[發明專利]一種聚酯纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201410249436.4
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104073907A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 袁莉;陳國強;高永明;王國柱;梁國正;顧嬡娟;管新海;沈家康;鈕真榮
• 申請（專利權）人: 江蘇鷹翔化纖股份有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明屬于聚合物纖維制備領域，具體涉及一種聚酯纖維及其制備方法。

背景技術

近二十年來我國在化學纖維工業上取得了很大的進展，包括滌綸、錦綸、氨綸等纖維品種生產技術日趨成熟，其中聚酯纖維是最為重要而且增長最迅速的纖維品種，聚酯纖維通常指聚對苯二甲酸乙二酯纖維。

聚對苯二甲酸乙二酯（PET）纖維，其具有強度大、彈性好、加工性能好、優良的紡織性能和服用性能等優勢，是世界產量最大，應用最廣泛的合成纖維品種，可用于衣料、床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及其他工業用纖維制品等。

隨著人民生活水平的提高以及安全、健康意識的增強，纖維單純的舒適性已不能滿足人們對紡織品的要求，各種功能纖維如高吸濕、阻燃、抗靜電等新品種纖維越來越受到人們的關注。研究表明，在聚酯體系中加入碳納米管可以改善聚酯體系的阻燃及靜電問題，賦予聚酯纖維多功能性，但是對于這類聚酯體系仍存在低吸濕性的缺陷。

另外，對聚酯纖維本身而言，其吸濕性的改善主要是采用下述方案：1)?在聚合物中引入親水基團；2)?在纖維合成過程中添加作為成孔劑的微粒子；3)?在引入親水基團的同時添加微粒子；4）在纖維制造完成后，經堿處理使纖維表面形成凹凸溝槽；5）纖維超細化。雖然上述方法對改善纖維的吸濕性具有積極效果，但是對于聚酯纖維存在的靜電及阻燃問題不能有效解決，因此研發新型的具有阻燃、抗靜電及高吸濕性多功能聚酯纖維具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚酯纖維。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種聚酯纖維，由紡絲組合物熔融紡絲制成，所述紡絲組合物包括聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束與聚對苯二甲酸乙二酯；所述聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束與聚對苯二甲酸乙二酯的質量比為(0.1～1.2)∶100；所述聚對苯二甲酸乙二酯為未改性聚對苯二甲酸乙二酯或者添加劑改性的聚對苯二甲酸乙二酯。

上述技術方案中，紡絲組合物中聚對苯二甲酸乙二酯可以用添加劑改性。添加劑可以進一步改善紡絲組合物的可紡性，其為常規的聚酯熔融紡絲添加劑，比如二甘醇、二氧化硅、二氧化鈦、氯化鈉、氯化鈣中的一種或幾種。

上述技術方案中，所述的紡絲組合物中聚脲甲醛包覆碳納米管束的直徑范圍為:?0.5μm~15μm，長度為20μm~110μm；取向碳納米管束為取向多壁碳納米管束。?

本發明首先制備具有良好吸濕性與完整碳納米管結構的聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束，再將其與聚對苯二甲酸乙二酯混合制備紡絲組合物，最后經過紡絲機熔融紡絲獲得上述聚脲甲醛包覆的碳納米管束改性的聚酯纖維，具體制備包括以下步驟：

將聚對苯二甲酸乙二酯與聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束充分混合后得到紡絲組合物；在真空條件下，于120～130℃下干燥紡絲組合物；然后將干燥后的紡絲組合物經過熔融紡絲、熱拉伸得到所述的聚酯纖維；所述紡絲溫度為260～290℃；所述熱拉伸時的溫度為50～80℃。

上述技術方案中，聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束可由以下步驟制備：按重量計，將5～30份尿素溶解于10～60份甲醛溶液中，用堿液調節溶液的pH值為8～9，于50～70℃，反應0.5～1h，得到尿素甲醛預聚體溶液；然后將0～30份表面活性劑、50～3000份去離子水和1～50份取向碳納米管束混合均勻得到混合液，用酸液調節混合液的pH值至2～4，于45～50℃，反應3～4h，得到粗產物；粗產物經過水洗、抽濾、干燥，得到聚脲甲醛包覆的取向碳納米管束。

上述技術方案中，所述甲醛溶液的質量濃度為37～40%；調節溶液pH值為8～9的堿液可以為三乙醇胺、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸鈉溶液等堿液；調節混合液pH值為2～4的酸液可以為鹽酸溶液、硫酸溶液、氯化銨溶液、檸檬酸溶液等酸液；表面活性劑可以為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、苯乙烯－馬來酸酐共聚物、阿拉伯樹膠、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇等。

上述技術方案中，熔融紡絲是制備聚酯纖維的主要方法之一，主要包括聚合物熔融、熔液過濾、噴絲板成型（紡絲）、后加工（拉伸）等步驟。本發明中熔融紡絲溫度為260～290℃，此溫度使得聚脲甲醛受熱分解產生氣體，氣體在紡絲時聚合物成型過程中擴散，由此紡制的聚酯纖維內部形成微通道或微孔，有利于聚酯纖維吸濕率的提高；熱拉伸時的溫度為50～80℃，有利于聚酯纖維力學性能的改善。所制得聚酯纖維的直徑可以由噴絲板孔徑大小調節。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點: