CN115103870B - 耐沾污支化聚酰胺 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种聚酰胺组合物和制备聚酰胺组合物的方法。所述聚酰胺组合物包含支链以提供更高的纤维韧度，并包含5‑磺基间苯二甲酸的盐或5‑磺基间苯二甲酸的残基以提供优异的耐沾污性。

Description

耐沾污支化聚酰胺
对相关申请的交叉引用
本申请要求2020年2月19日提交的临时申请62/978,465的优先权，其全文经此引用并入本文。
领域
本公开提供具有合意的可加工性和耐沾污性的支化聚酰胺。
背景
高分子量聚酰胺是用于多种应用的合意基材。但是，此类聚合物的合成由于需要从组合物中除去水而变得复杂，这可能是能量密集和劳动密集的。此外，随着分子量增加，粘度增加。当聚酰胺经受加工条件，例如熔融加工时，可能发生该基材的进一步聚合。随着聚合继续，粘度增加，这在如高速纺丝之类的应用中可能导致设备损坏和不一致的加工行为。
另一方面，通常在高速下的纺丝常用于生产尼龙纤维。由此制成的尼龙纤维在物质弄湿纤维时可变得被沾污。已经有一些耐沾污纤维；但是，目前使用的那些在可加工性和/或对更高强度纤维实现更高拉伸比方面遇到困难。希望提供使用已有制造技术容易加工的高度耐沾污纤维。
概述
本公开提供一种聚酰胺组合物和制备聚酰胺组合物的方法，所述聚酰胺组合物根据以下通式：
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子，a = 6至10，b = 6至10，c = 4至10，d =4至10，n = 1至20，p = 1至1000，m = 1至400且x = 4至200。
在其一种形式中，本公开提供一种聚酰胺组合物，其包括下式：
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子，a = 6至10，b = 6至10，c = 4至10，d =4至10，n = 1至20，p = 1至1000，m = 1至400且x = 4至200。
该聚酰胺组合物可包含5-磺基间苯二甲酸的盐的残基。5-磺基间苯二甲酸的盐可选自间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂和间苯二甲酸-5-磺酸钾。5-磺基间苯二甲酸的盐的残基的浓度可为基于聚酰胺组合物的总重量计0.1重量%至15重量%。
该聚酰胺组合物可包含二聚酸的残基，所述二聚酸包含两个各自具有多于5个碳的碳链。二聚酸的残基的浓度可为基于聚酰胺组合物的总重量计6重量%至18重量%。该聚酰胺组合物的总胺端基浓度可为大约5毫摩尔/千克至大约50毫摩尔/千克。
通过GB/T 12006.1-2009/ISO 307:2007测定的该聚酰胺组合物的相对粘度（RV）可为大约2.0至大约7.0 RV。通过ASTM D-789-07测得的该聚酰胺组合物的甲酸粘度可为大约200 FAV至大约950 FAV。根据CIE DE2000的色差ΔE可小于10。
在其另一种形式中，本公开提供由上述任何聚酰胺组合物形成的纤维，所述纤维具有4.8至7.0克/旦的韧度。该纤维可具有6.0至7.0克/旦的韧度。
在其另一种形式中，本公开提供一种制备具有下式的聚酰胺组合物的方法：
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子，a = 6至10，b = 6至10，c = 4至10，d =4至10，n = 1至20，p = 1至1000，m = 1至400且x = 4至200。该方法包括向反应器提供己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸；将己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸在反应器中混合在一起；和使己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸在反应器内在反应温度下反应。
在提供步骤中，5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸的至少一种可为基于聚酰胺组合物的总重量计0.1重量%至15重量%。在提供步骤中，5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸的至少一种可以是选自间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂和间苯二甲酸-5-磺酸钾的5-磺基间苯二甲酸盐。在提供步骤中，二胺可包括己二胺。在提供步骤中，二聚酸可为基于聚酰胺组合物的总重量计6重量%至18重量%。
