本發(fā)明屬于高分子材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高伸長氨綸纖維的制備方法。本發(fā)明制備的氨綸纖維具有優(yōu)異的伸長性能，特別適合于在高紡絲速度下進行干法紡絲。
背景技術(shù)：
：氨綸是一種軟硬段交替的多嵌段共聚物，硬段為氨綸纖維提供強度，軟段為氨綸纖維提供彈性。軟硬段交替的結(jié)構(gòu)賦予氨綸纖維高斷裂強度和彈性，從而使其廣泛應(yīng)用于多種服裝用品。隨著氨綸在各種服裝面料中的應(yīng)用，其市場需求量也逐年增大，上游氨綸生產(chǎn)廠家在提高生產(chǎn)效率降低成本的同時，下游紡織廠家也在降低生產(chǎn)成本，以強化市場競爭力。上游氨綸生產(chǎn)廠家降低生產(chǎn)成本的一個有效途徑是提高氨綸纖維的紡絲速度，但是紡絲速度提高會帶來氨綸物理性能的惡化(如伸長降低、斷裂強力下降)；下游紡織廠家在使用氨綸織造時，通過提高氨綸纖維在退繞過程中的牽伸倍數(shù)來降低氨綸纖維在織物中的含量，從而降低生產(chǎn)成本，若氨綸纖維伸長不足則易造成斷絲。針對上述問題，開發(fā)一種高伸長的氨綸，既能滿足氨綸生產(chǎn)企業(yè)提高紡速降低其生產(chǎn)成本，又能同時達到下游紡織面料低含氨量的目的。中國專利CN101736435A公開了一種軟氨綸的生產(chǎn)方法，通過使用分子量大于3000并且?guī)в袀?cè)基的聚合多元醇來制備伸長更高、應(yīng)力更低的氨綸纖維，但其斷裂強力明顯下降，這樣會導(dǎo)致氨綸纖維在后道應(yīng)用中發(fā)生斷絲的現(xiàn)象。中國專利CN102154729A公開了一中高伸長高牽伸氨綸纖維的制備方法，通過提高擴鏈劑中乙二胺相對于丙二胺的用量，從而賦予纖維高伸長高牽伸低應(yīng)力的特性，但是本專利的紡絲速度低，僅為600-750m/min，生產(chǎn)成本高。上述研究均涉及了高伸長氨綸的制備方法，但均存在一定的不足，因此如何在高紡速條件下制備一種高伸長氨綸，對上游氨綸生產(chǎn)企業(yè)和下游紡織企業(yè)均有十分重要的意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于解決目前現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高伸長氨綸纖維的制備方法。由該方法制備的聚氨酯彈性纖維既能滿足氨綸纖維高紡速的要求，又能同時滿足氨綸纖維在使用過程中高牽伸的要求。技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種高伸長氨綸纖維的制備方法包括如下幾個步驟：1)在預(yù)聚合反應(yīng)階段，將二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇混合反應(yīng)，得到異氰酸酯基封端的聚氨酯預(yù)聚物；2)用非質(zhì)子性極性溶劑溶解步驟1)所得的聚氨酯預(yù)聚物，從而獲得預(yù)聚物溶液；3)將步驟2)制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入混合胺溶液進行擴鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，形成聚氨酯脲溶液；4)向步驟3)制備的聚氨酯脲溶液中加入多種添加劑，充分混合均勻后，制備氨綸紡絲液；5)將制備的氨綸紡絲液熟化后，采用干法紡絲得到高伸長氨綸纖維。其中：步驟3)所述的擴鏈反應(yīng)所用的擴鏈劑為聚醚胺與脂肪族二元胺的混合物。所述的聚醚胺為EDR-148，其分子量為148；EDR-176，其分子量為176；或EDR-192，其分子量為192，所述的脂肪族二元胺為乙二胺。所述的聚醚胺與脂肪組二元胺的摩爾比為1:9～1:49。步驟3)所述的鏈終止反應(yīng)所用的鏈終止劑為二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺，或其混合物。所述的二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇混合反應(yīng)，其摩爾比列為1.45:1～1.95:1。所述的非質(zhì)子性極性溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。所述的多種添加劑包括消光劑、防黃變劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑和潤滑解舒劑。有益效果：本發(fā)明制備的氨綸纖維與常規(guī)氨綸纖維在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有很大區(qū)別，軟段部分仍為聚醚二元醇，但是硬段部分引入了部分柔性鏈段，破壞了硬段的規(guī)整性，使得硬段也具有一定的柔順性，從而使制備的氨綸纖維具有高伸長的特性。具體實施方式本發(fā)明高伸長氨綸纖維的制備方法采用的技術(shù)方案如下，1)在預(yù)聚合反應(yīng)階段，將二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇混合反應(yīng)，得到異氰酸酯基封端的聚氨酯預(yù)聚物；2)用非質(zhì)子性極性溶劑溶解步驟1)所得的聚氨酯預(yù)聚物，從而獲得預(yù)聚物溶液；3)將步驟2)制備的預(yù)聚物溶液冷卻后，加入擴鏈劑和鏈終止劑的混合胺溶液進行擴鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，形成聚氨酯脲溶液；4)向步驟3)制備的聚氨酯脲溶液中加入多種添加劑，充分混合均勻后，制備氨綸紡絲液；5)將制備的氨綸紡絲液熟化后，采用干法紡絲得到高伸長的聚氨酯彈性纖維。其中，步驟1)中所述的二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇的摩爾比為1.45:1～1.95:1。步驟2)中所述的非質(zhì)子性極性溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。步驟3)中所述的擴鏈劑為聚醚胺與脂肪族二元胺的混合物。進一步，步驟3)中所述的聚醚胺為EDR-148(分子量為148)，EDR-176(分子量為176)或EDR-192(分子量為192)，所述的脂肪族二元胺為乙二胺。進一步，步驟3)中所述的聚醚胺與脂肪組二元胺的摩爾比為1:4～1:49。步驟3)中所述的鏈終止劑為二乙胺、二丙胺、乙醇胺或正己胺，或其混合物，優(yōu)選二乙胺。步驟4)中所述的添加劑為消光劑、防黃變劑、抗紫外線吸收劑、抗氧化劑和潤滑解舒劑的DMAC溶液。步驟5)中所述的氨綸紡絲液的表觀粘度在40℃為4000～6000poise。下面用實例來詳細描述本發(fā)明，但這些實例不得理解為任何意義上對本發(fā)明的限制。實施例1：(1)將聚四氫呋喃醚二醇PTMG(分子量1810)150Kg、和二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯35.03Kg置于反應(yīng)器中，在86±2℃反應(yīng)120min，得到異氰酸酯基封端的預(yù)聚物,其中二苯基甲烷-4,4’二異氰酸酯和聚四氫呋喃醚二醇的摩爾比1.69:1；(2)向預(yù)聚物中加入242.749Kg的DMAC，使預(yù)聚物在DMAC中充分溶解，形成預(yù)聚物溶液；(3)向上述預(yù)聚物溶液加入由3.264Kg乙二胺、2.013Kg的EDR-148、0.608Kg二乙胺溶解于111.817KgDMAC中所形成的胺類混合溶液，進行擴鏈反應(yīng)和鏈終止反應(yīng)，得到聚氨酯脲原液，其中混合胺溶液的濃度為5％，聚醚胺EDR-148與脂肪族乙二胺的摩爾比為1:4；(4)向聚氨酯脲原液中加入消光劑、防黃變劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑和潤滑解舒劑得到聚氨酯紡絲原液；(5)聚氨酯紡絲原液經(jīng)熟化后，40℃下表觀粘度為4000poise，經(jīng)干法紡絲得到40D高伸長聚氨酯彈性纖維,其中紡絲速度為1200m/min，噴絲頭溫度為264℃。實施例2：制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)的聚醚胺EDR-148與脂肪族乙二胺的摩爾比為1:9，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為4200poise。實施例3：制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)的聚醚胺EDR-148與脂肪族乙二胺的摩爾比為1:19，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為4500poise。實施例4：制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)的聚醚胺EDR-148與脂肪族乙二胺的摩爾比為1:49，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為4300poise。實施例5:制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)中的聚醚胺為EDR-176，同時EDR-176與脂肪族乙二胺的摩爾比為1:9，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為4800poise。對比例1：制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)采用乙二胺作擴鏈劑，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為5000poise。對比例2：制備方法同實施例1，區(qū)別在于步驟(3)采用乙二胺作擴鏈劑，所得產(chǎn)物在40℃下的表觀粘度為5000poise，步驟(5)中的紡絲速度為800m/min。通過以上實施例和對比例,得到以下測試數(shù)據(jù)。試樣紡絲速度/(m·min-1)斷裂強力DS/g斷裂伸長率/％實施例1120062.8650.3實施例2120058.5620.8實施例3120052.4615.4實施例4120052.2612.1實施例5120064.5678.8對比例1120044.3503.9對比例280053.3545.7備注：力學(xué)性能測試方法采用CMT6101型微機控制電子萬能試驗儀(深圳市新三思材料檢測有限公司)對試樣進行拉伸強度測試。測試前試樣在25℃，相對濕度65％的恒溫恒濕條件下放置4h；測試時拉伸速度為500mm/min，試樣長度為50mm，每個試樣測試5次取平均值得其斷裂強力、斷裂伸長率。當前第1頁1 2 3