一種超亮光三葉異形fdy纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超亮光三葉異形FDY纖維及其制備方法，所述超亮光三葉異形FDY纖維的材料為改性聚酯，經(jīng)噴絲孔為Y形結(jié)構(gòu)的三葉異形噴絲板紡絲而得；所述改性聚酯由聚酯與氨基脂肪酸乙二醇酯構(gòu)成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子鏈間，且相互有氫鍵作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈的相對(duì)位置固定；所述超亮光三葉異形FDY纖維在溫度為90～130℃條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間增大20～30v/v％。所述超亮光三葉異形FDY纖維在采用分散紅3B等相同染料的情況下，具有比普通纖維高得多的上染率，染色后形成的浮色較少。所述超亮光三葉異形FDY纖維可用于織造色丁面料和仿真絲等方面。
【專利說明】-種超亮光H葉異形FDY纖維及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬聚醋纖維【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種超亮光H葉異形抑Y纖維及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚對(duì)苯二甲酸己二醇醋（陽T)纖維自問世W來，因其優(yōu)異的性能而得到了迅猛地 發(fā)展，其產(chǎn)量已經(jīng)成為世界合成纖維之冠。聚醋纖維具有斷裂強(qiáng)度和彈性模量高，回彈性 適中，熱定形優(yōu)異，耐熱耐光性好W及耐酸耐堿耐腐蝕性等一系列優(yōu)良性能，且織物具有抗 皺、挺括性好等優(yōu)點(diǎn)，所W，聚醋纖維廣泛應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域。
[0003] PET屬于對(duì)稱性的直鏈大分子，分子鏈不含有側(cè)鏈基團(tuán)，規(guī)整性非常好，它的主鏈 含有剛性的苯環(huán)和柔性的姪基，而直接與苯環(huán)相連接的醋基與苯環(huán)又構(gòu)成了剛性的共輛體 系，從而制約了其柔性鏈段的自由旋轉(zhuǎn)。該種結(jié)構(gòu)對(duì)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響是明顯的，增加 了分子鏈段運(yùn)動(dòng)的壁壟，PET的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，需要在很高的溫度下染色，促進(jìn)染料 分子向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散。另外，PET的分子鏈規(guī)整，結(jié)晶性好，分子鏈排列緊密，并且分子鏈 上沒有與染料分子發(fā)生作用的極性基團(tuán)，使聚醋纖維的上色更加困難。
[0004] 為解決PET纖維染色困難的問題，現(xiàn)采用技術(shù)或方法主要是通過引入染料分子接 受基或增加聚醋無定形區(qū)域量的方法，雖然可W提高聚醋的染色性能，破壞了 PET的鏈段 規(guī)整性，W降低聚醋纖維的性能來獲得染色性能的提高。在不破壞聚醋纖維結(jié)晶性和整列 度的情況下，目前采用的方法有載體法、高溫高壓法和高溫?zé)崛芊ǖ菻種染色方法。
[0005] 超亮光H葉形涂絕卷曲絲，主要是通過烙融紡絲、截面異形化和不對(duì)稱冷卻成形， 賦予聚醋纖維具有真絲般的光澤和手感、織物明亮感和柔和高雅的絲網(wǎng)光感，不僅具有優(yōu) 良的光學(xué)特性外，由于異形截面的纖維外形不規(guī)則，纖維之間的排列無法緊密，空隙相應(yīng)增 大，從而織物手感更厚實(shí)，蓬松性、透氣性好，具有超亮閃光效果。其產(chǎn)品主要用于仿絲網(wǎng)織 物、仿毛織物、燈芯絨等絨類織物，毛線，裝飾織物等。尤其在衣著、裝飾及產(chǎn)業(yè)用紡織品H 大領(lǐng)域內(nèi)有著廣闊的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種超亮光H葉異形FDY纖維及其制備方法，本發(fā)明利用氨 基脂肪酸己二醇醋在一定溫度條件時(shí)，自由體積的增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聚醋大分子鏈的特 性，通過提高分散染料微小顆粒進(jìn)入聚醋內(nèi)部的程度，來提高聚醋的染色性能；同時(shí)由于氨 基脂肪酸己二醇醋分子中在首位氨基的存在，增加其與聚醋大分子鏈之間的氨鍵作用，增 加了它與聚醋的相容性W及在聚醋中的分散，最大限度地減少了遷移。同時(shí)對(duì)聚醋結(jié)構(gòu)規(guī) 整性、結(jié)晶性沒有破壞，保持了聚醋的優(yōu)良性能。
[0007] 本發(fā)明的一種超亮光H葉異形FDY纖維，材料為改性聚醋，經(jīng)H葉異形噴絲板紡 絲而得；所述超亮光H葉異形FDY纖維在溫度為90?13CTC條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的 自由體積空間增大；所述超亮光H葉異形FDY纖維斷裂強(qiáng)度> 3. 8cN/化ex,斷裂伸長CV值 《10.0% ;所述改性聚醋是由聚醋與氨基脂肪酸己二醇醋構(gòu)成，所述氨基脂肪酸己二醇醋 分散在所述聚醋的分子鏈間，且所述氨基脂肪酸己二醇醋與所述聚醋的分子鏈間有氨鍵作 用，使所述氨基脂肪酸己二醇醋與所述聚醋的分子鏈的相對(duì)位置固定；所述氨基脂肪酸己 二醇醋的分子結(jié)構(gòu)為：