在反应步骤中，反应器在反应步骤的一部分中可被加压。在反应步骤中，反应器在反应步骤的一部分中可在真空下。在反应步骤中，反应温度可为大约225℃至大约290℃。
在其另一种形式中，本公开提供一种制造纤维的方法。该方法包括挤出如上所述制成的聚酰胺组合物和在大约200米/分钟至大约2,000米/分钟的卷绕速度（take upspeed）下将挤出的聚酰胺组合物纺丝。卷绕速度可为大约400米/分钟至大约1,600米/分钟。
通过参考以下描述，本发明的上述特征和其它特征以及实现它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本发明本身。
附图简述
附图是用于挤出、纺丝和拉伸纤维或长丝的***的一个实例。
详述
聚酰胺组合物可由前体如己内酰胺通过水解、加聚和缩聚反应形成。当这些材料由己内酰胺形成时，打开内酰胺环以形成两个端基：一个胺和一个羧酸或羧酸酯。加聚将内酰胺单体组合成中等分子量低聚物，缩聚将低聚物组合成更高分子量聚合物。
缩聚产生水。除水驱使更高分子量聚合物的形成。当需要更高分子量聚合物时，一种除水方法包括施加增加量的真空。但是，随着混合物内的水变得稀缺和因此更难提取，长时间施加越来越高的真空是不切实际的。
随着胺和羧酸或羧酸酯端基继续相互反应，聚酰胺组合物的分子量也可随时间经过继续增加。这种分子量不稳定性可增加聚酰胺组合物的粘度，以致加工改变或不一致，例如在高速纺丝应用中。
本公开提供耐沾污的支化聚酰胺组合物。该聚酰胺组合物包含二聚酸残基。二聚酸残基为聚酰胺组合物提供分支结构。支化聚酰胺组合物表现出与更高分子量的线性聚合物相似的特性。另外，从支化聚酰胺中除水比从高分子量聚合物中除水容易得多。因此，支化聚酰胺的制备可产生具有高分子量聚合物的合意特性而没有由残留水造成的困难的聚酰胺组合物。
该聚酰胺组合物进一步包含5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸的残基。已经发现，通过将5-磺基间苯二甲酸或5-磺基间苯二甲酸盐并入支化聚酰胺组合物，获得可由聚酰胺组合物使用已有制造技术容易地加工的高度耐沾污纤维。通常，在尼龙共聚物中，二羧酸与二胺是化学计量平衡的。但是，可以过量使用二聚酸和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸以降低胺端基的浓度。不希望受制于任何理论，但相信，胺端基浓度的降低减少了可供主要为酸性的食物污渍结合到聚酰胺组合物上的位置。
降低胺端基的浓度也使聚酰胺组合物的分子量稳定，因为羧酸或羧酸酯末端在不存在与之反应的胺端基的情况下阻止进一步的加聚或缩聚反应。已经发现，与包含5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸一起包含分支的聚酰胺组合物更一致且更可预测地加工成高度耐沾污的产品，如纤维。
本公开提供具有下式的聚酰胺组合物：
式I:
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子；a = 6至10；b = 6至10；c = 4至10；d =4至10；n = 1至20；p = 1至1000；m = 1至400且x = 4至200。要理解的是，式I所述的聚酰胺组合物是无规共聚物。
本公开提供的聚酰胺组合物可由己内酰胺、一种或多种二聚酸、一种或多种二胺和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸形成。所得聚酰胺组合物包含己内酰胺的残基、二聚酸的残基、二胺的残基和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸的残基。
下面显示己内酰胺（也称为己-6-内酰胺、氮杂环庚烷-2-酮（azepan-2-one）和ε-己内酰胺）：
式II:
。
二聚酸可如下所示：
式III:
其中a和b可各自独立地为6至10，且c和d可各自独立地为4至10。二聚酸可以是饱和的，或可以包含一个或多个不饱和键。在式III中由碳原子数c和d标示的两条碳链如式I中所示从聚合物主链中分支出来，由此使式I的聚合物组合物成为支化聚酰胺组合物。这两条分支碳链可各自具有4-10个碳原子。已经发现，具有短链（10个或更少的碳）分支的聚酰胺组合物与其无分支对应物相比表现出更高的熔体粘度，以及在低剪切速率下相对较高的复数粘度，和在高剪切速率下相对较低的复数粘度。
二聚酸，也称为二聚脂肪酸，是通过不饱和脂肪酸的二聚制成的二羧酸。关于二聚酸的附加信息可见于Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 第2卷, 第1-13页。例如，二聚酸可包括可获自Croda International Plc, Edison, NJ的Pripol™1013，或可获自The Chemical Company, Jamestown, RI的C36二聚酸。
该聚酰胺组合物可包含低至4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%或12重量%，或高至13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%或18重量%，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如4重量%至18重量%、5重量%至17重量%、6重量%至16重量%、7重量%至15重量%、8重量%至14重量%、9重量%至13重量%、10重量%至12重量%、12重量%至14重量%、或10重量%至13重量%的量的二聚酸的残基。本文列举的所有重量百分比基于聚酰胺组合物的总重量计。
二胺可以是例如C4-C6直链或支链二胺。例如，二胺可包括可获自Sigma-AldrichCorp, St. Louis, MO的己二胺。
该聚酰胺组合物可包含低至0.5重量%、0.6重量%、0.8重量%、1重量%、1.2重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%或3重量%，或高至3.5重量%、4重量%、5重量%、6重量%、8重量%、10重量%、15重量%或20重量%，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如0.5重量%至20重量%、0.6重量%至15重量%、0.8重量%至10重量%、1重量%至8重量%、1.2重量%至6重量%、1.5重量%至5重量%、2重量%至4重量%、2.5重量%至3.5重量%、1重量%至3重量%、2重量%至6重量%、或4重量%至10重量%的量的二胺的残基。
5-磺基间苯二甲酸的盐可以是间苯二甲酸-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾或其组合。下面显示间苯二甲酸-5-磺酸锂：
式IV:
。
下面显示间苯二甲酸-5-磺酸钠：
式V:
。
下面显示间苯二甲酸-5-磺酸钾：
式VI:
。
该聚酰胺组合物可包含低至0.1重量%（wt.%）、0.5重量%、1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、4重量%或5重量%，或高至6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、12重量%或15重量%，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如0.1重量%至15重量%、0.5重量%至12重量%、1重量%至10重量%、1.5重量%至9重量%、2重量%至8重量%、2.5重量%至7重量%、3重量%至6重量%、4重量%至5重量%、0.5重量%至5重量%、6重量%至15重量%、8重量%至12重量%、或0.5重量%至1.5重量%的量的5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸的残基。
已经表明该聚酰胺组合物表现出优异的耐沾污特性。如上所述，许多常见污渍，如咖啡、葡萄酒和食用色素，在性质上是酸性的。这些材料可能通过与尼龙聚合物中的末端碱性胺基结合而沾污尼龙（聚酰胺）纤维。聚合物中带负电荷的基团可有助于拒斥酸性材料，以使纤维耐沾污。不受制于理论，但相信5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸的残基通过增加聚合物组合物上的负电荷而提高耐沾污性。
耐沾污性的一种量度是总色差ΔE。ΔE是根据CIE DE2000，沾污样品与标准颜色样品相比的视觉感知变化的量度。0的ΔE值是指在沾污样品和标准颜色样品之间没有可测得的差异。大约2的ΔE值通常被认为是人眼可察觉的最小色差。
该聚酰胺组合物的ΔE可小于10、小于9、小于8、小于7、小于6、小于5、小于4、小于3或小于2，或小于在任何两个上述值之间界定的任何范围内的任何值。
胺端基浓度（AEG）可根据以下方程式1通过滴定聚酰胺组合物在70%苯酚和30%甲醇溶剂中的样品所需的盐酸（标准化HCl，0.1N）的量测定：
方程式1:
AEG = (滴定样品所需的mL HCl –滴定空白所需的mL HCl) x (当量浓度HCl) x 1000
