一种再生低熔点聚酯纤维及其制备方法技术领域
本发明属于再生低熔点聚酯纤维领域,涉及一种再生低熔点聚酯纤维及其制备方
法。
背景技术
当前,非织造布行业发展迅速,尤其是聚酯非织造布行业需要一种熔点比普通聚
酯低、但与普通聚酯有着良好相容性的聚合物作为热粘合纤维,通常我们通过对普通聚酯
的改性来制备低熔点聚酯。
低熔点共聚酯是对普通聚酯进行化学改性而得到的一种熔点较低的聚酯,由于其
结构与普通聚酯的化学结构相似,因此其保留了普通聚酯的部分特性,与普通聚酯具有良
好的相容性。这种改性共聚酯不仅熔点低、流动性较好,并且价格适中,因此用途极为广泛。
低熔点共聚酯可制成皮芯复合纤维,应用于服装、医疗卫生等领域,还可用于与羊
毛混纺改善精纺毛织物的洗可穿性能;特别是低熔点共聚酯纺制的热黏合纤维应用于非织
造布行业中,可使涤纶絮片更为柔软、蓬松。低熔点共聚酯也可以开发成聚酯热熔胶产品,
具有耐水洗、干洗、砂洗的优良性能,易渗胶,剥离强度高,是一种高档黏合原料。此外,低熔
点共聚酯也可用作色母粒、热熔胶,还可以直接应用于建材、涂料等行业。
低熔点聚酯的市场需求量很大,相比于国外,国内低熔点纤维的发展起步较晚,且
品种比较单一,在原料、技术和设备上与国际领先产品还有一定差距,目前国内的大部分产
品还停留在开发阶段,在实现产业化的道路上还面临着诸多困难。一方面现存的低熔点聚
酯的起熔点较高,另一方面它熔融速度慢,极大的影响了低熔点聚酯的使用。
世界资源永远是人类的一大热门话题,节约资源的口号以慢慢深入到人心,再生
料的觉醒也是必然的,人们通过资源的回收利用,才能真正的做到环保节能。再生料最大的
优点就是资源回收利用,虽然它在整体上的性能与属性都不如新料强,但是我们在很多产
品制作方面就没必要使用那种各方面属性和性能都好的材料来制作它,这样浪费了很多很
多没必要的属性,而再生料就不同了,根据不同的需要,只需要加工某个方面的属性,能够
制造出对应的产品即可,这样不会让资源流失。但是由于再生料杂质较多,制得的产品暗淡
无光。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的再生低熔点聚酯纤维的低熔点聚酯起熔点高,熔
融速度慢等问题,实现大规模化的生产,提供一种再生低熔点聚酯纤维及其制备方法。本发
明的再生低熔点聚酯纤维的为皮芯结构,皮层为低熔点聚酯,芯层为再生料,制得的再生低
熔点聚酯纤维的起熔点有所降低且熔融速度加快,在相应温度下立刻熔融,熔融效果好。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的一种再生低熔点聚酯纤维,为皮芯结构;所述皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;所述皮芯结构中的芯层为再生料;所述再生料为瓶片、废丝、泡泡料的再生料;
所述低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段、二甘醇链段和
分子量调节剂链段组成;
所述分子量调节剂链段对应的分子量调节剂具体为一元酸系列或二元酸系列;所
述一元酸为苯甲酸、对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸以及它们所对应的甲酯或乙酯,或者为
饱和脂肪酸以及其所对应的甲酯或乙酯;所述二元酸系列为1,8-萘二甲酸、邻苯二甲酸、1,
2-环戊烷二甲酸或1,2-环己烷二甲酸以及它们所对应的二甲酯或二乙酯;
所述饱和脂肪酸是指碳原子数为9-30的脂肪酸;
其中,间苯二甲酸链段、二甘醇链段的加入破坏分子结构的规整性,从而降低熔
点;分子量调节剂中的一元酸系列的加入减小了低熔点聚酯的分子量,二元酸系列的加入
增加空间位阻效应,邻位上的基团占据了较大的空间位置,阻碍了对羧基碳原子的进攻,不
利于分子量的增长;减小了低熔点聚酯的分子量,拓宽高聚物的分子量分布,当相对分子量
分布变宽时,低熔点聚酯熔体的流动温度下降,这是由于此时分子链发生相对位移的温度
范围变宽,尤其是低相对分子质量组分起到了内增塑的作用,使聚酯熔体开始发生流动的
温度下降,因此使低熔点聚酯能在相应的温度下迅速熔融,提高了低熔点聚酯的熔融性能。
选择碳原子数为9-30的饱和脂肪酸,是因为碳原子数低的饱和脂肪酸的沸点偏低,缩聚时
会脱出,影响其含量的稳定性;碳原子数高的饱和脂肪酸,其羧酸的活性下降,会影响其反
应程度。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维,单丝纤度为1.7~3.3dtex,断裂强度≥
3.30cN/dtex;所述皮芯结构的皮芯面积比为40~60:60~40。
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维,所述低熔点聚酯的熔点在100℃~160℃之
间;在升温速度为5℃/min时,在熔点以上20℃的范围内,低熔点聚酯熔融程度≥67%;所述
低熔点聚酯的数均分子量为22000-38000,所述低熔点聚酯的分子量分布指数D=2.6~
4.4。所述低熔点聚酯的熔点是指其起熔点。
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维,所述分子量调节剂链段中的一元酸链段的
含量为苯二甲酸链段摩尔数的0.01%~0.05%,所述分子量调节剂链段中二元酸链段的含
量为苯二甲酸链段摩尔数的1.5%~3%;所述的苯二甲酸链段为对苯二甲酸链段和间苯二
甲酸链段。
本发明还提供如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法,包括步骤:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和分子量调节剂进行酯化反应;
(2)然后,进行缩聚反应,制得低熔点聚酯;
b)再生料熔融;
将再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料质量比
的0.05%~0.1%。鲜映度是光鲜程度的一种表征方式,硬脂酸锌的加入提高产品颜色的光
鲜程度,硬脂酸锌浮在芯层纤维的表面,能够降低表面的粗糙度,提高表面的鲜映度,所述
鲜映度DOI值85~80;所述鲜映度的测试使通过WGB-4816wave scan DOI检测仪测量芯层纤
维表面。
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以PET为芯层;后纺采用
牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘
醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4~0.6:0.1~0.3:1.8~2.5;
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法,低熔点聚酯聚合的具体步骤
为:
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇和分子量调节剂配成浆料后,进行酯
化反应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为常压~0.3MPa,温度为230℃~250℃,当酯化
反应中的水的馏出量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在260~270℃,反应时间为30~
50分钟;然后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于
100Pa,反应温度控制在275~280℃,反应时间50~90分钟,制得低熔点聚酯。
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法,所述纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层262-275℃,芯层280-288℃,纺丝速度:500-1100m/min;
牵伸采用油浴牵伸,所述油浴的温度为65℃~75℃,牵伸倍数为2.0~2.5倍;
卷曲温度50-60℃,卷曲主压0.4-0.6MPa,卷曲背压0.2-0.4MPa,卷曲数8-13个/
25mm,卷曲度11-13%,干燥温度为65℃~75℃,时间10min~20min。
如上所述的一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法,所述催化剂为三氧化二锑、乙
二醇锑或醋酸锑,催化剂加入量为苯二甲酸总重量的0.01%~0.05%;所述稳定剂为磷酸
三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯,稳定剂加入量为所述苯二甲酸总重量的0.01%~
0.05%。
本发明的原理为:
对于无改性组分,无支链,无分子量调节剂的普通聚酯,其分子链结构是含有苯环
结构的规整的线性大分子,分子链上的官能团排列整齐,规整性好,柔性较差,结晶度高,这
些特性阻碍了熔点的降低,因而熔融温度高。
本发明的再生低熔点聚酯的原料为对苯二甲酸链段和乙二醇链段,在其中加入间
苯二甲酸链段、二甘醇链段、分子量调节剂破坏分子结构,使其从高度有序的规整结构变为
无序的混乱结构,间苯二甲酸链段的加入改变了聚酯不同亚宏观结晶形态之间的比例和尺
寸大小,使聚酯结晶困难,趋向于无定型方式存在;二甘醇链段的加入增加共聚酯大分子链
的柔顺性,降低熔点;分子量调节剂中的一元酸系列的加入减小了低熔点聚酯的分子量,二
元酸系列的加入增加空间位阻效应,邻位上的基团占据了较大的空间位置,阻碍了对羧基
碳原子的进攻,不利于分子量的增长;减小了低熔点聚酯的分子量,拓宽高聚物的分子量分
布,当相对分子量分布变宽时,低熔点聚酯熔体的流动温度下降,这是由于此时分子链发生
相对位移的温度范围变宽,尤其是低相对分子质量组分起到了内增塑的作用,使聚酯熔体
开始发生流动的温度下降,因此使低熔点聚酯能在相应的温度下迅速熔融,提高了低熔点
聚酯的熔融性能,在升温速度5℃/min时,在熔点以上20℃的范围内,低熔点聚酯熔融程度
≥67%,表现为熔融速度加快;而常规的低熔点聚酯在同样的升温条件下,这个温度范围内
熔融程度≤20%;减小低熔点聚酯部分大分子的分子量可以降低软化和流动温度,有利于
低熔点浸润被粘物,增加了粘结效果;由间苯二甲酸链段、二甘醇链段和分子量调节剂等改
性组分加入所制备的低熔点聚酯,具有起熔点温度低,熔融速度快等优点。
有益效果:
(1)本发明中硬脂酸锌的加入提高产品颜色的鲜艳程度,硬脂酸锌浮在芯层纤维
的表面,能够降低表面的粗糙度,提高表面的鲜映度,所述鲜映度DOI值85~80;
(2)本发明制得的低熔点聚酯的原料为对苯二甲酸链段和乙二醇链段,大分子中
含有间苯二甲酸链段、二甘醇链段和分子量调节剂,所制备的低熔点聚酯,具有起熔点温度
低,熔融速度快等优点。
(3)本发明制得的低熔点聚酯的原料为对苯二甲酸链段和乙二醇链段,分子量调
节剂中的一元酸系列的加入减小了低熔点聚酯的分子量,二元酸系列的加入增加空间位阻
效应,邻位上的基团占据了较大的空间位置,阻碍了对羧基碳原子的进攻,不利于分子量的
增长;减小了低熔点聚酯的分子量,拓宽高聚物的分子量分布,当相对分子量分布变宽时,
聚酯熔体的流动温度下降,这是由于此时分子链发生相对位移的温度范围变宽,尤其是低
相对分子质量组分起到了内增塑的作用,使聚酯熔体开始发生流动的温度下降,因此使低
熔点聚酯能在相应的温度下迅速熔融,提高了低熔点聚酯的熔融性能。在升温速度5℃/min
时,在熔点以上20℃的范围内,低熔点聚酯熔融程度≥67%,表现为熔融速度加快;而常规
的低熔点聚酯在同样的升温条件下,这个温度范围内熔融程度≤20%;减小低熔点聚酯部
分大分子的分子量可以降低软化和流动温度,有利于低熔点浸润被粘物,增加了粘结效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发
明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术
人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限
定的范围。
实施例1
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、苯甲酸配成浆料后,进行酯化反应,
在氮气氛围下加压反应,加压压力为常压,温度为230℃,当酯化反应中的水的馏出量达到
理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘
醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4:0.1:1.8;苯甲酸的加入量为苯二甲酸摩尔数的0.01%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在260℃,反应时间为30分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在275℃,反应时间50分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为三氧化二锑,催化剂加入量为
