加彈機(jī)上進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度3.3cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)37%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為6.7%。
實(shí)施例12
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為1:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(jìn)行一級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)4倍;在70℃進(jìn)行二級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)1.1倍,之后將纖維在60℃進(jìn)行卷曲。然后在80℃進(jìn)行定型,定型后的纖維在切斷機(jī)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(qiáng)度3.0cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)28%,常壓下分散染料上染率為99%,沸水收縮率為8.0%。
實(shí)施例13
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與新戊二醇聚合而成,新戊二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.25:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量2000的聚乙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(jìn)行一級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)3倍;在130℃進(jìn)行二級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)1.2倍,之后將纖維在130℃進(jìn)行卷曲。然后在200℃進(jìn)行定型,定型后的纖維在切斷機(jī)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(qiáng)度4.4cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)50%,常壓下分散染料上染率為88%,沸水收縮率為5.4%。
實(shí)施例14
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)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(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.4:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量1000的聚丙二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(jìn)行一級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)2.8倍;在85℃進(jìn)行二級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)1.4倍,之后將纖維在100℃進(jìn)行卷曲。然后在130℃進(jìn)行定型,定型后的纖維在切斷機(jī)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(qiáng)度4.0cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)38%,常壓下分散染料上染率為92%,沸水收縮率為6.1%。
實(shí)施例15
本實(shí)施例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與1,3-丁二醇聚合而成,1,3-丁二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為1:5;結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的聚醚嵌段為數(shù)均分子量2000的聚丙二醇和數(shù)均分子量4000的聚丁二醇,聚酯嵌段為聚對(duì)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(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(jìn)行一級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)4倍;在70℃進(jìn)行二級(jí)牽伸,牽伸倍數(shù)1.1倍,之后將纖維在60℃進(jìn)行卷曲。然后在80℃進(jìn)行定型,定型后的纖維在切斷機(jī)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(qiáng)度3.0cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)29%,常壓下分散染料上染率為98%,沸水收縮率為8.3%。
對(duì)比例1
本對(duì)比例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與甲基丙二醇聚合而成,甲基丙二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.5:5;未添加結(jié)晶促進(jìn)劑,使用以上材料按如下步驟進(jìn)行制備:
(1)將共聚酯切片在270℃溫度下經(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.1cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)36%,常壓下分散染料上染率為89%,沸水收縮率為11.3%。
對(duì)比例2
本對(duì)比例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;未添加結(jié)晶促進(jìn)劑,使用以上材料按如下步驟進(jìn)行制備:
(1)將共聚酯切片在270℃溫度下經(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.6cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)10%,常壓下分散染料上染率為70%,沸水收縮率為9.4%。
對(duì)比例3
本對(duì)比例中,共聚酯由對(duì)苯二甲酸與三甲基戊二醇聚合而成,三甲基戊二醇與對(duì)苯二甲酸的摩爾比為0.15:5;添加聚乙二醇(聚醚)作為結(jié)晶促進(jìn)劑,使用以上材料按如下步驟進(jìn)行制備:
(1)將共聚酯與結(jié)晶促進(jìn)劑以質(zhì)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(jīng)螺桿擠出機(jī)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(qiáng)度4.5cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)12%,常壓下分散染料上染率為76%,沸水收縮率為8.9%。
為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果以下將對(duì)實(shí)施例1~15和對(duì)比例1~3所制備纖維的性能進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試項(xiàng)目如下:線密度(dtex),測(cè)試方法:短纖維參照GB/T 14335-2008,長(zhǎng)絲參照GB/T 14343-2008;斷裂強(qiáng)度(cN/dtex)和斷裂伸長(zhǎng)(%),測(cè)試方法:短纖維參照GB/T 14337-2008,長(zhǎng)絲參照GB/T14344-2008;沸水收縮率(%):參照GB/T 6505-2008;上染率(%),測(cè)試方法:參照GB/T 23976.1-2009。
測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
表1實(shí)施例1~15和對(duì)比例1~3所制備纖維的性能測(cè)試結(jié)果
由表1可知,實(shí)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(wěn)定性能。對(duì)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(wěn)定性能均明顯差于實(shí)施例1~2所制備的纖維,而在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上僅添加了聚乙二醇作為結(jié)晶促進(jìn)劑的對(duì)比例3與實(shí)施例2相比,在分散染料常壓染色性能和尺寸穩(wěn)定性上均不如使用了聚醚酯作為結(jié)晶促進(jìn)劑的實(shí)施例2,究其原因,是由于結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的柔性聚醚鏈段起到了內(nèi)增塑的作用,降低共聚酯大分子鏈形成折迭鏈時(shí)所需克服的能壘,利于微晶的生長(zhǎng),提高了共聚酯在纖維加工成型過(guò)程中的結(jié)晶能力,從而改善纖維的尺寸穩(wěn)定性。此外,結(jié)晶促進(jìn)劑聚醚酯的內(nèi)增塑作用,可有效促進(jìn)分散染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散,提高共聚酯纖維的分散染料常壓染色性能。
以上對(duì)本發(fā)明做了詳盡的描述,其目的在于讓熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。