專(zhuān)利名稱(chēng)：聚酰胺纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酰胺纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺纖維其柔韌性、彈性回復(fù)率、耐磨性、耐堿性、吸濕性及輕量性方面均較聚酯纖維性能佳，因此，聚酰胺纖維廣泛用于服裝、室內(nèi)裝飾和工業(yè)領(lǐng)域，例如內(nèi)衣、游泳衣、 體操裝、襪子、夾克衫、床單、地毯、女式內(nèi)衣、帳篷、漁網(wǎng)、睡袋、繩索和行李包等。不過(guò)，聚酰胺纖維也有自身存在的缺點(diǎn)，比如說(shuō)一些聚酰胺纖維制品在長(zhǎng)期放置之后會(huì)出現(xiàn)黃變現(xiàn)象，這既嚴(yán)重影響制品的性能，又影響美觀。我們?cè)谘芯烤埘０伏S變現(xiàn)象的機(jī)理之后發(fā)現(xiàn)，聚酰胺分子鏈中的末端氨基是決定性因素。聚酰胺纖維制品在流通階段中，所用包裝材料中可能存在的木質(zhì)素在光、熱以及水分等的作用下分解生成含有羥基以及對(duì)位含有醛基的芳香族化合物(例如，香蘭素)，該芳香族化合物具有升華性能，會(huì)逐漸擴(kuò)散到聚酰胺纖維表面并與聚酰胺分子鏈中的末端氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成亞胺基，最后在氧氣的作用下亞胺基的羥基脫氫生成一種醌型的黃色構(gòu)造體，從而使聚酰胺纖維發(fā)生黃變現(xiàn)象。另外，如果聚酰胺纖維制品所放置的環(huán)境存在苯酚系抗氧化劑的話，一旦該抗氧化劑附著到聚酰胺纖維表面就會(huì)在酸性氣體(例如，氧化氮?dú)?的催化下和纖維中的末端氨基發(fā)生反應(yīng)，而且也會(huì)生成一種醌型的黃色構(gòu)造體，從而使聚酰胺纖維發(fā)生黃變現(xiàn)象。而在消費(fèi)者使用階段中，可能會(huì)使用一些加工藥劑、洗滌用劑或者粘著了污物，而這些物質(zhì)在酸性氣體(例如，氧化氮?dú)?的催化下也會(huì)和纖維中的末端氨基發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致聚酰胺纖維黃變。以往，針對(duì)聚酰胺黃變問(wèn)題也進(jìn)行過(guò)一些防黃變處理，例如，在聚酰胺的聚合階段，通過(guò)添加酸性物質(zhì)與末端氨基反應(yīng)以減少聚酰胺中末端氨基的含量，從而達(dá)到抑制聚酰胺纖維發(fā)黃。不過(guò)，此處理方式會(huì)降低聚酰胺的聚合能力，并且聚合成本也會(huì)大幅增加。 另外，也有在織物階段通過(guò)對(duì)聚酰胺織物進(jìn)行有機(jī)酸或有機(jī)酸酐(例如，醋酸或醋酸酐)處理來(lái)減少一部分末端氨基以抑制纖維發(fā)黃。不過(guò)，這種后期的處理方式也存在工序復(fù)雜且不易控制等缺點(diǎn)。還有的處理方式就是對(duì)所使用的包裝材料進(jìn)行篩選或改進(jìn)以保證聚酰胺纖維不發(fā)生黃變，不過(guò)，此種方式費(fèi)用巨大、可行性差，而且不能根本上解決聚酰胺纖維黃變問(wèn)題。就上述處理方式所出現(xiàn)的問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)一種低成本，工藝簡(jiǎn)單且既不影響聚酰胺纖維性能又能很好的解決黃變問(wèn)題的技術(shù)變得十分必要?，F(xiàn)今隨著纖維紡絲階段的微量添加技術(shù)的成熟，在紡絲階段進(jìn)行微量酸性添加劑的添加，來(lái)達(dá)到控制聚酰胺纖維中末端氨基的含量，從而確保纖維不發(fā)生黃變成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種聚酰胺纖維及制備該纖維的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種聚酰胺纖維，其成纖聚合物是與對(duì)苯二甲酸共聚合、與C2 Cltl的羧酸或者其衍生物共混反應(yīng)后的改性聚酰胺，且該纖維的末端氨基含量為1. OX 10_5 2. 5X 10_5mol/ go前述C2 Cltl的羧酸或者其衍生物優(yōu)先選擇C2 C6的羧酸或者其衍生物。本發(fā)明所述的聚酰胺纖維的制備方法，包括切片干燥、熔融紡絲、卷繞工序，在熔融紡絲工序中，將與對(duì)苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片導(dǎo)入到設(shè)置在螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的料倉(cāng)的同時(shí)，通過(guò)設(shè)置在從料倉(cāng)內(nèi)切片堆積部分的下方起向上至切片堆積高度的10% 50%位置處正上方豎直向下的開(kāi)口配管向料倉(cāng)中連續(xù)添加羧酸或者其衍生物。 連續(xù)添加的羧酸或者其衍生物是經(jīng)過(guò)計(jì)量范圍0 3g/min、標(biāo)準(zhǔn)偏差為士0. 04g/min且設(shè)有盛裝粉體容器的面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置精確計(jì)量后通過(guò)開(kāi)口配管進(jìn)入料倉(cāng)。同時(shí)，前述盛裝粉體的容器與前述切片料倉(cāng)和開(kāi)口配管的內(nèi)部保持相同的壓力。本發(fā)明所述的聚酰胺纖維斷裂伸長(zhǎng)率為35%以上，斷裂強(qiáng)度為5. OcN/dtex以上， 與普通聚酰胺纖維基本相當(dāng)，但是抗香蘭素黃變效果能達(dá)到5級(jí)，抗氧化氮?dú)庑Ч麨?級(jí)以上，耐光效果為4級(jí)以上，明顯優(yōu)于普通聚酰胺纖維制品，另外，本發(fā)明的聚酰胺纖維的末端氨基含量經(jīng)過(guò)測(cè)定確實(shí)得到一定程度的減少。本發(fā)明的聚酰胺纖維還具有較好的服用性，并且能夠滿(mǎn)足做進(jìn)一步加工的要求；本發(fā)明所述的制備方法生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)成本低，易于操作。末端氨基含量測(cè)定方法將1. Og 士 0. 