CN116178707A - 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法 - Google Patents

一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116178707A
CN116178707A CN202111428728.0A CN202111428728A CN116178707A CN 116178707 A CN116178707 A CN 116178707A CN 202111428728 A CN202111428728 A CN 202111428728A CN 116178707 A CN116178707 A CN 116178707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyamide
temperature
segment
fully drawn
drawn yarn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111428728.0A
Other languages
English (en)
Inventor
徐晓辰
秦兵兵
孙朝续
刘修才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cathay R&D Center Co Ltd
CIBT America Inc
Original Assignee
Cathay R&D Center Co Ltd
CIBT America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cathay R&D Center Co Ltd, CIBT America Inc filed Critical Cathay R&D Center Co Ltd
Priority to CN202111428728.0A priority Critical patent/CN116178707A/zh
Publication of CN116178707A publication Critical patent/CN116178707A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/36—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino acids, polyamines and polycarboxylic acids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/02—Heat treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12—Stretch-spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/04—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers
    • D01F11/08—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/80—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyamides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本发明涉及聚酰胺技术领域，公开了一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法，所述生物基聚酰胺共聚物包括如下链段：链段A)：‑NH(CH2)5NH‑链段和‑CO(CH2)4CO‑链段，和，链段B)：‑NH(CH2)5CO‑链段；其中，链段A)的摩尔占比为10‑30％，链段B)的摩尔占比为70‑90％，或者，链段A)的摩尔占比为70‑90％，链段B)的摩尔占比为10‑30％。本发明制得的聚酰胺全牵伸丝具有良好的机械力学性能，高收缩性和染色均匀性。

Description

一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及 其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酰胺技术领域，具体涉及一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法。
背景技术
聚酰胺纤维是除了聚酯纤维以外的第二大纺织合成纤维，聚酰胺纤维因具有结实耐磨、密度小、织物轻、弹性好等特点和良好的穿着舒适性，产能和产量增长显著。高收缩纤维作为一种新型纺织纤维原料，赋予了聚酰胺纤维的高热收缩特性，进一步拓宽了聚酰胺的纺织应用和产品开发，丰富纺织织物品种。
CN105887218A公开了一种锦纶高收缩纤维及其制备方法，其特征是采用PA6切片和PA66切片共混熔融纺丝制得高收缩纤维，采用共混方式难以实现产品性能的稳定，且工业化生产中原料干切片的共混不易实现。
CN104975362A公开了一种锦纶高收缩复合裂瓣型全牵伸丝及其制备方法，其中复合纤维的高收缩组分为聚酯与聚酰胺进行复合生产裂瓣型全牵伸丝，且其全牵伸丝的沸水收缩率小于10％，并非真正意义上的高收缩聚酰胺纤维。
我国锦纶高收缩纤维市场和产品开发缓慢，国内几乎没有厂家生产，主要依赖于少数国家的进口，高收缩纤维对拓展锦纶的纺织应用和产品开发，提升织物面料的新颖性和花式品种将会起到积极的作用，具有良好的社会和经济效益。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的之一在于提供一种生物基聚酰胺共聚物，所述生物基聚酰胺共聚物包括如下链段：
链段A)：-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段，和，
链段B)：-NH(CH2)5CO-链段；
其中，链段A)的摩尔占比为10-30％，链段B)的摩尔占比为70-90％，或者，链段A)的摩尔占比为70-90％，链段B)的摩尔占比为10-30％。
根据本发明一种具体的实施方式，在所述生物基聚酰胺共聚物中，链段A)的摩尔占比为10-30％，例如10％、13％、15％、18％、20％、22％、24％、25％、27％、28％、30％等；链段B)的摩尔占比为70-90％，例如70％、73％、75％、77％、80％、82％、84％、85％、88％、89％、90％等。
根据本发明另一种具体的实施方式，在所述生物基聚酰胺共聚物中，链段A)的摩尔占比为70-90％，例如70％、75％、80％、85％、90％等；链段B)的摩尔占比为10-30％，例如10％、15％、20％、25％、30％等。
于一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物的熔点为160-260℃，优选为180-225℃。
