一种改性中高强度PET纤维的制备方法.pdf

本发明涉及一种改性中高强度PET纤维的制备方法，其包括以下步骤：(1)在PET切片中共混入扩链剂，制成共混物；(2)对共混物进行熔融纺丝；所述扩链剂选自2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)、聚碳化二亚胺、1，3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、亚磷酸三苯酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种的混合物。本方法获得的PET纤维的单丝强度5.2～6.5cN/dtex，单丝纤度≤2.8dtex，力学性能显著提高且可纺性能良好。

权利要求书
1.  一种改性中高强度PET纤维的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤：
(1)在PET切片中共混入扩链剂，制成共混物；
(2)对共混物进行熔融纺丝；
所述扩链剂选自2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2-恶唑啉)、聚碳 化二亚胺、1，3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑啉)、2,2-双 (5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、亚磷酸三苯酯、 甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种的混合物。

2.  如权利要求1所述改性中高强度PET纤维的制备方法，其特 征在于：所述扩链剂的添加量为0.02％～1％质量百分数。

3.  如权利要求2所述改性中高强度PET纤维的制备方法，其特 征在于：所述扩链剂的添加量为0.1％～0.8％质量百分数。

4.  如权利要求1所述改性中高强度PET纤维的制备方法，其特 征在于：所述熔融纺丝采用高速纺丝拉伸一步法；所述高速纺丝拉 伸一步法的纺丝速度为2000～4500m/min；纺丝温度为290～300℃。

5.  如权利要求1-4中任一项所述改性中高强度PET纤维的制备 方法，其特征在于：所述的扩链剂由下述重量份的组分组成：2,2'-(1,3- 亚苯基)-二恶唑啉20-40份、亚磷酸三苯酯10-20份、甲苯-2,4-二异 氰酸酯10-20份。

6.  如权利要求5所述改性中高强度PET纤维的制备方法，其特 征在于：所述2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的加入量为亚磷酸三苯酯与 甲苯-2,4-二异氰酸酯的加和。

