一种超亮光三叶异形fdy纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种超亮光三叶异形FDY纤维及其制备方法，所述超亮光三叶异形FDY纤维的材料为改性聚酯，经喷丝孔为Y形结构的三叶异形喷丝板纺丝而得；所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且相互有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所述超亮光三叶异形FDY纤维在温度为90～130℃条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大20～30v/v％。所述超亮光三叶异形FDY纤维在采用分散红3B等相同染料的情况下，具有比普通纤维高得多的上染率，染色后形成的浮色较少。所述超亮光三叶异形FDY纤维可用于织造色丁面料和仿真丝等方面。
【专利说明】-种超亮光H叶异形FDY纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属聚醋纤维【技术领域】，涉及一种超亮光H叶异形抑Y纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸己二醇醋（阳T)纤维自问世W来，因其优异的性能而得到了迅猛地 发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚醋纤维具有断裂强度和弹性模量高，回弹性 适中，热定形优异，耐热耐光性好W及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，且织物具有抗 皱、挺括性好等优点，所W，聚醋纤维广泛应用于服装、家纺等领域。
[0003] PET属于对称性的直链大分子，分子链不含有侧链基团，规整性非常好，它的主链 含有刚性的苯环和柔性的姪基，而直接与苯环相连接的醋基与苯环又构成了刚性的共辆体 系，从而制约了其柔性链段的自由旋转。该种结构对玻璃化转变温度的影响是明显的，增加 了分子链段运动的壁垄，PET的玻璃化转变温度较高，需要在很高的温度下染色，促进染料 分子向纤维内部的扩散。另外，PET的分子链规整，结晶性好，分子链排列紧密，并且分子链 上没有与染料分子发生作用的极性基团，使聚醋纤维的上色更加困难。
[0004] 为解决PET纤维染色困难的问题，现采用技术或方法主要是通过引入染料分子接 受基或增加聚醋无定形区域量的方法，虽然可W提高聚醋的染色性能，破坏了 PET的链段 规整性，W降低聚醋纤维的性能来获得染色性能的提高。在不破坏聚醋纤维结晶性和整列 度的情况下，目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等H种染色方法。
[0005] 超亮光H叶形涂绝卷曲丝，主要是通过烙融纺丝、截面异形化和不对称冷却成形， 赋予聚醋纤维具有真丝般的光泽和手感、织物明亮感和柔和高雅的丝網光感，不仅具有优 良的光学特性外，由于异形截面的纤维外形不规则，纤维之间的排列无法紧密，空隙相应增 大，从而织物手感更厚实，蓬松性、透气性好，具有超亮闪光效果。其产品主要用于仿丝網织 物、仿毛织物、灯芯绒等绒类织物，毛线，装饰织物等。尤其在衣着、装饰及产业用纺织品H 大领域内有着广阔的市场前景和经济效益。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种超亮光H叶异形FDY纤维及其制备方法，本发明利用氨 基脂肪酸己二醇醋在一定温度条件时，自由体积的增加幅度远远大于聚醋大分子链的特 性，通过提高分散染料微小颗粒进入聚醋内部的程度，来提高聚醋的染色性能；同时由于氨 基脂肪酸己二醇醋分子中在首位氨基的存在，增加其与聚醋大分子链之间的氨键作用，增 加了它与聚醋的相容性W及在聚醋中的分散，最大限度地减少了迁移。同时对聚醋结构规 整性、结晶性没有破坏，保持了聚醋的优良性能。
[0007] 本发明的一种超亮光H叶异形FDY纤维，材料为改性聚醋，经H叶异形喷丝板纺 丝而得；所述超亮光H叶异形FDY纤维在温度为90?13CTC条件下，纤维内部分子链间的 自由体积空间增大；所述超亮光H叶异形FDY纤维断裂强度> 3. 8cN/化ex,断裂伸长CV值 《10.0% ;所述改性聚醋是由聚醋与氨基脂肪酸己二醇醋构成，所述氨基脂肪酸己二醇醋 分散在所述聚醋的分子链间，且所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分子链间有氨键作 用，使所述氨基脂肪酸己二醇醋与所述聚醋的分子链的相对位置固定；所述氨基脂肪酸己 二醇醋的分子结构为：