0025g聚合物溶解在大約50ml苯酚-無(wú)水乙醇溶液(質(zhì)量比80 20)中，在常溫下通過(guò)大約N/50鹽酸滴定該溶液，其中終點(diǎn)通過(guò)百里酚藍(lán)指示劑的顏色變化來(lái)確定。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置，通過(guò)設(shè)置在從料倉(cāng)內(nèi)切片堆積部分的下方起向上至切片堆積高度的40%位置處正上方豎直向下的開(kāi)口配管向相對(duì)該切片料倉(cāng)添加0. 3wt%丁二酸酐，兩者共同喂入螺桿擠出機(jī)，且在螺桿擠出機(jī)中混合熔融并反應(yīng)，通過(guò)255°C的紡絲箱體后經(jīng)噴絲板噴出、冷卻、卷繞得到52Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6 纖維末端氨基含量為2. 22X 10_5mol/g。實(shí)施例2:將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置，通過(guò)開(kāi)口配管向相對(duì)該切片料倉(cāng)添加0. 3wt%丁二酸酐，兩者共同喂入螺桿擠出機(jī)，且在螺桿擠出機(jī)中混合熔融并反應(yīng)，通過(guò) 255°C的紡絲箱體后經(jīng)噴絲板噴出、冷卻、卷繞得到31Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為1. 96X 10_5mOl/g。實(shí)施例3:同實(shí)施例1，制得74Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為 1. 86Xl(T5mol/g。實(shí)施例4:
將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置向相對(duì)該聚酰胺6切片添加0. 5wt%丁二酸酐，其余同實(shí)施例1，制得52Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為 2. 18Xl(T5mol/g。實(shí)施例5:將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置向相對(duì)該聚酰胺6切片添加0. 7wt% 癸二酸，其余同實(shí)施例1，制得52Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為 2. 31Xl(T5mol/g。比較例1 將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，且不添加任何添加劑直接紡絲制得52Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為3. 97X 10_5mOl/g。比較例2 將與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片投入熔融紡絲機(jī)的擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的切片料倉(cāng)，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置向相對(duì)該聚酰胺6切片添加1. 丁二酸酐，其余同實(shí)施例1，但此時(shí)紡絲壓力下降嚴(yán)重，從噴絲板孔發(fā)生滴料現(xiàn)象，無(wú)法卷取。
權(quán)利要求
1.一種聚酰胺纖維，其特征在于該纖維的成纖聚合物是與對(duì)苯二甲酸共聚合、與 C2 Cltl的羧酸或者其衍生物共混反應(yīng)后的改性聚酰胺6，且該纖維的末端氨基含量為 1. 0Χ1(Γ5 2. 5Xl(rtiol/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺纖維，其特征在于所說(shuō)C2 Cltl的羧酸或者其衍生物優(yōu)選C2 C6的羧酸或者其衍生物。
3.—種權(quán)利要求1所述的聚酰胺纖維的制備方法，包括切片干燥、熔融紡絲、卷繞工序，其特征在于在熔融紡絲工序中，將與對(duì)苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片導(dǎo)入到設(shè)置在螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口正上方的料倉(cāng)的同時(shí)，通過(guò)開(kāi)口配管向料倉(cāng)中連續(xù)添加羧酸或者其衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚酰胺纖維的制備方法，其特征在于所說(shuō)開(kāi)口配管設(shè)置在從料倉(cāng)內(nèi)切片堆積部分的下方起向上至切片堆積高度的10% 50%位置處正上方豎直向下的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚酰胺纖維的制備方法，其特征在于羧酸或者其衍生物經(jīng)過(guò)計(jì)量范圍0 3g/min、標(biāo)準(zhǔn)偏差為士0. 04g/min且設(shè)有盛裝粉體容器的面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置精確計(jì)量后通過(guò)開(kāi)口配管進(jìn)入料倉(cāng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚酰胺纖維及其制備方法。本發(fā)明的特點(diǎn)是通過(guò)研究聚酰胺黃變機(jī)理，利用粉體微量添加技術(shù)向與對(duì)苯二甲酸共聚合的聚酰胺添加C2～C10的羧酸或者其衍生物，再利用熔融紡絲技術(shù)制得該纖維。該聚酰胺纖維不但具備普通聚酰胺纖維的優(yōu)點(diǎn)，而且黃變抑制效果以及耐光性能夠得到根本上改善，同時(shí)，該纖維后加工性能也較佳。另外，該制備方法成本較低，也易于操作。
文檔編號(hào)D01D5/28GK102337607SQ20101023666
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者單伯軍, 藤森稔, 趙鎖林 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國(guó))有限公司