7.  权利要求1-6中任一项所述改性中高强度PET纤维的制备方 法制成的改性中高强度PET纤维。

说明书一种改性中高强度PET纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及纤维合成技术领域，具体涉及一种改性中高强度PET 纤维的制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维，又称涤纶，是一种性能优异 的纤维材料，在所有的化纤产品中产量第一，其结晶熔点265℃,玻 璃化转变温度75℃，是通用纤维制品的首选原料，应用范围非常广 泛，主要用于服装、玩具、家用纺织品、汽车等领域。
PET纤维主要分为普通涤纶和涤纶工业丝。涤纶工业丝强度一 般高于8cN/dtex，但是其单丝纤度较高，可纺性能较差；而普通涤纶 的强度一般不高于4.2cN/dtex，可纺性较好。
目前在使用传统纺丝机生产普通涤纶PET纤维的过程中，由于 纺丝熔体停留时间长，需要将熔体粘度控制在较低水平，这使普通 增粘切片在纺丝过程中降解迅速，导致生产出的PET纤维综合力学 性能不足，无法制备得到强度高于4.2cN/dtex，单丝纤度小于3dtex 的高强度纤维制品。
而在实际生产中，部分纺织品对于强度4.5～6cN/dtex，单丝纤 度<3dtex，可防性能强的纤维产品存在需求，而目前市面上相关的产 品存在空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性中高强度PET纤维的制备方 法，改善传统纺丝机加工过程中PET降解导致的纤维力学性能下降， 并保有良好的可纺性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改性中高强度PET纤维的制备方法，包括：
在PET切片中共混入扩链剂，作为共混物；以及
将上述共混物进行熔融纺丝。
进一步地，所述的扩链剂选自：2,2'-双(2-恶唑啉)、1,3-苯撑-双(2- 恶唑啉)、聚碳化二亚胺、1，3-双(2-恶唑啉基)苯、1,4-双(2-恶唑 啉)、2,2-双(5,6-2H-4H-1,3-噁嗪)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、亚磷 酸三苯酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种的混合物。
进一步地，所述的扩链剂由下述重量份的组分组成：2,2'-(1,3- 亚苯基)-二恶唑啉20-40份、亚磷酸三苯酯10-20份、甲苯-2,4-二异 氰酸酯10-20份。
更优选地，所述2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的加入量为亚磷酸三 苯酯与甲苯-2,4-二异氰酸酯的加和。
进一步地，所述扩链剂的添加量为0.02％～1％质量百分数，更 优选为0.1～0.8％。
进一步地，所述熔融纺丝采用高速纺丝拉伸一步法。
进一步地，所述高速纺丝拉伸一步法的纺丝速度为2000～ 4500m/min。
进一步地，纺丝温度为290～300℃。
进一步地，在加料时通过混合机进行混料加入所述扩链剂，混 合时间为5-20分钟。
进一步地，混合完成后，通过送料装置，将上述混合好的物料 送入纺丝机料仓，干燥，然后通过纺丝机制备。
进一步地，在纺丝时通过单独计量喂料的方式加入所述扩链剂。
进一步地，通过侧喂料器进行所述单独计量喂料。
本发明还提供了根据所述制备方法制成的改性中高强度PET纤 维。
本发明中，
2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉，CAS号：34052-90-9；
亚磷酸三苯酯，CAS号：101-02-0；
甲苯-2,4-二异氰酸酯，CAS号：584-84-9。
由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
(1)采用本发明所述方法获得的PET纤维，其单丝强度在5.2～ 6.5cN/dtex，力学性能显著提高，同时其单丝纤度<2.8dtex，可纺性能 良好，满足市场需求。
(2)本方法采用传统的涤纶纺丝机即可实现，不必对加工设备 进行改造，简便易行，成本低廉。
具体实施方式
为使本发明之上述及其它目的和优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例作详细说明如下。应当理解，其目的仅在于更好理解本 发明，而非限制本发明的保护范围。
以下所述的百分数除特别指出以外，均为质量百分数。
实施例1
按照表1中实施例1数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，将制好的复配扩链剂与PET切片在混合机中混合均匀，复配 扩链剂占PET切片的质量百分比为0.6％，混合时间为10分钟，采 用传统纺丝机进行纺丝，纺丝温度(纺丝机喷丝头温度)290℃，纺 丝速度4000m/min，制备得到150d/144f涤纶长丝束，单丝强度 6.5cN/dtex，单丝纤度为2.6dtex，断裂伸长率142％。
实施例2
按照表1中实施例2数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，按照实施例1的方法进行纺丝，制备得到150d/144f涤纶长丝 束，单丝强度6.1cN/dtex，单丝纤度为2.8dtex，断裂伸长率135％。
实施例3
按照表1中实施例3数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，按照实施例1的方法进行纺丝，制备得到150d/144f涤纶长丝 束，单丝强度5.9cN/dtex，单丝纤度为2.7dtex，断裂伸长率132％。
实施例4
按照表1中实施例4数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，按照实施例1的方法进行纺丝，制备得到150d/144f涤纶长丝 束，单丝强度5.7cN/dtex，单丝纤度为2.8dtex，断裂伸长率128％。
实施例5
按照表1中实施例5数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，按照实施例1的方法进行纺丝，制备得到150d/144f涤纶长丝 束，单丝强度5.2cN/dtex，单丝纤度为2.6dtex，断裂伸长率119％。
实施例6
按照表1中实施例6数据称取各组分，混合均匀，制成复配扩 链剂，按照实施例1的方法进行纺丝，制备得到150d/144f涤纶长丝 束，单丝强度5.5cN/dtex，单丝纤度为2.8dtex，断裂伸长率125％。
表1：实施例1-6扩链剂组分表     单位：重量份
  2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉 亚磷酸三苯酯 甲苯-2,4-二异氰酸酯 实施例1 30 15 15 实施例2 20 20 20 实施例3 40 10 10 实施例4 / 30 30 实施例5 30 / 30 实施例6 30 30 /
在本发明的上述实施例中，采用高速纺丝拉伸一步法进行熔融 纺丝，即FDY(Fully Drawn Yarn，全拉伸丝)一步拉伸，从喷丝口 至收集辊筒只有一次拉伸。
在本发明的上述实施例中，所获得的改性PET纤维的单丝强度 在5.2～6.5cN/dtex，单丝纤度≤2.8dtex。
尤其是实施例1-3使用了2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、亚磷酸三 苯酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯复配的扩链剂，与实施例4-6相比，在扩 链剂加入总量相同的情况下，得到的单丝强度更高，断裂伸长率更 大，更尤其是实施例1，其2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的加入量为亚 磷酸三苯酯与甲苯-2,4-二异氰酸酯的加和，效果优于实施例2和3。
由上述实施实例可以看出，加入扩链剂所得到的PET纤维的力 学性能有所改进，适用于有一定强度及细度要求的纤维制品。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体 和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指 出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的 前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。