專利名稱：一種功能聚酰胺纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能性材料領(lǐng)域，具體涉及一種功能聚酰胺纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
近二十年來我國(guó)在化學(xué)纖維工業(yè)上取得了很大的進(jìn)展，包括滌綸、錦綸、氨綸等纖維品種生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟。隨著纖維行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)纖維的要求也不僅僅局限于以往蔽體、美觀等的作用，而是更多的注重于實(shí)現(xiàn)纖維的功能化以及多元化運(yùn)用。目前，包括錦綸6、錦綸66及PET纖維在內(nèi)的多種合成纖維的功能化改性工作已取得了很大的發(fā)展，主要的功能化手段包括對(duì)纖維進(jìn)行化學(xué)接枝、共混紡絲以及織物的后整理法等等，其中通過共混紡絲法實(shí)現(xiàn)纖維的功能化是最簡(jiǎn)便、最有效的手段，所獲纖維的功能化效果也較持久。纖維功能化 過程中采用的功能粉體大多為無機(jī)材料，與聚合物的相容性較差，因此在通過共混紡絲法制備功能纖維的過程中常存在功能粉體分散性不佳的問題，這一缺陷大大的影響了纖維各項(xiàng)性能的提高。因此，基于提高無機(jī)功能粉體與樹脂基體的相容性及分散性成為改善這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。目前，采用共混紡絲法制備功能聚酰胺纖維主要有兩種途徑一是改性切片法，即是在聚酰胺縮聚過程中添加功能粉體，獲得的功能聚酰胺切片經(jīng)紡絲即可制得功能聚酰胺纖維，該種方法所獲切片中功能粉體的分散性較好，然而由于粉體的添加使得所獲聚酰胺切片粘度降低，聚合過程工藝控制較復(fù)雜，且適用范圍較狹窄；二是母粒法，即是將少量聚酰胺切片與功能粉體混合，制成功能母粒，該功能母粒與切片共混紡絲即可制得功能聚酰胺纖維。母粒法的制備工藝簡(jiǎn)單且適用性較廣，是一種常用的功能纖維制備方法。在母粒制備過程中，一般采用偶聯(lián)劑處理對(duì)功能粉體進(jìn)行表面改性來改善粉體材料在基體中的分散性，這種方法在一定程度上可有效地解決上述問題，但在所獲纖維中仍然存在較嚴(yán)重的粉體團(tuán)聚現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響了纖維的力學(xué)性能及功能化效果。另一方面這種處理方法也增大了工藝的復(fù)雜程度，其表面改性過程同時(shí)伴隨著溶劑的去除及修飾后粉體的處理問題，因此尋找一種更為有效、簡(jiǎn)單、適用性廣的方法來提高纖維的功能化效果，并且須保證纖維具有較好的力學(xué)性能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種功能聚酰胺纖維及其的制備方法，克服了功能聚酰胺纖維現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中存在的缺陷。本發(fā)明公開的功能聚酰胺纖維的制備方法包括PBT功能母粒與聚合物切片共混紡制技術(shù)，其中所述PBT功能母粒由聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯環(huán)狀低聚物(CBT)和功能粉體在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)反應(yīng)性擠出加工制備而得，其中PBT母粒的制備過程中添加了分散劑，不但可以加速功能粉體的分散過程，而且在后續(xù)紡絲過程中可優(yōu)化纖維的結(jié)晶性能，改善功能聚酰胺纖維的力學(xué)性能。本發(fā)明提供的一種功能聚酰胺纖維的制備方法，有效地提高了纖維材料的功能化效果。
所述CBT的結(jié)構(gòu)式可表示為
權(quán)利要求
1.一種功能聚酰胺纖維的制備方法，其特征是包括以下幾個(gè)步驟 (1)PBT功能母粒的制備 a)將CBT樹脂與粒徑為20 80nm的功能粉體混合并粉化，制成CBT粒徑為100 200目的混合粉末，其中功能粉體的含量為30 40wt% ； b)將上述混合粉末進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為80 90°C，干燥時(shí)間為45 50h； c)在干燥好的混合粉體中加入I 2wt%的分散劑，并經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融、共混、反應(yīng)和擠出，經(jīng)風(fēng)冷、切粒制得PBT功能母粒；其中所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為30 40:1，螺桿轉(zhuǎn)速為20 30r/min，螺桿溫度為200 245°C ； (2)功能聚酰胺纖維的紡制 a)將上述PBT功能母粒加入到聚合物切片中進(jìn)行共混紡絲，即獲得功能聚酰胺纖維的初生絲，其中所述的聚酰胺切片與所述的PBT功能母粒的質(zhì)量比為10 20:1 ; b)對(duì)上述功能聚酰胺纖維的初生絲進(jìn)行拉伸，拉伸后卷繞所得纖維即為功能聚酰胺纖維，其中，拉伸溫度為70 150°C，熱定型的條件下進(jìn)行的拉伸溫度為110 2301，拉伸倍數(shù)為3. 5 4倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的功能粉體為碳納米管、納米二氧化鈦、電氣石粉體、納米銀系抗菌劑、納米氧化硅及熒光粉中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的CBT的型號(hào)為CBT160。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的分散劑為硬脂酸或硬脂酰胺脂肪酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的聚酰胺切片為PA6或PA66切片中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述的共混紡絲具體包括紡絲原料的干燥、熔體輸送、熔體的過濾、噴絲板小孔噴絲、冷卻固化以及卷繞，其中，紡絲原料的干燥溫度為70 95°C，干燥時(shí)間為20 25h ;過濾網(wǎng)的規(guī)格為100 200目，噴絲板的孔徑為0. 3 0. 5mm，紡絲溫度為260 290°C，紡絲速度為600 1500m/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述混合粉末的制備使用高速粉碎機(jī)，操作過程采用間歇形式進(jìn)行操作，即采用粉碎2 5分鐘停止5 10分鐘再粉碎的重復(fù)操作，直至CBT粒徑達(dá)到100 200目。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種功能聚酰胺纖維的制備方法，制備過程主要分為兩步將功能粉體、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯環(huán)狀低聚物(CBT)及分散劑混合后經(jīng)雙螺桿反應(yīng)性擠出制得PBT功能母粒，所述功能粉體為碳納米管、納米二氧化鈦、電氣石粉體、納米銀系抗菌劑、納米氧化硅及熒光粉中的一種或幾種；再將該母粒與PA6或PA66切片進(jìn)行共混紡絲，制得功能聚酰胺纖維。該方法采用反應(yīng)擠出加工工藝，操作簡(jiǎn)便且大大縮短了工藝流程，所獲PBT功能母粒中功能粉體的含量達(dá)30～40wt%，并在基體中分散良好，所獲PBT功能母粒與聚酰胺類聚合物均有良好的相容性，該種方法獲得的纖維功能化效果突出。
文檔編號(hào)D01F1/10GK102719929SQ201210219629
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者李莉, 王華平, 王彪 申請(qǐng)人:東華大學(xué)