苯二甲酸总重量的0.01%。稳定剂为磷酸三苯酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的
0.01%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.05%;芯层的鲜映度DOI值75;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层262℃,芯层280℃,纺丝速度:500m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为65℃;
牵伸倍数为2.0倍;
卷曲温度50℃,卷曲主压0.4MPa,卷曲背压0.2MPa,卷曲数8个/25mm,卷曲度11%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、苯甲酸链段段组成;苯甲酸链段为苯二甲酸链段摩尔数的0.01%,
低熔点聚酯的熔点在100℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的范围内时,
低熔点聚酯的熔融程度为67%;低熔点聚酯的数均分子量为22000,低熔点聚酯的分子量分
布指数D=2.6。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为1.7dtex,断裂强度为3.50cN/dtex;皮芯
结构的皮芯面积比为40:60。
实施例2
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、对甲基苯甲酸配成浆料后,进行酯化
反应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为0.3MPa,温度为250℃,当酯化反应中的水的馏出
量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲
酸、二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.6:0.3:2.5;对甲基苯甲酸的加入量为苯二甲酸摩尔数
的0.5%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在270℃,反应时间为50分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在280℃,反应时间90分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为乙二醇锑,催化剂加入量为苯
二甲酸总重量的0.05%。稳定剂为磷酸三甲酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的0.05%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.1%;芯层的鲜映度DOI值80;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层275℃,芯层288℃,纺丝速度:1100m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为75℃;
牵伸倍数为2.5倍;
卷曲温度60℃,卷曲主压0.6MPa,卷曲背压0.4MPa,卷曲数13个/25mm,卷曲度
13%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、对甲基苯甲酸链段组成;对甲基苯甲酸链段为苯二甲酸链段摩尔数
的0.5%,低熔点聚酯的熔点在120℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的
范围内时,低熔点聚酯的熔融程度为68%;低熔点聚酯的数均分子量为25000,低熔点聚酯
的分子量分布指数D=3。再生再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为3.3dtex,断裂强度为
3.50cN/dtex;皮芯结构的皮芯面积比为60:40。
实施例3
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、对乙基苯甲酸配成浆料后,进行酯化
反应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为0.1MPa,温度为240℃,当酯化反应中的水的馏出
量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲
酸、二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.5:0.2:2;对乙基苯甲酸的加入量为苯二甲酸摩尔数的
0.1%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在265℃,反应时间为40分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在278℃,反应时间60分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为醋酸锑,催化剂加入量为苯二
甲酸总重量的0.03%。稳定剂为亚磷酸三甲酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的0.02%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.08%;芯层的鲜映度DOI值78;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层265℃,芯层285℃,纺丝速度:1000m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为70℃;
牵伸倍数为2.4倍;
卷曲温度55℃,卷曲主压0.5MPa,卷曲背压0.3MPa,卷曲数9个/25mm,卷曲度12%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、对乙基苯甲酸链段组成;对乙基苯甲酸链段为苯二甲酸链段摩尔数
的0.1%,低熔点聚酯的熔点在150℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的
范围内时,低熔点聚酯的熔融程度为70%;低熔点聚酯的数均分子量为25000,低熔点聚酯
的分子量分布指数D=4。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex,断裂强度为3.40cN/
dtex;皮芯结构的皮芯面积比为50:50。
实施例4
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、正壬酸配成浆料后,进行酯化反应,
在氮气氛围下加压反应,加压压力为0.2MPa,温度为245℃,当酯化反应中的水的馏出量达
到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二
甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.5:0.25:2.2;正壬酸的加入量为苯二甲酸摩尔数的0.2%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在260℃,反应时间为45分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在275℃,反应时间70分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为三氧化二锑,催化剂加入量为
苯二甲酸总重量的0.04%。稳定剂为磷酸三苯酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的
0.03%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.07%;芯层的鲜映度DOI值77;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层270℃,芯层284℃,纺丝速度:700m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为72℃;
牵伸倍数为2.35倍;
卷曲温度55℃,卷曲主压0.55MPa,卷曲背压0.25MPa,卷曲数9个/25mm,卷曲度
12%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、正壬酸链段组成;正壬酸链段为苯二甲酸链段摩尔数的0.2%,低熔
点聚酯的熔点在130℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的范围内时,低熔
点聚酯的熔融程度为72%;低熔点聚酯的数均分子量为35000,低熔点聚酯的分子量分布指
数D=4.4。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为2.4dtex,断裂强度为3.60cN/dtex;皮芯结构
的皮芯面积比为45:55。
实施例5
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、癸酸配成浆料后,进行酯化反应,在
氮气氛围下加压反应,加压压力为0.1MPa,温度为245℃,当酯化反应中的水的馏出量达到
理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘
醇与乙二醇的摩尔比为1:0.5:0.15:2.3;癸酸的加入量为苯二甲酸摩尔数的0.4%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在265℃,反应时间为45分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在279℃,反应时间80分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为三氧化二锑,催化剂加入量为
苯二甲酸总重量的0.04%。稳定剂为磷酸三苯酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的
0.04%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.06%;芯层的鲜映度DOI值76;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层274℃,芯层285℃,纺丝速度:900m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为70℃;
牵伸倍数为2.2倍;
卷曲温度55℃,卷曲主压0.55MPa,卷曲背压0.3MPa,卷曲数10个/25mm,卷曲度
13%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、癸酸链段组成;癸酸链段为苯二甲酸链段摩尔数的0.4%,低熔点聚
酯的熔点在120℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的范围内时,低熔点聚
酯的熔融程度为69%;低熔点聚酯的数均分子量为38000,低熔点聚酯的分子量分布指数D
=3.5。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为1.9dtex,断裂强度为3.40cN/dtex;皮芯结构的
皮芯面积比为55:45。
实施例6
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、苯甲酸甲脂配成浆料后,进行酯化反
应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为0.3MPa,温度为250℃,当酯化反应中的水的馏出量
达到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、
二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4:0.3:1.8;苯甲酸甲脂的加入量为苯二甲酸摩尔数的
0.09%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在270℃,反应时间为30分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在275℃,反应时间90分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为乙二醇锑,催化剂加入量为苯