以克计的样品重量。
该聚酰胺组合物可具有低至大约5毫摩尔/千克（mmol/kg）、大约10 mmol/kg、大约15 mmol/kg、大约20 mmol/kg或大约25 mmol/kg，或高至大约30 mmol/kg、大约35 mmol/kg、大约40 mmol/kg、大约45 mmol/kg或大约50 mmol/kg，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如大约5 mmol/kg至大约50 mmol/kg、大约10 mmol/kg至大约45 mmol/kg、大约15 mmol/kg至大约40 mmol/kg、大约20 mmol/kg至大约35 mmol/kg、大约25 mmol/kg至大约30 mmol/kg、大约10 mmol/kg至大约35 mmol/kg、大约10 mmol/kg至大约20 mmol/kg或大约30 mmol/kg至大约40 mmol/kg的总胺端基浓度。
该聚酰胺组合物可具有低至大约2.0 RV、大约2.5 RV、大约3.0 RV、大约3.5 RV、大约4.0 RV、大约4.5 RV，或高至大约5.0 RV、大约5.5 RV、大约6.0 RV、大约6.5 RV、大约7.0 RV，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如大约2.0 RV至大约7.0 RV、大约2.5 RV至大约6.5 RV、大约3.0 RV至大约6.0 RV、大约3.5 RV至大约5.5 RV、大约4.0 RV至大约5.0 RV、大约4.5 RV至大约5.0 RV、大约2.0 RV至大约4.5 RV或大约5.0 RV至大约7.0RV的相对粘度（RV）。本文中的所有相对粘度测量值通过GB/T 12006.1-2009/ISO 307:2007测得。
该聚酰胺组合物可具有低至大约200 FAV、大约250 FAV、大约300 FAV、大约350FAV、大约400 FAV、大约450 FAV、大约500或高至大约550 FAV、大约600 FAV、大约650 FAV、大约700 FAV、大约750 FAV、大约800 FAV、大约850 FAV、大约900 FAV或大约950 FAV，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如大约200 FAV至大约950 FAV、大约250 FAV至大约900 FAV、大约300 FAV至大约850 FAV、大约350 FAV至大约800 FAV、大约400 FAV至大约750 FAV、大约450 FAV至大约700 FAV、大约500 FAV至大约650 FAV、大约550 FAV至大约600 FAV、大约350 FAV至大约550 FAV、大约300 FAV至大约600 FAV或大约400 FAV至大约500 FAV的甲酸粘度（FAV）。本文中的所有FAV测量值通过ASTM D-789-07测得。
该聚酰胺组合物可具有通过ASTM D-6869测得的低湿度水平。湿度水平可为小于大约1,500 ppm 、大约1,200 ppm、大约1,000 ppm、大约800 ppm、大约600 ppm、大约500ppm或大约400 ppm，或小于在任何两个上述值之间界定的任何范围内的湿含量。
该耐沾污的支化聚酰胺组合物可如下合成：向反应器提供己内酰胺、二聚酸、二胺和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸和水，将己内酰胺、二聚酸、二胺和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸在反应器中混合在一起，和使己内酰胺、二聚酸、二胺和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸在反应器内在反应温度下反应。二胺可在水溶液中提供。可在反应器内使己内酰胺、二聚酸、二胺和5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸反应之前将水添加到反应器中。反应器在反应步骤的至少一部分过程中可在反应压力下。可向反应器施加真空以除去在反应步骤的过程中生成的水。在反应步骤的至少一部分过程中可继续混合。
反应温度可低至大约225℃、大约230℃、大约235℃，或高至大约260℃、大约270℃、大约280℃、大约290℃，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如大约225℃至大约290℃、大约230℃至大约280℃、大约235℃至大约270℃、大约230℃至大约260℃、大约260℃至大约280℃，或大约260℃至大约270℃。
在提供步骤中，可提供缩合催化剂。合适的缩合催化剂包括例如次磷酸盐或次亚磷酸钠。缩合催化剂可以低至大约50 ppm、大约100 ppm或大约150 ppm，或高至大约200ppm、大约250 ppm或大约300 ppm，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如大约50 ppm至大约300 ppm、100 ppm至大约250 ppm、150 ppm至大约200 ppm、大约50 ppm至大约150 ppm、或大约150 ppm至大约250 ppm的浓度提供。
附图是显示用于由本文公开的聚酰胺组合物形成纤维或长丝的***和方法120的示意图。如该图中所例示，作为进料122向挤出机124的料斗提供聚酰胺组合物，然后在挤出机中熔融并作为纤维128经由喷丝头126泵出。将加热的聚酰胺组合物使用喷丝头126纺丝，喷丝头126可包括一个或多个出口以形成具有圆形或三角形横截面的单独纤维128。然后可以在132处收集单独纤维128并经过一个或多个拉伸辊134拉伸，然后将所得纤维136收集在绕线筒138中（作为纺织品和地毯纤维）。各纤维136可含有少至30、32、34或多至56、58、60根长丝，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如30至60、32至58、或34至56根长丝。
通过上述方法制成的聚酰胺组合物可在中等卷绕速度和提高的拉伸比下挤出和纺丝以形成部分取向丝（POY）和全拉伸丝（FDY）纤维，这能够实现更高强度的纤维制造。
可在低至200米/分钟（m/min）、300 m/min、400 m/min或500 m/min，或高至1,200m/min、1,400 m/min、1,600 m/min、1,800 m/min或2,000 m/min，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如200 m/min至2,000 m/min、300 m/min至1,800 m/min、400 m/min至1,600 m/min、500 m/min至1,400 m/min、1,600 m/min至2,000 m/min、600 m/min至1,200 m/min、或1,200 m/min至2,000 m/min的卷绕速度下形成纤维。
该纤维可具有低至3.0克/旦（gpd）、3.2 gpd、3.4 gpd、3.6 gpd、3.8 gpd、4.0gpd、4.2 gpd、4.4 gpd、4.6 gpd、4.8 gpd或5.0 gpd，或高至5.2 gpd、5.4 gpd、5.6 gpd、5.8 gpd、6.0 gpd、6.2 gpd、6.4 gpd、6.6 gpd、6.8 gpd或7.0 gpd，或在任何两个上述值之间界定的任何范围内，例如3.0 gpd至7.0 gpd、3.2 gpd至6.8 gpd、3.4 gpd至6.6 gpd、3.6gpd至6.4 gpd、3.8 gpd至6.2 gpd、4.0 gpd至6.0 gpd、4.2 gpd至5.8 gpd、4.4 gpd至5.6gpd、4.6 gpd至5.4 gpd、4.8 gpd至5.2 gpd、4.8 gpd至7.0 gpd或5.0 gpd至6.0 gpd的韧度。
尽管已经相对于示例性设计描述了本发明，但本发明可在本公开的精神和范围内作出进一步修改。此外，本申请意在涵盖在本发明所涉领域的已知或常规实践内的对本公开的偏离。
本文所用的短语“在任何两个上述值之间界定的任何范围内”在字面上是指可从在该短语前列举的任何两个值中选择任何范围，无论这些值在该列表的下部还是在该列表的上部。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值或一个较低值和一个较高值。
实施例
实施例1 –包含5-磺基间苯二甲酸盐残基的支化聚酰胺组合物（支化SIPA聚酰胺）的制备
在这一实施例中，展示包含5-磺基间苯二甲酸盐（SIPA）残基的支化聚酰胺组合物的制备。通过为12升不锈钢容器配备螺旋搅拌器来准备反应器。向反应器提供的反应物包括4,760克己内酰胺（AdvanSix Resins and Chemicals LLC, Parsippany, NJ）、672克Pripol™ 1013二聚酸（Croda Incorporated, Wilmington DE）、39.8克间苯二甲酸-5-磺酸钠（Sigma-Aldrich Corp. , St. Louis, MO）和195克基本由70重量%己二胺和30重量%水组成的溶液（Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, MO）。还向反应器提供浓度为大约百万分之100份的次磷酸盐形式的缩合催化剂以及100克去离子水。
将反应物、催化剂和水在反应器中混合在一起。将反应器加热到大约230℃的反应温度并将反应物混合1小时。观察到大约6.5巴的反应器压力。在1小时后，将反应器排气以释放压力。将反应温度保持在230℃并保持1小时，同时用氮气（2 L/min）吹扫反应器并用螺旋搅拌器混合内容物以使聚酰胺组合物的分子量增长。在1小时后，将聚酰胺组合物真空蒸馏并混合直至螺旋搅拌器达到大约55Nm的扭矩极限值。将聚合物组合物从反应器挤出到水槽中以冷却聚酰胺组合物。用造粒机将冷却的聚酰胺组合物造粒以形成聚酰胺组合物的切片。将切片在120℃和大约15 psi的压力下在去离子水中浸提1小时，浸提3次，总时间3小时以除去未反应的己内酰胺。将经冲洗的聚酰胺组合物在真空烘箱中在80℃和28英寸汞柱的真空下干燥以产生湿含量为大约百万分之800份的聚酰胺组合物。
实施例2 –具有和没有支化和5-磺基间苯二甲酸盐残基的聚酰胺组合物的比较
在这一实施例中，将实施例1的支化SIPA聚酰胺组合物的性能与双封端聚酰胺聚合物DTPP（可获自AdvanSix Incorporated, Parsippany, NJ的Aegis® MBM）、未封端尼龙-6（Aegis® H55ZIE，可获自AdvanSix Incorporated）和市售耐沾污聚酰胺聚合物进行比较。实施例1的支化SIPA聚酰胺组合物的复丝纤维通过以6至12磅/小时的速率从单螺杆挤出机挤出支化SIPA聚酰胺组合物制成。该挤出机具有直径2英寸的螺杆和27比1的长径比withmixing。在大约750 psig的挤出机压力（毛细管剪切粘度为3,500-1至7,000 s-1）下将挤出机的区域温度设定为255℃至265℃。使用具有 0.4 mm直径毛细管的喷丝头将纤维纺丝，在从喷丝头出口到第一个从动卷绕辊的大约10英尺的堆叠高度（stack height）上提供横流空气骤冷（40%流量，24℃，50%相对湿度）。
评估实施例1的支化SIPA聚酰胺组合物的复丝纤维在400 mpm至1,600 mpm的卷绕速度下加工以生产一系列POY和FDY样品时的纺丝加工性能和所得拉伸性质。生产的POY/FDY样品纤维为70至2,700旦尼尔，每根纤维有36根单丝。
评估支化SIPA聚酰胺组合物的纤维的韧度和伸长百分率。也将由DTPP、尼龙-6和市售耐沾污聚酰胺聚合物制成的纤维纺丝并进行评估以供比较。结果显示在下表1中。
表1
样品 机械拉伸比 旦尼尔 韧度(gpd) 伸长率(%)
支化SIPA聚酰胺 5.5 712 6.5 30
DTPP 4.6 868 4.6 44
尼龙-6 4.5 806 4.2 41
市售耐沾污聚酰胺 4.0 373 3.8 56
如表1中所示，由实施例1的支化SIPA聚酰胺组合物制成的POY/FDY纤维实现与由DTPP或尼龙-6制成的纤维一样好或更好的机械拉伸比和韧度，和比市售耐沾污聚酰胺好得多的韧度。
评估支化SIPA聚酰胺组合物和对比聚酰胺聚合物的如总色差ΔE所示的耐沾污性。将100 mg FD&C Red 40染料溶解在200毫升水中，并添加柠檬酸以实现大约2.8的pH。将样品置于Red 40染料溶液中30秒，然后用水冲洗。将沾污的样品置于90℃真空烘箱中24小时以干燥。将沾污的样品和未沾污的原始样品缠绕在白色纸板卡上，并用分光光度计（Konica Minolta CM-5 Spectrophotometer）测量颜色以测定CIE L,a,b颜色空间上的L、a和b值。使用方程式2基于颜色测量值计算标准ΔE值。标准ΔE测量由于吸取染料而由沾污引起的颜色变化。
方程式2:
ΔE = ((ΔL2) + (Δa2) + (Δb2))0.5。
标准ΔE测量由于吸取染料而由沾污引起的颜色变化。测量聚合物切片和由聚合物切片形成的纤维。结果显示在表2中。
表2
样品 AEG (mmol/Kg) 5-磺基间苯二甲酸浓度 (重量%) ΔE (切片) ΔE (纤维)
支化SIPA聚酰胺 13 0.8 3 1
DTPP 20 0 31 35
尼龙-6 55 0 43 26
市售耐沾污聚酰胺 9 1.5 4 2
即使与市售耐沾污聚酰胺聚合物相比，该支化SIPA聚酰胺纤维的纤维也表现出惊人优异的耐沾污性。因此，不同于任何对比聚酰胺聚合物，该支化SIPA聚酰胺制成具有优异的机械拉伸比和韧度以及优异的耐沾污性的纤维。

Claims (20)

1.一种聚酰胺组合物，其包括下式：
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子；
a＝6至10；
b＝6至10；
c＝4至10；
d＝4至10；
n＝1至20；
p＝1至1000；
m＝1至400和
x＝4至200。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺组合物包含5-磺基间苯二甲酸的盐的残基。
3.根据权利要求2所述的聚酰胺组合物，其中5-磺基间苯二甲酸的盐选自间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂和间苯二甲酸-5-磺酸钾。
4.根据权利要求2所述的聚酰胺组合物，其中5-磺基间苯二甲酸的盐的残基的浓度为基于聚酰胺组合物的总重量计0.1重量％至15重量％。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺组合物包含二聚酸的残基，所述二聚酸包含两个各自具有多于5个碳的碳链。
6.根据权利要求5所述的聚酰胺组合物，其中二聚酸的残基的浓度为基于聚酰胺组合物的总重量计6重量％至18重量％。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺组合物的总胺端基浓度为5毫摩尔/千克至50毫摩尔/千克。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中通过GB/T12006.1-2009/ISO307:2007测定的所述聚酰胺组合物的相对粘度(RV)为2.0至7.0RV。
9.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中通过ASTMD-789-07测得的所述聚酰胺组合物的甲酸粘度为200FAV至950FAV。
10.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中根据CIEDE2000的色差ΔE小于10。
11.由根据权利要求1所述的聚酰胺组合物形成的纤维，所述纤维具有3.0至7.0克/旦的韧度。
12.根据权利要求11所述的纤维，其具有6.0至7.0克/旦的韧度。
13.一种制备具有下式的聚酰胺组合物的方法：
其中M是锂离子、钠离子、钾离子或氢离子，a＝6至10，b＝6至10，c＝4至10，d＝4至10，n＝1至20，p＝1至1000，m＝1至400且x＝4至200，所述方法包括：
向反应器提供己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐或5-磺基间苯二甲酸；
将己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸在反应器中混合在一起；和
使己内酰胺、二聚酸、二胺和以下至少一种：5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸在反应器内在反应温度下反应。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在提供步骤中，5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸的至少一种为基于聚酰胺组合物的总重量计0.1重量％至15重量％。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，在提供步骤中，5-磺基间苯二甲酸盐和5-磺基间苯二甲酸的至少一种是选自间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂和间苯二甲酸-5-磺酸钾的5-磺基间苯二甲酸盐。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，在提供步骤中，二胺包括己二胺。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，在提供步骤中，二聚酸为基于聚酰胺组合物的总重量计6重量％至18重量％。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，在反应步骤中，反应器在反应步骤的一部分中被加压。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，在反应步骤中，反应器在反应步骤的一部分中在真空下。
20.根据权利要求13所述的方法，其中，在反应步骤中，反应温度为225℃至290℃。
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