[0008] &N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[0009] 其中，n = 10-50。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0011] 所述的一種超亮光H葉異形抑Y纖維，所述超亮光H葉異形抑Y纖維的線密 度偏差率《0.5%，，斷裂強(qiáng)度CV值《5.0%，斷裂伸長率為33. 0 + 3. 0%，條干不勻率 CV《2. 00%，沸水收縮率 7. 5 + 0. 5%，含油率 0. 90 + 0. 20%。
[0012] 所述的一種超亮光H葉異形FDY纖維，所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述超亮光H 葉異形抑Y纖維的重量百分比為0. 5?2. 5%，其中噴絲板采用H葉異形噴絲板。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種超亮光H葉異形FDY纖維的制備方法，將改性聚醋經(jīng)計(jì)量、 擠出、冷卻、上油、拉伸、熱定形和卷繞，制得超亮光H葉異形FDY纖維；其中紡絲過程采用 H葉異形噴絲板。紡絲過程噴絲板的H葉異形噴絲孔的H葉互成120度夾角，葉長與葉寬 的比值為2?5:1。
[0014] 所述擠出的溫度為280?29(TC ;
[00巧]所述冷卻的風(fēng)溫為20?25 C ;
[0016] 所述卷繞的速度為4000?4200m/min ;
[0017] 單絲纖度為0. 3?1. (Mtex ;
[0018] 紡絲過程噴絲板的噴絲孔為H葉形，W互成120度夾角的X、y和Z軸對(duì)稱。
[0019] 所述改性聚醋的制備步驟包括：
[0020] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制備：
[0021] 1)將二元脂肪酸與甲醇W 1:1. 5摩爾比的量加入反應(yīng)器中，在濃硫酸的催化下， 加熱到80?11(TC，回流醋化，冷卻，分離提純得到二元脂肪酸單甲醋；醋化時(shí)間通常為 2?化；
[0022] 所述二元脂肪酸為十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一種；反應(yīng)方程式為：
[0023] H00C (邸2) nCOOH+C&OH 一 C&OOC (邸2) nCOOH
[0024] 其中 n = 10 ?50。
[00巧]2)將所述二元脂肪酸單甲醋、四己酸鉛和漠化裡按摩爾比1:1:1溶在苯中，其中 二元脂肪酸單甲醋的濃度為0. 05?0. Imol/L，在氮?dú)夥諊?，?0?9(TC反應(yīng)，回流，當(dāng) 不再有氣體產(chǎn)生時(shí)，加入一定量的稀硫酸反應(yīng)2?3小時(shí)，然后洗涂、提純及干燥，得到產(chǎn)物 漠代脂肪酸；反應(yīng)方程式為：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種超亮光三葉異形FDY纖維，其特征是：所述超亮光三葉異形FDY纖維的材料為 改性聚酯，經(jīng)噴絲孔為Y形結(jié)構(gòu)的三葉異形噴絲板紡絲而得；所述超亮光三葉異形FDY纖維 的斷裂強(qiáng)度> 3. ScN/dtex，斷裂伸長率為33. 0±3. 0%;所述改性聚酯由聚酯與氨基脂肪酸 乙二醇酯構(gòu)成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子鏈間，且所述氨基脂肪酸 乙二醇酯與所述聚酯的分子鏈間有氫鍵作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯與所述聚酯的分 子鏈的相對(duì)位置固定；所述超亮光三葉異形FDY纖維聚酯在溫度為90?130°C條件下，纖 維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間增大20?3〇V/V% ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子結(jié)構(gòu)為： H2N (CH2) nCOOCH2CH2OOC (CH2) nNH2 ； 其中，n = 10-50。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維，其特征在于，所述超亮光三葉 異形FDY纖維的線密度偏差率彡0. 5 %，斷裂強(qiáng)度CV值彡5. 0 %，斷裂伸長CV值彡10. 0 %， 條干不勻率CV值彡2. 00 %，沸水收縮率7. 5 ±0. 5 %，含油率0. 90 ±0. 20 %。紡絲過程噴絲 板的三葉異形噴絲孔的三葉互成120度夾角，葉長與葉寬的比值為2?5:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維，其特征在于，所述氨基脂肪酸 乙二醇酯占所述超亮光三葉異形FDY纖維的重量百分比為0. 5?2. 5%。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征是將改性聚 酯經(jīng)計(jì)量、擠出（三葉異形噴絲孔擠出）、冷卻、上油、拉伸、熱定形和卷繞，制得超亮光三葉 異形FDY纖維； 所述擠出的溫度為280?290°C ; 所述冷卻的風(fēng)溫為20?25 °C ; 所述卷繞的速度為4000?4200m/min ; 單絲纖度為〇. 