[發(fā)明專利]一種耐熱氨綸纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110127711.1
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102220653A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 王子成;徐愛軍;呂柏松;董堅;李芳;李凡利;趙若鵬;何桂佩;白剛;方萍
• 申請（專利權）人: 浙江開普特氨綸有限公司;紹興文理學院
• 主分類號: D01F6/78
• 分類號: D01F6/78;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/10
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 王余糧

技術領域：

本發(fā)明涉及一種耐熱氨綸纖維的制備方法，屬于高分子紡織材料及其制備技術領域，其產物氨綸纖維適合于紡織品制造。

技術背景：

氨綸纖維是一類在分子主鏈上含有較多氨基甲酸酯基團(-NH-CO-O-)的彈性聚合物，是由交替的軟、硬鏈段組成的-(A-B)-型多嵌段共聚物，其中A是硬段，通常為各種異氰酸酯與小分子擴鏈劑(二元醇或二元胺)反應而成，而B通常是分子量500-3000的聚醚或聚酯多元醇軟段。以二元胺擴鏈形成的氨綸比以二元醇擴鏈形成的產物具有更加優(yōu)異的綜合性能，具有更高的分子量和更穩(wěn)定的局部有序微區(qū)，?因而是目前氨綸纖維制造生產中的常用方法。

常見的氨綸纖維的的合成往往先從聚醚?HO-[(CH₂)₄-O)]_n-H?和芳香族二異氰酸酯OCN-Ar-NCO開始反應成預聚物(含有-NH-CO-O-結構)，形成軟段部分(B)，再加入乙二胺、丙二胺或二乙烯三胺擴鏈劑進行擴鏈反應形成聚氨酯脲硬段部分(A)?(含有脲基-NH-CO-NH-結構)，得到的嵌段高分子-(A-B)-由于硬段部分能有序規(guī)整地形成較穩(wěn)定的微區(qū)，具有室溫下的高彈性。再經過溶液紡絲的方法可以形成氨綸纖維，它是一種性能優(yōu)異的化學合成纖維，具有伸長率大、彈性回復率高、彈性模量低、耐疲勞性好、密度小、耐腐蝕、耐曬、耐光、抗老化等特點。氨綸對不同的染料有普遍的良好親和力，染色性好，無論采用酸性或復合性染料、分散性染料，還是金屬性染料均可染色均勻。因此，它是一種綜合性能非常優(yōu)秀的纖維。在紡織物中只要加入少許氨綸纖維(質量分數2%~25%)，足以改善織物的性能，使織物的穿著舒適感得到顯著改善，織物的檔次也大為提高。

氨綸纖維結構中的硬段鏈段之間通過脲基-NH-CO-NH-之間相互形成大量的氫鍵結構，形成較穩(wěn)定的局部有序微區(qū)，起到物理交聯點的作用。但是，在較高的溫度下，氫鍵結構容易破壞，硬段中的鏈段發(fā)生移動，使得物理交聯點破壞，聚合物的高彈性消失。在更高的溫度下，脲基和氨基酯會發(fā)生化學降解(氧化)，鏈段發(fā)生部分斷裂，氨綸的高彈性也降低。在通常情況下，普通氨綸纖維在高溫條件下(超190℃)或較高溫度(130℃～135℃)長時間處理時，構成硬鏈段部分以及相應的物理交聯點容易發(fā)生破壞（氧化性降解），使纖維性能變差，逐漸出現發(fā)粘現象。當氨綸與滌綸纖維交織混紡染色時，往往涉及到高溫染色工序，或者需要二次染色甚至三次染色進行配色，期間常常發(fā)生織物中的氨綸纖維部分發(fā)生斷裂、發(fā)黃、變松現象，結果織物的彈性受損，尺寸形狀變大，這個問題是氨綸纖維的共同問題。

氨綸聚合物的平均分子量以及分子中硬鏈段和軟鏈段含量比對纖維的耐高溫性能均有很大的影響。通常情況下，提高聚合物的平均分子量以及硬段相對于軟段的含量可以在一定程度上提高氨綸纖維的耐高溫性能。另外，增加硬鏈段中的有序程度(結晶度)對提高其耐高溫性能也有一定的幫助。但是，由于化學結構沒有改變，脲基官能團沒有變化，所以這些方法對于防止脲基官能團在高溫下的氧化降解幫助有限。

目前，對于如何提高氨綸纖維的耐熱性能，還提出過有其他若干種技術途徑。美國專利US5879799報道使用不同摩爾比的2,4'-亞甲基(雙異氰酸苯酯)?(2,4'–MDI)和4,4'-亞甲基(雙異氰酸苯酯)?(4,4'-MDI)混合異氰酸酯(前者的摩爾含量小于20%)，同時使用兩種混合聚醚，提高氨綸耐熱性能。日本專利(JP07-82608,?JP08-020625,?JP08-176253,?JP08-176268)也報道采用相同的方法研制開發(fā)耐高溫氨綸。中國專利200510073397.8提供了一種聚醚二醇改性鈉基蒙脫土及耐熱聚氨酯彈性纖維的制備方法，將改性的蒙脫土—聚醚多元醇作為聚氨酯軟鏈段，制備蒙脫土/聚氨酯納米復合聚合物，提高聚氨酯彈性纖維的耐熱性能和力學性能，用熱失重(TGA)分析發(fā)現，含有蒙脫土的氨綸的熱失重溫度比普通氨綸提高10^oC左右。中國專利200510073400.6提供了一種以季銨鹽改性蒙脫土為聚氨酯聚合時的擴鏈劑，合成季銨鹽蒙脫土/聚氨酯納米復合聚合物,從而提高耐熱性的方法。中國專利200510073398.2提供了一種以有機二元胺(6個碳的己二胺到18個碳的線性脂肪二胺的一種)改性蒙脫土作為聚氨酯聚合時的二元擴鏈劑，制得二元胺蒙脫土/聚氨酯的納米復合聚合物，從而提高耐熱性的方法。