[發(fā)明專利]一種超低熱收縮率聚酯短纖維及其制備方法

有效

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• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114232127B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 陶冶;錢燕明;浦金龍
• 申請（專利權）人: 江蘇江南高纖股份有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10;C08G63/183;D01D5/098;D02J13/00
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 王清義

本發(fā)明公開了一種超低熱收縮率聚酯短纖維及其制備方法，超低熱收縮率聚酯短纖維由原位聚合改性后的聚對苯二甲酸乙二醇酯的熔體紡絲而成，其中原位聚合改性后的聚對苯二甲酸乙二醇酯內包含原位聚合改性劑，所述原位聚合改性劑包括聚合碳和硫酸鋇。原位聚合改性劑主要為納米級的聚合碳及金屬鹽，這些改性劑對纖維的外觀以及染色性能并不造成影響，單纖維線密度可在0.88～9.99detx范圍內調整，在180±1℃、0.075±0.0075cN/dtex、30分鐘測得干熱收縮率可控制在0.1～1.0％范圍內。

技術領域

本發(fā)明屬于紡絲技術領域，具體涉及一種超低熱收縮率聚酯短纖維及其制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維已經成為全球紡織用纖維的最重要來源，數(shù)量占紡織用纖維的50％以上。90％的聚酯長絲和短纖維用于傳統(tǒng)織造及非織造紡織品，10％用于產業(yè)用紡織品。采用對苯二甲酸、乙二醇直接酯化-連續(xù)縮聚合成PET工藝是1995年以來普遍采用的工業(yè)化手段，民用長絲及短纖維采用直接紡絲也成為環(huán)保、節(jié)能、低成本生產的主要工藝路線。良好性能以及相對低的制造成本，使得應用領域不斷開拓。

滌綸短纖維與長絲的明顯區(qū)別在于制造過程中的纖維集束總纖度大大超過滌綸長絲，無論是在紡絲成形及后續(xù)的拉伸、卷曲、熱定型工序，其加工過程的總纖度是長絲的4百～2萬倍，拉伸速度則為長絲的10～20％。因此，提高短纖維物理機械性能均勻性的技術難度相對很高。

滌綸短纖維初期主要用于和棉花混紡，隨著工藝生產技術的進步，包括共聚、共混、表面改性等技術已經逐步在生產實際中應用，應用領域已經拓展到超仿棉、仿毛、仿黏膠纖維、非織造布、以及縫紉線、產業(yè)用超短纖維等多領域。從產品品種開發(fā)的角度，采用改性的聚酯切片熔融紡絲相對簡易，但制造能耗、物料消耗高、管理成本高，產品質量不均勻。因此，連續(xù)聚合直接紡絲的共聚、共混改性短纖維并不常見。

新應用領域的拓展，提出滌綸短纖維更高的技術要求，包括更低的熱收縮率、更高的均勻性等等。滿足這些技術要求的手段主要涉及兩個方面，一是現(xiàn)有直接紡絲滌綸短纖維生產裝置通過紡絲、后拉伸及熱處理等工藝調整實施；二是通過合成聚酯過程的共聚、共混改性或熔體共混實施。

第一種手段實施相對簡單，但現(xiàn)階段在很大程度上受到特性黏度在0.64～0.67dl/g的聚對苯二甲酸乙二醇酯聚酯材料特性的限制，與材料微觀結構密切關聯(lián)的大部分工藝調整難以實現(xiàn)突破。例如與纖維內大分子取向、結晶、非晶區(qū)取向以及應力松弛有關的宏觀熱收縮率。

熱收縮率的大小，在很大程度上與纖維在應用加工過程及最終產品的使用要求關聯(lián)，熱收縮率達到50％以上的短纖維作為非織造布用于原料高密度人造革的基布；而熱收縮率小于5％已經成為民用縫紉線用短纖維的基本要求；對于非織造布等復合材料技術加工要求，希望在加工溫度180℃時的纖維收縮率小于1％，以滿足復合材料的最終技術要求。

第二種手段主要涉及了在大容量連續(xù)化生產裝置的技術經濟可行性，尤其是涉及到直接紡絲，隨著新型單體的產業(yè)化，共聚改性具有比較寬泛的單體選擇以及產業(yè)化的先例，例如酸改性低熔點聚酯的直接紡絲、酸改性陽離子染料可染聚酯的直接紡絲等；但相對共混改性依然成本較高、品種切換過渡期長等缺陷，依然需要繼續(xù)技術進步。

共混改性的優(yōu)勢在于相對靈活的手段，所選擇的共混物不參與聚酯發(fā)生化學反應，可在聚酯合成反應過程參與共混，也可在紡絲以前參與共混。實現(xiàn)在聚酯的基本特性沒有變動的前提下可實現(xiàn)纖維性能的大幅度改變。

通常，有機物的共混可選擇熔融過程，例如染料等；而無機物的共混在熔體狀態(tài)的混合難度較高，主要涉及兩大原因，一是聚酯熔體的動力黏度高，采用機械攪拌將額外能耗，并使得熔體升溫，可能引起聚合物的降解；二是超細粉末的無機物自身存在團聚效應，不實施分散手段，將造成改性劑在熔體分布極度不勻，甚至造成紡絲、后拉伸過程的不穩(wěn)定，是最終產品質量不均勻的主要原因。