于一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物的相对粘度为2.2-3.0，优选为2.4-2.8。
于一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物的端氨基含量为30-60mmol/kg，优选为40-55mmol/kg。
于一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物的含水量为400-800ppm，优选为500-600ppm。
于一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物的结晶温度为100-220℃，优选为120-190℃。
于本发明一些实施方式中，所述生物基聚酰胺共聚物以己二酸戊二胺盐和己内酰胺为原料通过共聚得到，其中己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(10-30)∶(70-90)，或者，己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(70-90)∶(10-30)。
根据本发明一种优选的实施方式，己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(10-30)∶(70-90)，例如10∶90、15∶85、20∶80、25∶75、30∶70等。
根据本发明另一种优选的实施方式，己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(70-90)∶(10-30)，例如70∶30、75∶25、80∶20、85∶15、90∶10等。
本发明目的之二在于提供一种生物基聚酰胺共聚物的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)将己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按比例混合，加热浓缩；2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至0.5-1.8MPa，排气、保压，再降压使反应体系内压力降至0-0.2MPa，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.015至-0.06MPa，得到共聚物，最后切粒、干燥得到所述生物基聚酰胺共聚物。
于一些实施方式中，步骤1)中，所述加热浓缩的温度为110-180℃，优选为130-160℃。
于一些实施方式中，步骤2)中，所述保压结束时反应体系的温度为200-280℃，优选为210-250℃。
于一些实施方式中，步骤2)中，所述降压结束后反应体系的温度为200-300℃，优选为210-260℃。
于一些实施方式中，步骤2)中，所述抽真空后的温度为200-280℃，优选为210-250℃。
于一些实施方式中，步骤2)中，所述抽真空的时间为15-45min，优选为20-40min。
于一些实施方式中，步骤2)中，所述干燥处理的设备为真空转鼓干燥机或连续减湿热氮气干燥机。
于一些实施方式中，所述干燥处理的温度为80-120℃，进一步为90-110℃。
于一些实施方式中，在步骤1)中的任一阶段加入添加剂，所述添加剂根据聚合工艺设计和聚合物功能性要求进行选择，包括封端剂、消泡剂、催化剂、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂和抗静电剂中的任意一种或两种以上的组合。本发明对所述添加剂的加入量没有特别的限定，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择。
本发明目的之三在于提供一种聚酰胺全牵伸丝的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将如前所述的生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
于一些实施方式中，步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为200-300℃。
于一些实施方式中，步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为200-290℃，优选为220-260℃；所述喷丝孔的孔径为0.18-0.30mm，优选为0.20-0.25mm，长径比为(2.0-3.5)∶1，优选为(2.5-3.0)∶1。
于一些实施方式中，所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为18-23℃；所述侧吹风的风速为0.35-0.55m/s；所述侧吹风的相对湿度为65-85％。
于一些实施方式中，所述集束上油油剂浓度为6.0-15.0％，优选为8.0-12.0％，例如可选用常规锦纶一步法全牵伸丝油剂。
于一些实施方式中，步骤S3中，所述拉伸定型的温度为50-250℃，进一步为70-235℃，更进一步为100-235℃。
于一些实施方式中，所述拉伸倍率为1.2-3.0倍，优选为1.5-2.0倍。
于一些实施方式中，所述卷绕速度为4000-5000m/min，优选为4300-4800m/min。
本发明目的之四在于提供一种由如前所述的方法制备得到的聚酰胺全牵伸丝，所述聚酰胺全牵伸丝的沸水收缩率为20-60％，优选为30-60％，更优选为35-60％，进一步优选为45-60％，更进一步优选为50-60％；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的断裂强度大于3.0cN/dtex，和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的断裂伸长率小于60％，优选为小于50％；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的线密度为22.2-166.7dtex，单丝线密度为1.0-6.6dtex，孔数为24-48f；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的染色均匀度(灰卡)为≥4.0级，优选为≥4.5级。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用本发明提供的方法可以制备不同热收缩率系列的聚酰胺全牵伸丝，是一种新型的纺织纤维材料，纤维具有良好的断裂强度、吸湿性能和染色均匀性，全牵伸丝的热收缩率最高可达50％以上，可以用于制作具有独特风格的织物面料，可用于赋予织物毛感柔软而有凉感、致密的绒毛特点。近年来高收缩纤维的应用需求得到较快的增长，产品开发和应用领域不断拓宽，聚酰胺纤维面料的穿着舒适性和柔软性等将促进高收缩聚酰胺纤维及面料良好的发展前景。另外，本发明优选生物基戊二胺与己二酸成盐、并与己内酰胺共聚，赋予成品纤维一定比例的生物基含量，顺应碳中和与纤维制造低碳环保的发展要求。
