一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)纖維自問世以來，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。聚酯纖維具有斷裂強(qiáng)度和彈性模量高，回彈性 適中，熱定型優(yōu)異，耐熱耐光性好以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)，所以，聚酯纖維廣泛應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域。
[0003] 近年來隨著高速縫紉的發(fā)展，為保證在高速縫紉中不斷線的要求，對縫紉線強(qiáng)度 的要求也隨之提高，傳統(tǒng)的棉線、絲線越來越難以滿足現(xiàn)代高速縫紉的要求，因而強(qiáng)度高、 可縫性好的各種合成纖維尤其是滌綸縫紉線因具有其突出的優(yōu)點(diǎn)：縫紉強(qiáng)度高，耐磨牢度 好，耐熱性能高、抗靜電性能好，條干均勻、扭矩小、結(jié)頭少，具有良好的可縫性，得以飛速發(fā) 展。高強(qiáng)聚酯長絲纖維的優(yōu)良性能滿足了滌綸縫紉線的技術(shù)要求。
[0004] 高強(qiáng)聚酯長絲纖維由于在加工過程中拉伸溫度高、拉伸位數(shù)高的特點(diǎn)，對油品及 上油條件要求極高，上油均勻性直接影響到纖維的條干值及染色均勻性。選擇滲透擴(kuò)散性 好、潤濕性好的油品，整體提高上油均勻性，對改善后續(xù)牽伸穩(wěn)定性，減少毛絲以及產(chǎn)品染 色均勻性極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維及其制備方法，本發(fā)明通過利用 聚酯熔體、含氟油劑的使用、拉伸工藝以及和高速紡絲制備一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維。本 發(fā)明的油劑由礦物油、含氟聚醚、磷酸酯鉀鹽和烷基磺酸鈉組成，所述油劑的使用濃度 為10~20wt%。本發(fā)明中使用的含氟聚醚中環(huán)氧乙烷基單體的成分適中，同時引入了 [(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙燒，增加了體系內(nèi)的氫鍵，氫鍵的增加有利于濁點(diǎn)的 提高，因些在在增加油劑的使用濃度的同時仍能保持油劑的品質(zhì)。油劑使用濃度的增加可 以大大減少油劑干燥過程中能量的消耗，節(jié)約能量。
[0006] 一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，主要是聚酯通過異形噴絲孔熔融紡絲、上油劑和高速卷 繞制備而得；所述上油劑的油劑至少包括含氟聚醚，含氟聚醚的質(zhì)量多所述油劑的質(zhì)量的 45% ;所述含氟聚醚為環(huán)氧乙燒、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的 無規(guī)共聚物，其結(jié)構(gòu)式為：
[0007]
[0008」 其中，m = 10 ~20, η = 20 ~30, k = 1 ~3;
[0009] 所述高強(qiáng)聚酯長絲纖維的斷裂強(qiáng)度彡4. 6cN/dtex，斷裂伸長率為27. 0±3. 0%。
[0010] 高強(qiáng)滌綸纖維的工藝與常規(guī)紡相比具有成"二高"的特點(diǎn)，即拉伸溫度高、拉伸倍 率高。紡絲油劑除應(yīng)具有一般滌綸長絲油劑的性能，如集束性、平滑性及油劑均勻穩(wěn)定性等 性能外，還必須具有油膜強(qiáng)度以及高溫下的可拉伸性和潤滑性等特殊的性能。含氟油劑是 滲透擴(kuò)散性好、潤濕性好的油品，對改善后續(xù)牽伸穩(wěn)定性，減少毛絲以及產(chǎn)品染色均勻性極 為重要。
[0011] 所述含氟聚醚不僅能夠提供良好的平滑、乳化和潤濕功能，還能夠?yàn)橛蛣w系提 供大量的氛鍵，提尚池點(diǎn)，有利于油劑使用尚濃度的提尚，節(jié)約能量。環(huán)氧乙燒（EO)/環(huán)氧 丙烷（PO)比例是聚醚最重要的指標(biāo)之一，對聚醚性能的影響也很大。聚醚分子鏈由多個EO 和PO鏈節(jié)排列而成，與EO相比，PO鏈節(jié)上有一個側(cè)基，空間位阻較大。Ε0/Ρ0比增大，即 PO鏈節(jié)減少，側(cè)甲基數(shù)量下降，分子間空間位阻減少，與水分子之間形成的氫鏈數(shù)目多，所 以濁點(diǎn)也升高。同時聚醚分子鏈中支鏈結(jié)構(gòu)的存在會降低表面張力，提高潤濕速度，隨EO/ PO增大，含支鏈甲基的PO鏈節(jié)減少，因而表面張力升高，潤濕速度減慢，因此聚醚大分子鏈 中必須含有一定量的P0。但聚醚與水分子所形成的氫鍵主要依靠醚中的氧原子，所以濁點(diǎn) 升高有限，[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙烷的引入，由于氟元素的存在，與水分子 之間形成的氫鍵數(shù)目多將增加，能進(jìn)一步提高聚醚水溶液的濁點(diǎn)；同時氟元素都處于支鏈 位置，將進(jìn)一步降低聚醚的表面張力。在油劑形成油膜時，氟元素會在表面富集，由于氟元 素的特性，使油劑的平滑性得到進(jìn)一步提高。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0013] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述含氟聚醚的相對分子量為1000~4000 ; 所述含氟聚醚的濁點(diǎn)為50~100°C ;所述含氟聚醚的表面張力25~40dyn/cm。
[0014] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述油劑中還包括礦物油、磷酸酯鉀鹽和烷 基磺酸鈉；礦物油有著良好的耐熱性，與其它組分有不錯的相容性，其具有上油均勻，油膜 強(qiáng)度高的特點(diǎn)，還能有效的減少纖維與金屬的摩擦系數(shù)，增加纖維的抱合力，有利于集束。 采用陰離子型抗靜電劑，能夠?qū)崿F(xiàn)表面親水化，磷酸酯鉀鹽的耐熱性比較好，良好的抗靜電 性，能夠增強(qiáng)纖維的抗靜電效果，有利于纖維的集束。烷基磺酸鈉的加入能夠提高油劑的滲 透能力，使得油劑可以在較短的時間內(nèi)均勻的附著在絲束上，能有效的減少毛絲、斷頭的出 現(xiàn)。
[0015] 按重量份計：礦物油為25~35份；含氟聚醚為50~70份；磷酸酯鉀鹽為8~15 份；烷基磺酸鈉為2~7份；
[0016] 所述的礦物油為9#~17#的礦物油中的一種；所述的磷酸酯鉀鹽為十二烷基磷酸 酯鉀鹽、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽和十二十四醇磷酸酯鉀鹽中的一種；所述的烷 基磺酸鈉為十二烷基磺酸鈉、十五烷基磺酸鈉和十六烷基磺酸鈉中的一種；
[0017] 所述油劑在使用時，用水配置成油劑濃度為10~20wt%的乳化液。高速紡絲對上 油條件要求極高，上油均勻性直接影響到纖維的條干值及染色均勻性，選擇滲透擴(kuò)散性好 的含氟油品。
[0018] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述高強(qiáng)聚酯長絲纖維線密度偏差率 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 %，單絲纖度：0. 5~2. Odtex。
[0019] 本發(fā)明還提供了所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維的制備方法，將聚酯經(jīng)計量、擠出、 冷卻、上油、拉伸、熱定形和高速卷繞，制得高強(qiáng)聚酯長絲纖維；
[0020] 所述擠出的溫度為290~295 °C ;
[0021] 所述冷卻的風(fēng)溫為20~25 °C ;
[0022] HTl :85 ~95 °C ;
[0023] HT2 :120 ~130°C ;
[0024] 所述高速卷繞速度為4000~5000m/min ;所述上油的油劑制備方法：
[0025] 將起始劑和強(qiáng)堿共混，然后升溫至105~125°C，再加入混合均勻的環(huán)氧乙烷、 [(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)壓 力小于0. 4MPa，達(dá)到預(yù)定分子量后即得到含氟聚醚；
[0026] 接著，將含氟聚醚、磷酸酯鉀鹽和烷基磺酸鈉常溫混合均勻，然后再將混合物加入 到礦物油中，溫度控制為40-55Γ，攪拌1~3h，即得到所述油劑；
[0027] 按重量份計：
[0028] 礦物油 25~35份； 含氟聚醚 50~70份； 磷酸酯鉀鹽 8~15份： 烷基磺酸鈉 2~7份;
[0029] 所述油劑在使用時，用水配置成油劑濃度為10~20wt%的乳化液。
[0030] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述起始劑為丁醇，所述丁醇的量為環(huán)氧乙 烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的1-5%。;所述強(qiáng)堿為氫氧 化鉀或氫氧化鈉；所述強(qiáng)堿的量為環(huán)氧乙烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲基]環(huán)氧乙烷和 環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的1-5%。。
[0031] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述環(huán)氧乙烷、[(1，1，2, 2-四氟乙氧基）甲 基]環(huán)氧乙燒和環(huán)氧丙烷的用量按摩爾比為10~20:1~3:20~30。
[0032] 如上所述的一種高強(qiáng)聚酯長絲纖維，所述保護(hù)氣氛為氮?dú)鈿夥栈蚨栊詺怏w氣氛； 所述預(yù)定分子量是指產(chǎn)物的相對分子量為1000~4000。
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