[0008] &N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[0009] 其中，n = 10-50。
[0010] 作为优选的技术方案：
[0011] 所述的一种超亮光H叶异形抑Y纤维，所述超亮光H叶异形抑Y纤维的线密 度偏差率《0.5%，，断裂强度CV值《5.0%，断裂伸长率为33. 0 + 3. 0%，条干不匀率 CV《2. 00%，沸水收缩率 7. 5 + 0. 5%，含油率 0. 90 + 0. 20%。
[0012] 所述的一种超亮光H叶异形FDY纤维，所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述超亮光H 叶异形抑Y纤维的重量百分比为0. 5?2. 5%，其中喷丝板采用H叶异形喷丝板。
[0013] 本发明还提供了一种超亮光H叶异形FDY纤维的制备方法，将改性聚醋经计量、 挤出、冷却、上油、拉伸、热定形和卷绕，制得超亮光H叶异形FDY纤维；其中纺丝过程采用 H叶异形喷丝板。纺丝过程喷丝板的H叶异形喷丝孔的H叶互成120度夹角，叶长与叶宽 的比值为2?5:1。
[0014] 所述挤出的温度为280?29(TC ;
[00巧]所述冷却的风温为20?25 C ;
[0016] 所述卷绕的速度为4000?4200m/min ;
[0017] 单丝纤度为0. 3?1. (Mtex ;
[0018] 纺丝过程喷丝板的喷丝孔为H叶形，W互成120度夹角的X、y和Z轴对称。
[0019] 所述改性聚醋的制备步骤包括：
[0020] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制备：
[0021] 1)将二元脂肪酸与甲醇W 1:1. 5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下， 加热到80?11(TC，回流醋化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲醋；醋化时间通常为 2?化；
[0022] 所述二元脂肪酸为十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一种；反应方程式为：
[0023] H00C (邸2) nCOOH+C&OH 一 C&OOC (邸2) nCOOH
[0024] 其中 n = 10 ?50。
[00巧]2)将所述二元脂肪酸单甲醋、四己酸铅和漠化裡按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中 二元脂肪酸单甲醋的浓度为0. 05?0. Imol/L，在氮气氛围下，在80?9(TC反应，回流，当 不再有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2?3小时，然后洗涂、提纯及干燥，得到产物 漠代脂肪酸；反应方程式为：
[0026]
【权利要求】
1. 一种超亮光三叶异形FDY纤维，其特征是：所述超亮光三叶异形FDY纤维的材料为 改性聚酯，经喷丝孔为Y形结构的三叶异形喷丝板纺丝而得；所述超亮光三叶异形FDY纤维 的断裂强度> 3. ScN/dtex，断裂伸长率为33. 0±3. 0%;所述改性聚酯由聚酯与氨基脂肪酸 乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸 乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分 子链的相对位置固定；所述超亮光三叶异形FDY纤维聚酯在温度为90?130°C条件下，纤 维内部分子链间的自由体积空间增大20?3〇V/V% ; 所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构为： H2N (CH2) nCOOCH2CH2OOC (CH2) nNH2 ； 其中，n = 10-50。
2. 根据权利要求1所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维，其特征在于，所述超亮光三叶 异形FDY纤维的线密度偏差率彡0. 5 %，断裂强度CV值彡5. 0 %，断裂伸长CV值彡10. 0 %， 条干不匀率CV值彡2. 00 %，沸水收缩率7. 5 ±0. 5 %，含油率0. 90 ±0. 20 %。纺丝过程喷丝 板的三叶异形喷丝孔的三叶互成120度夹角，叶长与叶宽的比值为2?5:1。
3. 根据权利要求1所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维，其特征在于，所述氨基脂肪酸 乙二醇酯占所述超亮光三叶异形FDY纤维的重量百分比为0. 5?2. 5%。
4. 如权利要求1所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征是将改性聚 酯经计量、挤出（三叶异形喷丝孔挤出）、冷却、上油、拉伸、热定形和卷绕，制得超亮光三叶 异形FDY纤维； 所述挤出的温度为280?290°C ; 所述冷却的风温为20?25 °C ; 所述卷绕的速度为4000?4200m/min ; 单丝纤度为〇. 3?1. Odtex ; 所述改性聚酯的制备步骤包括： (1)氨基脂肪酸乙二醇酯的制备： 1) 将二元脂肪酸与甲醇以1:1. 5摩尔比的量加入反应器中，在浓硫酸的催化下，加热 到80?110°C，回流酯化，冷却，分离提纯得到二元脂肪酸单甲酯；所述二元脂肪酸为十二 烷二羧酸到五十二烷二羧酸中的一种； 2) 将所述二元脂肪酸单甲酯、四乙酸铅和溴化锂按摩尔比1:1:1溶在苯中，其中二元 脂肪酸单甲酯的浓度为〇. 05?0. lmol/L，在氮气氛围下，在80?90°C反应，回流，当不再 有气体产生时，加入一定量的稀硫酸反应2?3小时，然后洗涤、提纯及干燥，得到产物溴代 脂肪酸； 3) 将溴代脂肪酸与15?25wt %的氨水按摩尔比1:2加入到反应器中，搅拌，在室温下 反应，再将反应产物加热蒸馏，且用冷水吸收氨气，加热蒸馏的温度不超过70°C，直至无气 泡产生，即停止蒸馏，然后进行冷却和抽滤，滤饼用去离子水洗至无溴离子为止，将产品真 空干燥得到产物氨基脂肪酸； 4) 将乙二醇和氨基脂肪酸按摩尔比为1. 1:2搅拌均匀，并按氨基脂肪酸重量的1? 3%加入浓度为40?50wt %的硫酸，进行酯化反应，酯化反应温度为160?220°C，酯化水 馏出量达到理论值的90%以上为酯化反应终点；反应产物经分离提纯得到氨基脂肪酸乙 二醇酯； (2)改性聚酯的制备，包括酯化反应和缩聚反应： 所述酯化反应： 采用对苯二甲酸和乙二醇作为原料，配成均匀浆料后进行酯化反应，得到酯化产物；酯 化反应在氮气氛围中加压，压力控制在常压?0. 3MPa，温度在250?260°C，酯化水馏出量 达到理论值的90%以上为酯化反应终点； 所述缩聚反应： 包括缩聚反应低真空阶段和缩聚反应高真空阶段： 所述缩聚反应低真空阶段，在酯化产物中加入催化剂和稳定剂，在负压的条件下开始 缩聚反应，该阶段压力由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，温度控制在260?270°C，反应 时间为30?50分钟； 在所述缩聚反应低真空阶段结束后加入氨基脂肪酸乙二醇酯，并搅拌； 所述缩聚反应高真空阶段，经所述缩聚反应低真空阶段后，继续抽真空，使反应压力降 至绝对压力小于lOOPa，反应温度控制在275?280°C，反应时间50?90分钟； 制得改性聚酯。
5. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，所述 乙二醇与所述对苯二甲酸的摩尔比为1. 2?2. 0:1。
6. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，所述 催化剂选自三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的一种，催化剂用量为所述对苯二甲酸重量 的 0? 01%?0? 05%。
7. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，所述 稳定剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和亚磷酸三甲酯中的一种，稳定剂用量为所述对苯二 甲酸重量的0. 01%?0. 05%。
8. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，加入 氨基脂肪酸乙二醇酯后的搅拌，时间为15?20分钟。
9. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，用去 离子水洗至无溴离子为止采用硝酸银溶液检测。
10. 根据权利要求4所述的一种超亮光三叶异形FDY纤维的制备方法，其特征在于，所 述浓硫酸是指质量浓度为70?80%的硫酸，浓硫酸加入量为二元脂肪酸的1?3wt% ;所 述一定量的稀硫酸是指质量浓度为40?50 %的硫酸，稀硫酸加入量为二元脂肪酸单甲酯 的1?3wt %。
【文档编号】D01D5/253GK104480564SQ201410852480
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】王山水, 熊克, 张建光, 汤方明, 张烨, 邵义伟 申请人:江苏恒力化纤股份有限公司