具体实施方式
下面为本发明的具体实施例，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。在本发明中，若非特指，所采用的设备和原料等均从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
己二酸戊二胺盐来自于凯赛生物的生物基戊二胺和石油基己二酸制得，己内酰胺为纤维级市售产品。
本发明中涉及的主要性能参数的检测方法如下所示：
(1)相对粘度
通过乌氏粘度计浓硫酸法：准确称量干燥后的共聚切片样品0.25+0.0002g，加入50ml浓硫酸(96％)溶解，在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸流经时间t0和共聚物样品溶液流经时间t。
相对粘度计算公式：相对粘度＝t/t0；其中t-溶液流经时间；t0-溶剂流经时间。
(2)含水量：按照卡尔费休水份滴定仪测定。
(3)端氨基含量；按照自动滴定仪测定。
(4)熔点和结晶温度：根据DSC差示扫描量热仪进行测试，起始温度为室温，升温速率10℃/min，最终温度275℃。
(5)断裂强度、断裂伸长率：参考GB/T 14344化学纤维长丝拉伸性能试验方法。
(6)沸水收缩率：参考GB/T 6505化学纤维长丝热收缩率试验方法。
(7)染色均匀度(灰卡)/级：FZ/T 50008锦纶长丝染色均匀度试验方法。
实施例1
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为10∶90混合，加入450ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在150℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为235℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为240℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.045MPa，抽真空的时间为30min，抽真空后的温度为238℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为10％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为90％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为245℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为242℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm；长径比为2.5∶1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为21℃；所述侧吹风的风速为0.42m/s；所述侧吹风的相对湿度为75％。
所述集束上油油剂浓度为10.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为155℃；所述拉伸倍率为1.50倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例2
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为20∶80混合，加入450ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在150℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为220℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为225℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.046MPa，抽真空的时间为30min，抽真空后的温度为223℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为100℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为20％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为80％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为225℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为222℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5∶1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为22℃；所述侧吹风的风速为0.42m/s；所述侧吹风的相对湿度为75％。
所述集束上油油剂浓度为10.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为140℃；所述拉伸倍率为1.5倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例3
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为30∶70混合，加入420ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在150℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为210℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为215℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.045MPa，抽真空的时间为30min，抽真空后的温度为214℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为102℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为30％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为70％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为220℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为210℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5：1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为22℃；所述侧吹风的风速为0.40m/s；所述侧吹风的相对湿度为73％。
所述集束上油油剂浓度为10.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为130℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例4
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为70∶30混合，加入410ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和TiO2浆料)，在145℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为235℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为240℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.05MPa，抽真空的时间为32min，抽真空后的温度为238℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为70％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为30％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为245℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为243℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5：1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为22℃；所述侧吹风的风速为0.45m/s；所述侧吹风的相对湿度为76％。
所述集束上油油剂浓度为10.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为150℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例5
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为80：20混合，加入450ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在155℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为245℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为250℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.05MPa，抽真空的时间为32min，抽真空后的温度为248℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为80％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为20％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为255℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为252℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5∶1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为23℃；所述侧吹风的风速为0.46m/s；所述侧吹风的相对湿度为78％。
所述集束上油油剂浓度为11.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为170℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例6
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为90∶10混合，加入455ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在155℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为255℃，再降压使反应体系内压力降至0.05MPa，降压结束后反应体系的温度为260℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.055MPa，抽真空的时间为35min，抽真空后的温度为260℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为90％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为10％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为265℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为265℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5：1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为23℃；所述侧吹风的风速为0.50m/s；所述侧吹风的相对湿度为75％。
所述集束上油油剂浓度为11.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为190℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例7
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为80∶20混合，加入440ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在155℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为245℃，再降压使反应体系内压力降至0.047MPa，降压结束后反应体系的温度为250℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.05MPa，抽真空的时间为32min，抽真空后的温度为250℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，链段A)的摩尔占比为80％，链段B)的摩尔占比为20％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为255℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为255℃；所述喷丝孔的孔径为0.22mm，长径比为2.5∶1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为23℃；所述侧吹风的风速为0.48m/s；所述侧吹风的相对湿度为76％。
所述集束上油油剂浓度为11.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为150℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
实施例8
生物基聚酰胺共聚物的制备
1)将浓度为60wt％的己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按照己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为80∶20混合，加入440ppm的添加剂(包括醋酸、消泡剂和催化剂)，在155℃下加热浓缩；
2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至1.75MPa，排气、保压，保压结束时反应体系的温度为245℃，再降压使反应体系内压力降至0.048MPa，降压结束后反应体系的温度为250℃，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.046MPa，抽真空的时间为32min，抽真空后的温度为249℃，最后出料、经过铸带、水下切粒，制得湿切片，将该湿切片在连续减湿热氮气干燥机中干燥，干燥温度为105℃，得到生物基聚酰胺共聚物，其中，-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段的摩尔占比为80％，-NH(CH2)5CO-链段的摩尔占比为20％。所得生物基聚酰胺共聚物的物性参数列于表1中。
聚酰胺全牵伸丝的制备
S1、将上述生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为255℃。
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为253℃；所述喷丝孔的孔径为0.23mm，长径比为2.5∶1。
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为23℃；所述侧吹风的风速为0.50m/s；所述侧吹风的相对湿度为72％。
所述集束上油油剂浓度为11.0％。
步骤S3中，采用一对热牵伸辊进行拉伸定型，所述拉伸定型的温度为150℃；所述拉伸倍率为1.55倍，所述卷绕速度为4500m/min。
所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
对比例1
取相对粘度为2.72、端氨基含量为45.5mmol/kg、熔点为255.4℃、结晶温度为218.7℃的大有光PA56切片，按照与实施例5相同的方法制备聚酰胺全牵伸丝，其性能指标测试结果列于表1中。
对比例2
取相对粘度为2.55、端氨基含量为43.2mmol/kg、熔点为219.3℃、结晶温度为175.1℃的大有光PA6切片，按照与实施例5相同的方法制备聚酰胺全牵伸丝，其性能指标测试结果列于表1中。
对比例3
聚酰胺56树脂：相对粘度为2.72、端氨基含量为45.5mmol/kg、熔点为255.1℃、结晶温度为219℃。
聚酰胺6树脂：相对粘度为2.55、端氨基含量为43.2mmol/kg、熔点为218.9℃、结晶温度为175℃。
S1、将上述聚酰胺56树脂与聚酰胺6树脂按照摩尔比为80：20混合均匀，然后加热至熔融状态，形成聚酰胺共混熔体；
S2、将所述聚酰胺共混熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
步骤S1、S2、S3中涉及的工艺参数与实施例5保持一致，所得聚酰胺全牵伸丝的性能指标测试结果列于表1中。
Figure BDA0003376880180000191
由表1的结果可知，采用本发明提供的方法可以制备不同热收缩率系列的聚酰胺全牵伸丝，全牵伸丝的热收缩率最高可达50％以上，该全牵伸丝具有良好的断裂强度、染色均匀性以及高收缩特性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物基聚酰胺共聚物，其特征在于，所述生物基聚酰胺共聚物包括如下链段：
链段A)：-NH(CH2)5NH-链段和-CO(CH2)4CO-链段，和，
链段B)：-NH(CH2)5CO-链段；
其中，链段A)的摩尔占比为10-30％，链段B)的摩尔占比为70-90％，或者，链段A)的摩尔占比为70-90％，链段B)的摩尔占比为10-30％。
2.根据权利要求1所述的生物基聚酰胺共聚物，其特征在于，所述生物基聚酰胺共聚物的熔点为160-260℃，优选为180-225℃；和/或
所述生物基聚酰胺共聚物的相对粘度为2.2-3.0，优选为2.4-2.8；和/或
所述生物基聚酰胺共聚物的端氨基含量为30-60mmol/kg，优选为40-55mmol/kg；和/或
所述生物基聚酰胺共聚物的含水量为400-800ppm，优选为500-600ppm；和/或
所述生物基聚酰胺共聚物的结晶温度为100-220℃，优选为120-190℃。
3.根据权利要求1所述的生物基聚酰胺共聚物，其特征在于，所述生物基聚酰胺共聚物以己二酸戊二胺盐和己内酰胺为原料通过共聚得到，其中己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(10-30)：(70-90)，或者，己二酸戊二胺盐与己内酰胺的摩尔比为(70-90)：(10-30)。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的生物基聚酰胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)将己二酸戊二胺盐水溶液与液态己内酰胺按比例混合，加热浓缩；2)首先进行预聚合，使反应体系内压力升至0.5-1.8MPa，排气、保压，再降压使反应体系内压力降至0-0.2MPa，然后真空条件下进行终缩聚，抽真空至真空度为-0.015至-0.06MPa，得到共聚物，最后切粒、干燥得到所述生物基聚酰胺共聚物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述加热浓缩的温度为110-180℃，优选为130-160℃；和/或
步骤2)中，所述保压结束时反应体系的温度为200-280℃，优选为210-250℃；和/或
步骤2)中，所述降压结束后反应体系的温度为200-300℃，优选为210-260℃；和/或
步骤2)中，所述抽真空后的温度为200-280℃，优选为210-250℃；和/或
步骤2)中，所述抽真空的时间为15-45min，优选为20-40min；和/或
步骤2)中，所述干燥处理的设备为真空转鼓干燥机或连续减湿热氮气干燥机；和/或
步骤2)中，所述干燥处理的温度为80-120℃，进一步为90-110℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤1)中的任一阶段加入添加剂，所述添加剂根据聚合工艺设计和聚合物功能性要求进行选择，包括封端剂、消泡剂、催化剂、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、结晶成核剂、荧光增白剂和抗静电剂中的任意一种或两种以上的组合。
7.一种聚酰胺全牵伸丝的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将如权利要求1-3中的任一项所述的生物基聚酰胺共聚物加热至熔融状态，形成共聚酰胺熔体；
S2、将所述共聚酰胺熔体通过熔体管道输送到纺丝箱体中，经计量泵准确计量后，注入到纺丝组件中，从喷丝孔挤出，经过冷却成形、集束上油得到初生纤维；
S3、对所述初生纤维进行拉伸、定型、网络、卷绕，得到聚酰胺全牵伸丝。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述生物基聚酰胺共聚物通过螺杆挤出机加热熔融，加热熔融温度为200-300℃；和/或
步骤S2中，所述纺丝箱体的温度为200-290℃，优选为220-260℃；所述喷丝孔的孔径为0.18-0.30mm，优选为0.20-0.25mm，长径比为(2.0-3.5)：1，优选为(2.5-3.0)：1；和/或
所述冷却为通过侧吹风进行冷却，所述侧吹风的风温为18-23℃；所述侧吹风的风速为0.35-0.55m/s；所述侧吹风的相对湿度为65-85％；和/或
所述集束上油油剂浓度为6.0-15.0％，优选为8.0-12.0％；和/或
步骤S3中，所述拉伸定型的温度为50-250℃，进一步为70-235℃；和/或
所述拉伸倍率为1.2-3.0倍，优选为1.5-2.0倍；和/或
所述卷绕速度为4000-5000m/min，优选为4300-4800m/min。
9.一种由权利要求7或8所述的方法制备得到的聚酰胺全牵伸丝。
10.根据权利要求9所述的聚酰胺全牵伸丝，其特征在于，所述聚酰胺全牵伸丝的沸水收缩率为20-60％，优选为30-60％，更优选为35-60％；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的断裂强度大于3.0cN/dtex，和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的断裂伸长率小于65％，优选小于50％；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的线密度为22.2-166.7dtex，孔数为24-48f；和/或
所述聚酰胺全牵伸丝的染色均匀度(灰卡)为≥4.0级，优选为≥4.5级。
CN202111428728.0A 2021-11-26 2021-11-26 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法 Pending CN116178707A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111428728.0A CN116178707A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111428728.0A CN116178707A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116178707A true CN116178707A (zh) 2023-05-30

Family

ID=86442809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111428728.0A Pending CN116178707A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116178707A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106868624B (zh) 一种聚酰胺5x高强丝及其制备方法
CN106835329B (zh) 一种聚酰胺5x中强丝及其制备方法
JP6430385B2 (ja) ポリアミド衣料の織編用糸及び生地、並びにそれから作られた衣類
CN111411405B (zh) 一种高强聚酰胺56工业丝及其制备方法与应用
CN111918990B (zh) 聚酰胺纤维及机织针织物、和聚酰胺纤维的制造方法
CN112626626B (zh) 一种聚酰胺56长丝一步连续成型与柔性变形制备工艺及设备
WO2011122272A1 (ja) 吸湿性繊維およびその製造方法
CN112095163B (zh) 一种生物基聚酰胺短纤维聚纺牵定一体化成型制备方法及设备
RU2534767C2 (ru) Волокно из полностью ароматического полиамида метатипа
CN112410916A (zh) 一种低沸水收缩率的聚酰胺56纤维及其制备方法和应用
JP2007534789A (ja) 蛍光増白剤を含むポリアミド組成物、それから製造された糸、およびかかる糸のヒートセッティング方法
CN108505134B (zh) 一种聚酰胺5x纤维及其制备方法
CN106480531B (zh) 一种尼龙纤维
CN116178707A (zh) 一种生物基聚酰胺共聚物及其制备方法、聚酰胺全牵伸丝及其制备方法
CN107541805B (zh) 一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6预取向丝及其制备方法
TWI725070B (zh) 可高溫染色的聚醯胺纖維
CN114250527B (zh) 一种聚酰胺5x全牵伸丝及其制备方法与应用
CN108138378B (zh) 吸湿性、防皱性优异的芯鞘复合截面纤维
TW201821477A (zh) 尼龍聚合物
KR20100021790A (ko) 산업용 나일론 66 고강력 원사 및 이의 제조방법
JP7431334B2 (ja) ポリアミド５ｘ繊維、その調製方法、およびその使用
CN106829633B (zh) 一种聚酰胺纤维卷装及其生产方法
CN107502972B (zh) 一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺6全牵伸丝及其制备方法
US20230110442A1 (en) Industrial polyamide yarn, preparation method therefor, and use thereof
CN114293278B (zh) 一种聚酰胺5x全牵伸丝及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination