專利名稱：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)：
由于聚酰胺纖維的諸多性能(例如，柔韌性、彈性回復(fù)率、耐磨性、耐堿性、吸濕性及輕量性)均要優(yōu)于聚酯纖維，因此，聚酰胺纖維用途廣泛。不過，聚酰胺纖維自身也存在缺點，比如說，一些聚酰胺纖維制品在長期放置之后會出現(xiàn)黃變現(xiàn)象，這既嚴(yán)重影響制品的性能，又影響美觀。所謂的黃變現(xiàn)象是指含有羥基且對位含有醛基的芳香族化合物(例如， 香蘭素)，或者苯酚系抗氧化劑(例如，BHT)，或者一些加工藥劑、洗滌用劑甚至粘著的污物，與聚酰胺纖維分子鏈中的末端氨基發(fā)生一系列反應(yīng)，最終形成一種醌型的黃色構(gòu)造體。以往，針對聚酰胺黃變問題也進(jìn)行過一些防黃變處理，例如，在聚酰胺的聚合階段，通過添加酸性物質(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，此處理方式會降低聚酰胺的聚合能力，并且聚合成本也會大幅增加。 另外，也有在織物階段通過對聚酰胺織物進(jìn)行有機酸或有機酸酐(例如，醋酸或醋酸酐)處理來減少一部分末端氨基以抑制纖維發(fā)黃。不過，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。還有的處理方式就是對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，此種方式費用巨大、可行性差，而且不能根本上解決聚酰胺纖維黃變問題。就上述處理方式所出現(xiàn)的問題，研究開發(fā)一種低成本，工藝簡單且既不影響聚酰胺纖維性能又能很好的解決黃變問題的技術(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色調(diào)白且不易發(fā)生黃變的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—種聚酰胺纖維，其成纖聚合物是與對苯二甲酸共聚合、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/ g，纖維色調(diào)的白度值在55以上。所述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，在切片干燥的工序中，將與對苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片的水分率控制在1000 3000ppm，在熔融紡絲工序中，將前述切片導(dǎo)入到設(shè)置在螺桿擠出機進(jìn)料口正上方的料倉的同時，通過開口配管向料倉中連續(xù)添加羧酸或者其衍生物。所說開口配管設(shè)置在從料倉內(nèi)切片堆積部分的下方起向上至切片堆積高度的10% 40%位置處正上方豎直向下的位置。所述聚酰胺6切片的水分率控制范圍為1000 3000ppm，如果切片的水分率低于 lOOOppm，雖然耐黃變性能可以達(dá)到要求，但是纖維色調(diào)的白度值不高；如果切片的水分率高于3000ppm，雖然纖維色調(diào)的白度值可以達(dá)到要求，但是耐黃變性能以及纖維強度等基本物性有變差的趨勢。聚酰胺6切片的水分率控制范圍優(yōu)選為1700 2300ppm。本發(fā)明所述的聚酰胺纖維色調(diào)的白度值在55以上，斷裂伸長率為35%以上，斷裂強度為4. 5cN/dtex以上，與未經(jīng)過本發(fā)明技術(shù)處理的聚酰胺纖維相比，基本相當(dāng)；但是抗香蘭素黃變效果能達(dá)到5級，抗氧化氮氣黃變效果為4級以上，抗苯酚黃變效果為4級以上，耐光效果為4級以上，末端氨基含量1. OX 10_5 2. 5X 10_5mol/g，性能有極大提高。本發(fā)明的聚酰胺纖維還具有較好的服用性，并且能夠滿足做進(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。末端氨基含量測定方法將1. Og 士 0. 0025g聚合物溶解在大約50ml苯酚-無水乙醇溶液(質(zhì)量比80 20)中，在常溫下通過大約N/50鹽酸滴定該溶液，其中終點通過百里酚藍(lán)指示劑的顏色變化來確定。纖維色調(diào)的白度值測定方法將該纖維制成編物，再用“Datacolor 650分光光度儀”進(jìn)行測定。香蘭素黃變測定方法選取經(jīng)、緯約5cm的試驗片及尼龍沾色試驗白布各1枚，測量各自重量，并記錄，用蒸餾水配制香蘭素0. 2wt %的水溶液。從選取試驗片及尼龍沾色白布的測定重量中，各自提取浴比1 50的香蘭素水溶液，放進(jìn)200 500cc的試驗容器中， 并向試驗容器中加約2L軟水，用10分鐘將液溫從常溫升溫至50°C。升溫后，在50°C的狀態(tài)保持1分鐘后，取出試驗片及尼龍沾色白布，吊干風(fēng)干。試驗片試驗前后顏色的變化與變退色用灰色分級卡進(jìn)行比較區(qū)分等級，沾色白布試驗前后顏色的變化與污染用灰色分級卡進(jìn)行比較區(qū)分等級。氧化氮氣黃變測定方法選取經(jīng)約9cm，緯約IOcm的試驗片1塊，制成BHT的 0. 5wt%甲醇溶液。將濾紙浸漬在ΒΗΤ0. 5wt%甲醇溶液中，取出通風(fēng)吸引，風(fēng)干約30分鐘。 風(fēng)干的濾紙裁斷成經(jīng)10cm，緯3cm，以經(jīng)向折成二折，將折成二折的濾紙與試驗片制成縫合的復(fù)合試驗片，將復(fù)合試驗片放入規(guī)定的試驗機中。將試驗機的條件如下調(diào)整，將復(fù)合試驗片以規(guī)定的時間處理NO2 濃度20ppm(NA 儲氣瓶 IOOppm/ 空氣一N0220ppm)先是10°C，40% RH下60分鐘處理，再在40°C，95% RH下60分鐘處理，進(jìn)行2個循環(huán)，共4小時。取出處理后的復(fù)合試驗片解開接縫，拿去含有ΒΗΤ0. 5wt%甲醇溶液濾紙。試驗片試驗前后的變黃程度與變褪色用灰色分級卡進(jìn)行比較區(qū)分等級。苯酚黃變測定方法選取(30士2)mmX (100士2)mm的試驗片1枚和(100士2) mmX (75士2mm)且20°C時密度為(88士7) g/m2的DTNP甲醛溶液的試紙，將試紙對折，把試驗片夾到試紙中間，再用2塊(100 士 l)mmX 00 士 l)mmX (3 士 0. 5)mm大小的玻璃片夾住，最后用3層G00士5)mmX Q00士5)mm，厚63um的不含BHT的聚乙烯薄膜包緊并用膠帶密封，將空氣排除在包裹外。對包裹增加5士0. Ikg的荷重后放置在已經(jīng)升溫到50士3°C的烘箱中， 經(jīng)過16小時士 15分鐘后，關(guān)閉設(shè)備取出包裹。打開塑料包裹，并將測試樣品從玻璃片中拿出，讓測試樣品在5到10分鐘的時間內(nèi)冷卻(室溫)。由于酚黃變現(xiàn)象是一個可逆反應(yīng)，結(jié)果評定必須在包裹打開后立即進(jìn)行評定。測試樣品與進(jìn)行準(zhǔn)備的原始織物對比，在D65光源燈下使用灰卡IS0105A03對每個樣品進(jìn)行著色評定。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例1 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，并投入熔融紡絲機的擠出機進(jìn)料口正上方的切片料倉，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置，通過設(shè)置在從料倉內(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口配管向該切片料倉添加0. 丁二酸酐，兩者共同喂入螺桿擠出機，且在螺桿擠出機中混合熔融并反應(yīng)，通過250°C的紡絲箱體后經(jīng)噴絲板噴出、冷卻、卷繞得到56Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 18 X 10-5mol/g,纖維色調(diào)的白度值為67. 3。實施例2 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到lOOOppm，其余同實施例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 16X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為55. 6。實施例3 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到3000ppm，其余同實施例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 18X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為75. 4。實施例4 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，并投入熔融紡絲機的擠出機進(jìn)料口正上方的切片料倉，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置，通過開口配管向該切片料倉添加0. 5wt%丁二酸酐，兩者共同喂入螺桿擠出機，且在螺桿擠出機中混合熔融并反應(yīng)，通過250°C的紡絲箱體后經(jīng)噴絲板噴出、冷卻、卷繞得到56Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. IlX 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為66. 7。實施例5 同實施例1，制得31Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為 2. 20X10_5mol/g，纖維色調(diào)的白度值為67. 1。實施例6 同實施例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 2. 16X10_5mol/g，纖維色調(diào)的白度值為66. 5。實施例7 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，并投入熔融紡絲機的擠出機進(jìn)料口正上方的切片料倉，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置向相對該聚酰胺6切片添加0. 7wt%癸二酸，其余同實施例1，制得56Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 31X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為68. 2。比較例1 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，并投入熔融紡絲機的擠出機進(jìn)料口正上方的切片料倉，且不添加任何添加劑直接紡絲制得56Den聚酰胺6纖維。所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為3. 84X10_5mOl/g纖維色調(diào)的白度值為78. 1。比較例2 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，并投入熔融紡絲機的擠出機進(jìn)料口正上方的切片料倉，然后經(jīng)面板回轉(zhuǎn)式粉體微量添加裝置向相對該聚酰胺6切片添加1. Owt%丁二酸酐，其余同實施例1，但此時紡絲壓力下降嚴(yán)重，從噴絲板孔發(fā)生滴料現(xiàn)象，無法卷取。比較例3 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到300ppm以下，其余同實施例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 17X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為34. 7。比較例4 將與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到6000ppm，其余同實施例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為2. 58X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為78. 6。比較例5 將未與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，其余同實施例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為3. IOX 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為69. 7。比較例6 將未與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6切片的水分含量調(diào)整到2000ppm，其余同比較例1，所得聚酰胺6纖維末端氨基含量為4. 04X 10_5mOl/g，纖維色調(diào)的白度值為79. 4。各實施例和比較例的具體數(shù)值見表1。
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 1.0X IO"5 2. 5X 10_5mol/g，纖維色調(diào)的白度值在55以上。
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C2 Cltl的羧酸或者其衍生物為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，其特征在于在切片干燥的工序中，將與對苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片的水分率控制在1000 3000ppm，在熔融紡絲工序中，將前述切片導(dǎo)入到設(shè)置在螺桿擠出機進(jìn)料口正上方的料倉的同時，通過開口配管向料倉中連續(xù)添加羧酸或者其衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求項3所述的聚酰胺纖維的制備方法，其特征在于所說的與對苯二甲酸共聚合得到的聚酰胺6切片的水分率控制范圍優(yōu)選1700 2300ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚酰胺纖維的制備方法，其特征在于所說開口配管設(shè)置在從料倉內(nèi)切片堆積部分的下方起向上至切片堆積高度的10% 40%位置處正上方豎直向下的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚酰胺6纖維及其制備方法。本發(fā)明的特點是通過控制與對苯二甲酸共聚合的聚酰胺6的水分含量并利用粉體微量添加技術(shù)向該聚酰胺6連續(xù)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6纖維不但具備普通聚酰胺纖維的優(yōu)點，而且黃變抑制效果以及耐光性能夠得到根本上改善，同時，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D01F6/80GK102586932SQ201110021429
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者單伯軍, 藤森稔, 趙鎖林 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司