一種熔體直紡中強聚酯纖維及其製備方法
2023-06-21 07:14:11
專利名稱：一種熔體直紡中強聚酯纖維及其製備方法
技術領域：
本發明屬·於聚酯纖維領域，具體涉及一種熔體直紡中強聚酯纖維及其製備方法。
背景技術：
聚酯以及聚酯纖維從20世紀70年代步入大規模工業化以來，無論是技術水平還是生產品種，其發展速度遠遠大於其他合成材料和合成纖維。聚酯纖維即聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，主要有兩大類:民用纖維和工業用纖維，它們從原料、設備、生產工藝和性能上均存在較大區別。民用纖維是以特性粘度為
0.64dl/g的普通聚酯為原料，可通過切片紡或熔體直紡設備上經卷繞和牽伸(一級)製得，斷裂強度為3 4cN/dtex，典型品種有POY和FDY ;而工業用聚酯纖維是以由普通聚酯固相聚合獲得特性粘度達到0.8dl/g以上的聚酯為原料，再經卷繞和牽伸(多級)製得，斷裂強度為
7.8cN/dtex以上。中強纖維是力學性能介於兩者之間的一種特殊品類，可直接採用較高特性粘度的聚酯原料紡絲獲得，但因特性粘度較高無法通過民用纖維的設備來進行生產。熔體直紡聚酯纖維生產成本低、產品質量優異，具有相當大的競爭優勢，不少大型生產線建成投產，目前我國採用熔體直紡生產的民用聚酯纖維已佔聚酯產能的70%左右，並出現了一批產能達20萬噸/年以上的聚酯生產企業，但由於產品結構相似，競爭壓力大，能否在這類大型裝置上開發高附加值、功能性品種成了搶佔市場的關鍵。因此能採用這種民用纖維加工設備直接生產出中強纖維這種高附加值的品種是亟待解決的問題。提高聚酯熔體的流動性可實現較高特性粘度聚酯在民用聚酯纖維紡絲設備上生產。在聚酯中引入其它材料可調節其流變性能。如引入無機納米材料改善聚酯材料的流動性，專利CN10101233公開了一種高流動性改性PBT複合材料及其製備方法，其中納米磷酸鹽類材料的含量在0.29T4wt%，能夠保持注塑材料的力學性能，但需同時加入3wt%的熱塑性彈性體(乙烯共聚物)、潤滑劑(硬脂酸鈣)等組份。而CN1563187也公開了一種高流動性能的玻璃纖維增強的PBT複合材料，其玻纖的加入量高達10°/Γ37%，相較於塑料加工，纖維的成型加工條件要求要高得多上述多種和高含量添加劑的引入會對其成纖加工造成較大影響，難以用於聚酯纖維的生產。張乃斌等在〃像水一樣流動〃的功能聚合物(CBT[J].塑料工業，2006, 34(增刊):319-321) —文中提供了一種具有大環寡聚酯結構(結構類似於PBT)的功能性樹脂CBT，該物質加熱時，會變得象水一樣，黏度極低，相同條件下，PBT的黏度大約是它的5000倍，雖然CBT本身具有很多加工優點，而且與大部分高分子聚合物，特別是聚酯，都具有很好的相容性。但是CBT生產規模小，目前僅在國外有銷售，並且價格高昂，不適於工業上應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種熔體直紡中強聚酯纖維及其製備方法，用以解決上述現有技術存在的缺陷和不足。
為實現上述目的，本發明所述熔體直紡中強聚酯纖維包括特性粘度為
0.64、.8dl/g的PET基體和分散在PET基體內的式(I)化合物，式(I)化合物的結構通式為 Aix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4 (I)，其中 R1 為 C2 C4 的烷基，X 彡 1，z 彡 I 且 2y+2z=4x+4。進一步,所述結構通式中x=4。進一步，所述結構通式為Ti4(ORlO)8(OOCC6H4COO)2Hp由結構通式可知，化合物至少包括一個苯環結構，且包含烷氧基鈦鍵和醯基鈦鍵，例如下式(II)所示結構，該結構僅用於舉例說明，不具有任何指向性:
權利要求
1.一種熔體直紡中強聚酯纖維，其特徵在於，包括特性粘度為0.64、.8dl/g的PET基體和分散在PET基體內的式(I)化合物，式(I)化合物的結構通式為:Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4 (I) 其中R1為CfC4的烷基，X彡1，z彡12y+2z=4x+40
2.根據權利要求1所述一種熔體直紡中強聚酯纖維，其特徵在於，所述結構通式中x=4o
3.根據權利要求1或2所述一種熔體直紡中強聚酯纖維，其特徵在於，所述式(I)化合物以片層結構分散在PET基體內。
4.根據權利要求1或2所述一種熔體直紡中強聚酯纖維，其特徵在於，所述式(I)化合物在PET基體內取向分布。
5.根據權利要求1或2所述一種熔體直紡中強聚酯纖維，其特徵在於，所述中強聚酯纖維的斷裂強度4.0 7.0cN/dtex,斷裂伸長率10 25%。
6.權利要求f5任一所述熔體直紡中強聚酯纖維的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 11)原料混合物包括以下組分，配比按摩爾量比計: 以式(I)化合物計量的複合改性劑 0.0002、.003 乙二醇1.Γ2.0 對苯二甲酸或對苯二甲酸酯化物1， 所述複合改性劑為式(I)化合物或其酯化複合物； 12)酯化階段:原料混合物進行酯化反應，直至酯化率達80 100%，獲得酯化物熔體； 13)縮聚階段:步驟12)的酯化物熔體經預縮聚和終縮聚反應獲得複合改性PET熔體，其特性粘度在0.64、.80dl/g ； 14)中強聚酯纖維的製備:將上述13)得到的複合改性PET熔體直接經管道輸送到紡絲機，通過熔融紡絲裝置在275 30(TC溫度下擠出成纖，經一級牽伸後卷繞成型。
7.根據權利要求6所述一種熔體直紡中強聚酯纖維的製備方法，其特徵在於，步驟12)的反應溫度為10(T260°C，反應壓力為0.Γ0.4MPa。
8.根據權利要求6所述一種熔體直紡中強聚酯纖維的製備方法，其特徵在於，步驟13)的反應溫度為26(T280°C，絕對壓力小於IOOPa。
全文摘要
本發明屬於聚酯纖維領域，具體涉及一種熔體直紡中強聚酯纖維及其製備方法。所述熔體直紡中強聚酯纖維包括特性粘度為0.64~0.8dl/g的PET基體和分散在PET基體內的式(I)化合物Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4(I)，其中R1為C2~C4的烷基，x≥1，z≥1且2y+2z=4x+4。上述聚酯纖維的製備方法包括原料配製、酯化階段、縮聚階段和中強聚酯纖維的製備。本發明提供的技術方案採用民用聚酯纖維的加工設備加工較高特性粘度的聚酯材料，實現了熔體直紡中強聚酯纖維的製備，具有廣闊的市場前景。
文檔編號C08G63/183GK103074697SQ20131000149
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者孫賓, 朱美芳, 陳龍, 周哲, 鄧峰, 牛永傑 申請人:東華大學