3?1. Odtex ; 所述改性聚酯的制備步驟包括： (1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制備： 1) 將二元脂肪酸與甲醇以1:1. 5摩爾比的量加入反應(yīng)器中，在濃硫酸的催化下，加熱 到80?110°C，回流酯化，冷卻，分離提純得到二元脂肪酸單甲酯；所述二元脂肪酸為十二 烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一種； 2) 將所述二元脂肪酸單甲酯、四乙酸鉛和溴化鋰按摩爾比1:1:1溶在苯中，其中二元 脂肪酸單甲酯的濃度為〇. 05?0. lmol/L，在氮?dú)夥諊?，?0?90°C反應(yīng)，回流，當(dāng)不再 有氣體產(chǎn)生時(shí)，加入一定量的稀硫酸反應(yīng)2?3小時(shí)，然后洗滌、提純及干燥，得到產(chǎn)物溴代 脂肪酸； 3) 將溴代脂肪酸與15?25wt %的氨水按摩爾比1:2加入到反應(yīng)器中，攪拌，在室溫下 反應(yīng)，再將反應(yīng)產(chǎn)物加熱蒸餾，且用冷水吸收氨氣，加熱蒸餾的溫度不超過70°C，直至無氣 泡產(chǎn)生，即停止蒸餾，然后進(jìn)行冷卻和抽濾，濾餅用去離子水洗至無溴離子為止，將產(chǎn)品真 空干燥得到產(chǎn)物氨基脂肪酸； 4) 將乙二醇和氨基脂肪酸按摩爾比為1. 1:2攪拌均勻，并按氨基脂肪酸重量的1? 3%加入濃度為40?50wt %的硫酸，進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)溫度為160?220°C，酯化水 餾出量達(dá)到理論值的90%以上為酯化反應(yīng)終點(diǎn)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分離提純得到氨基脂肪酸乙 二醇酯； (2)改性聚酯的制備，包括酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)： 所述酯化反應(yīng)： 采用對(duì)苯二甲酸和乙二醇作為原料，配成均勻漿料后進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酯化產(chǎn)物；酯 化反應(yīng)在氮?dú)夥諊屑訅?，壓力控制在常?0. 3MPa，溫度在250?260°C，酯化水餾出量 達(dá)到理論值的90%以上為酯化反應(yīng)終點(diǎn)； 所述縮聚反應(yīng)： 包括縮聚反應(yīng)低真空階段和縮聚反應(yīng)高真空階段： 所述縮聚反應(yīng)低真空階段，在酯化產(chǎn)物中加入催化劑和穩(wěn)定劑，在負(fù)壓的條件下開始 縮聚反應(yīng)，該階段壓力由常壓平穩(wěn)抽至絕對(duì)壓力500Pa以下，溫度控制在260?270°C，反應(yīng) 時(shí)間為30?50分鐘； 在所述縮聚反應(yīng)低真空階段結(jié)束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并攪拌； 所述縮聚反應(yīng)高真空階段，經(jīng)所述縮聚反應(yīng)低真空階段后，繼續(xù)抽真空，使反應(yīng)壓力降 至絕對(duì)壓力小于lOOPa，反應(yīng)溫度控制在275?280°C，反應(yīng)時(shí)間50?90分鐘； 制得改性聚酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，所述 乙二醇與所述對(duì)苯二甲酸的摩爾比為1. 2?2. 0:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，所述 催化劑選自三氧化二銻、乙二醇銻和醋酸銻中的一種，催化劑用量為所述對(duì)苯二甲酸重量 的 0? 01%?0? 05%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，所述 穩(wěn)定劑選自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亞磷酸三甲酯中的一種，穩(wěn)定劑用量為所述對(duì)苯二 甲酸重量的0. 01%?0. 05%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，加入 氨基脂肪酸乙二醇酯后的攪拌，時(shí)間為15?20分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，用去 離子水洗至無溴離子為止采用硝酸銀溶液檢測。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超亮光三葉異形FDY纖維的制備方法，其特征在于，所 述濃硫酸是指質(zhì)量濃度為70?80%的硫酸，濃硫酸加入量為二元脂肪酸的1?3wt% ;所 述一定量的稀硫酸是指質(zhì)量濃度為40?50 %的硫酸，稀硫酸加入量為二元脂肪酸單甲酯 的1?3wt %。
【文檔編號(hào)】D01D5/253GK104480564SQ201410852480
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王山水, 熊克, 張建光, 湯方明, 張燁, 邵義偉 申請(qǐng)人:江蘇恒力化纖股份有限公司