二甲酸总重量的0.05%。稳定剂为磷酸三苯酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的0.01%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.06%;芯层的鲜映度DOI值77;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层268℃,芯层283℃,纺丝速度:600m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为70℃;
牵伸倍数为2.5倍;
卷曲温度60℃,卷曲主压0.4MPa,卷曲背压0.4MPa,卷曲数9个/25mm,卷曲度12%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、苯甲酸甲脂链段组成;苯甲酸甲脂链段为苯二甲酸链段摩尔数的
0.09%,低熔点聚酯的熔点在160℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的范
围内时,低熔点聚酯的熔融程度为74%;低熔点聚酯的数均分子量为28000,低熔点聚酯的
分子量分布指数D=3。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为2.5dtex,断裂强度为3.30cN/
dtex;皮芯结构的皮芯面积比为48:52。
实施例7
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、苯甲酸乙脂配成浆料后,进行酯化反
应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为常压,温度为250℃,当酯化反应中的水的馏出量达
到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二
甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4:0.3:1.8;苯甲酸乙脂的加入量为苯二甲酸摩尔数的
0.5%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在270℃,反应时间为30分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在275℃,反应时间50分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为醋酸锑,催化剂加入量为苯二
甲酸总重量的0.05%。稳定剂为亚磷酸三甲酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的0.01%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.1%;芯层的鲜映度DOI值75;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层262℃,芯层288℃,纺丝速度:1100m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为70℃;
牵伸倍数为2.1倍;
卷曲温度55℃,卷曲主压0.5MPa,卷曲背压0.3MPa,卷曲数10个/25mm,卷曲度
11%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、苯甲酸乙脂链段组成;苯甲酸乙脂链段为苯二甲酸链段摩尔数的
0.5%,低熔点聚酯的熔点在155℃;在升温速度为5℃/min,低熔点聚酯熔点以上20℃的范
围内时,低熔点聚酯的熔融程度为73%;低熔点聚酯的数均分子量为34000,低熔点聚酯的
分子量分布指数D=3.8。再生低熔点聚酯纤维的单丝纤度为2.3dtex,断裂强度为3.50cN/
dtex;皮芯结构的皮芯面积比为55:45。
实施例8-44
一种再生低熔点聚酯纤维的制备方法:
a)低熔点聚酯聚合;
(1)酯化反应;
将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、分子量调节剂和含支链的十二碳二
醇配成浆料后,进行酯化反应,在氮气氛围下加压反应,加压压力为0.2MPa,温度为230℃,
当酯化反应中的水的馏出量达到理论值的90%以上时为酯化反应终点,得到酯化产物;其
中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇与乙二醇的摩尔比为1:0.4~0.6:0.1~0.3:1.8~
2.5;分子量调节剂的加入量为苯二甲酸摩尔数的0.01%~0.5%。
(2)缩聚反应;
然后,在催化剂和稳定剂的作用下,在负压的条件下开始低真空阶段的缩聚反应;
该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下,温度控制在265℃,反应时间为40分钟;然
后继续抽真空,进行高真空阶段的缩聚反应,使反应压力降至绝对压力小于100Pa,反应温
度控制在280℃,反应时间70分钟,制得低熔点聚酯。催化剂为乙二醇锑,催化剂加入量为苯
二甲酸总重量的0.03%。稳定剂为磷酸三苯酯,稳定剂加入量为苯二甲酸总重量的0.02%。
b)再生料熔融;
将干燥的再生料进行熔融,同时加入硬脂酸锌;所述的硬脂酸锌的含量为再生料
质量比的0.1%;芯层的鲜映度DOI值80;
c)纺丝;
前纺采用皮芯复合纺丝工艺,以所述低熔点聚酯为皮层,以再生料为芯层;后纺采
用牵伸工艺,经卷曲、切断和干燥获得再生低熔点聚酯纤维。
纺丝的主要工艺参数为:
纺丝温度:皮层265℃,芯层288℃,纺丝速度:1000m/min;
牵伸采用油浴牵伸,油浴的温度为70℃;
牵伸倍数为2.4倍;
卷曲温度55℃,卷曲主压0.5MPa,卷曲背压0.3MPa,卷曲数9个/25mm,卷曲度12%。
通过上述步骤制备的再生低熔点聚酯纤维为皮芯结构;皮芯结构中的皮层为低熔
点聚酯;皮芯结构中的芯层为再生料;低熔点聚酯由对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙
二醇链段、二甘醇链段、分子量调节剂链段组成;低熔点聚酯在升温速度为5℃/min,低熔点
聚酯熔点以上20℃的范围内时,低熔点聚酯的熔融程度≥67%。
本发明上述实施例中采用的分子量调节以及最后制备的低熔点聚酯的熔点、数均
分子量和分子量分布以及低熔点聚酯纤维的乙醛含量、单丝纤度、断裂强度和皮芯结构的
皮芯面积比等产品性能参数如下表所示: