本申请涉及废丝再生领域,更具体地说,它涉及一种涤纶废丝制备再生纤维的方法及制得的再生纤维。
背景技术:
1、涤纶废丝作为纺织工业中的常见废弃物,其大量堆积不仅占用土地资源,还可能对环境造成潜在的污染。近年来,随着可持续发展理念的深入人心和资源循环利用的重视,如何将这些废丝转化为有价值的再生资源成为了研究的热点。
2、传统的涤纶废丝处理方法包括填埋、焚烧等,但这些方法不仅无法充分利用废丝的价值,还可能产生二次污染。因此,将涤纶废丝转化为再生纤维成为了解决这一问题的有效途径。
3、然而,在涤纶废丝制备再生纤维的过程中,存在着一些技术难题。其中最为突出的是再生纤维的吸湿性和力学强度问题。由于涤纶本身的化学结构特点,其吸湿性较差,导致再生纤维在潮湿环境下容易失去原有的柔软性和舒适性。同时,再生纤维的力学强度也往往不如原生纤维,这限制了其在高端纺织品领域的应用。
技术实现思路
1、为了提高再生涤纶纤维的吸湿性与力学强度,本申请提供一种涤纶废丝制备再生纤维的方法及制得的再生纤维。
2、第一方面,本申请提供一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,采用如下的技术方案:一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,包括如下步骤:
3、(1)预处理:将涤纶废丝清洗、干燥、粉碎,得到粉料;
4、(2)将上述得到粉料与乙二醇按质量比1:(2-2.5)混合,加入醋酸锌醇解,过滤去除杂质,得到聚合单体;
5、(3)将甲基丙烯酸羟乙酯、间苯二甲酸以及1,4-丁二醇加入搅拌,温度升至220℃加压酯化反应1-2h,将体系降至常压后快速蒸馏去除过量乙二醇后,加入乙二醇锑,低真空下缩聚反应0.5-1h,高真空下继续预缩聚0.5-1h后出料、造粒;
6、(4)取上述制得的粒料与改性聚酰胺纤维按照1:(0.2-0.5)的质量比混合,然后加入抗氧化剂与增粘剂混合,熔融纺丝制得再生纤维。
7、通过采用上述技术方案,回收的涤纶废丝可能存在强度不高、质量不稳定的问题,通过乙二醇将大分子链解聚成聚合单体,为后续的聚合反应提供原料,经过过滤提纯,与甲基丙烯酸羟乙酯、间苯二甲酸以及1,4-丁二醇进行共酯化反应,形成更长的聚合物链,为涤纶纤维的分子链上引入吸水性较好的基团,反应完成后进一步缩聚,得到涤纶纤维粒料,在制丝过程中加入改性聚酰胺纤维配合涤纶纤维熔融造丝,利用聚酰胺纤维良好的纤维强度,提高制得的再生纤维的强度。
8、甲基丙烯酸羟乙酯是一种带有羟基(oh)的丙烯酸类单体,当它与涤纶解聚后的分子片段反应时,可以通过共聚反应将羟基引入涤纶的分子链中,羟基的亲水性帮助提高纤维的吸湿性;间苯二甲酸作为一种二羧酸,可以在涤纶再生纤维的聚合过程中作为交联剂使用,它可以与涤纶分子链中的羟基或羧基反应,形成酯键或酰胺键,从而增强涤纶再生纤维的分子间相互作用和整体结构稳定性;1,4-丁二醇作为一种二醇类化合物,在涤纶再生纤维的聚合过程中作为链扩展剂,通过与涤纶分子链中的羧基或羟基反应,形成酯键或醚键,从而延长涤纶再生纤维的分子链长度,使分子间的相互作用力加强,提高分子的结晶度和熔点,从而提高涤纶纤维的强度和稳定性。
9、可选的,所述步骤(2)中加入的醋酸锌为涤纶废丝添加量的0.04-0.06wt%;所述步骤(3)中加入的甲基丙烯酸羟乙酯、间苯二甲酸以及1,4-丁二醇与涤纶废丝的加入量之比为1.5-2:0.5:0.3:1;乙二醇锑的加入量为涤纶废丝添加量的0.02-0.04wt%。
10、可选的,所述改性聚酰胺纤维在亲水聚合物溶液中浸渍得到,所述亲水聚合物溶液由丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮混合制得。
11、通过采用上述技术方案,丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮都含有亲水基团,可以通过化学接枝反应与聚酰胺纤维表面的氨基、羧基等官能团反应,形成牢固的化学键,实现对纤维的改性,丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮在纤维表面形成亲水层,使其能够与水分子形成氢键,纤维更容易吸收和保持水分,增加纤维的吸湿性。
12、可选的,所述改性聚酰胺纤维由以下步骤制备得到:
13、将丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮在去离子水中混合搅拌均匀后得到亲水聚合物溶液,然后在亲水聚合物溶液中加入聚酰胺纤维,在50-70℃下浸渍1-2h后,在55-65℃下烘干,重复浸渍烘干操作3-5次,制得改性聚酰胺纤维。
14、通过采用上述技术方案,经过在丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮混合的亲水聚合物溶液中进行多次的浸渍和烘干,亲水基团能够更均匀的分布在聚酰胺纤维表面,形成更加稳定的亲水层,亲水聚合物溶液中的亲水基团与聚酰胺纤维表面的极性基团形成氢键,不仅增强了纤维表面的亲水性,还有助于提高纤维之间的界面相容性,帮助涤纶纤维与聚酰胺纤维更好的结合,提高再生纤维的整体性能。
15、可选的,所述丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水以及聚酰胺纤维的加入重量之比为1.2:0.75-1:8:1。
16、通过采用上述技术方案,通过控制丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的比例,可以在聚酰胺纤维表面形成均匀且稳定的亲水层,合适比例的配比使其相互作用形成稳定的亲水网络结构,当聚酰胺纤维在溶液中浸渍时吸附在纤维上完成对纤维的改性。
17、可选的,所述抗氧化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸,其添加量与改性聚酰胺纤维的添加重量之比为1-1.5:2。
18、通过采用上述技术方案,选择与甲基丙烯酸羟乙酯、间苯二甲酸以及1,4-丁二醇兼容性好的抗氧化剂,其具有良好的热稳定性与化学稳定性,能够有效抑制聚酯链的降解和氧化,避免对其分子链上的基团造成影响,维持纤维较好的吸湿性与强度。
19、可选的,所述增粘剂为1,3-丙二醇,其添加量与涤纶废丝添加重量之比为0.02-0.05:1。
20、通过采用上述技术方案,1,3-丙二醇含有两个羧基可以与聚酯链上的羧基或羟基进行酯化反应,从而将多个聚酯链连接起来,形成更长的分子链,增加聚酯的分子量,达到增粘目的,同时其具有一定的抗氧化性能,可以抑制聚酯在制备和使用过程中的氧化降解。
21、第二方面,本申请提供一种涤纶废丝制备再生纤维方法制备得到的再生纤维。
22、综上所述,本申请具有以下有益效果:
23、1、由于本申请的方法回收涤纶废丝解聚后加入了其他功能单体进行共聚,为涤纶纤维的分子链上引入吸水性好的基团,同时引入的功能单体反应形成更长的聚合物链,加强了长链分子之间的相互作用,提高再生纤维的强度。
24、2、本申请中优选采用经过改性的聚酰胺纤维与涤纶纤维熔融共混纺丝,充分结合了聚酰胺纤维与涤纶纤维的优点,进一步增强再生纤维的强度,并且聚酰胺自身具有更好的吸湿性,通过进一步改性强化这一优点,通过熔融纺丝将这一特性带入再生纤维中,进一步提高再生纤维的吸湿性。
1.一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于:所述步骤(2)中加入的醋酸锌为涤纶废丝添加量的0.04-0.06wt%;所述步骤(3)中加入的甲基丙烯酸羟乙酯、间苯二甲酸以及1,4-丁二醇与涤纶废丝的加入量之比为1.5-2:0.5:0.3:1;乙二醇锑的加入量为涤纶废丝添加量的0.02-0.04wt%。
3.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于:所述改性聚酰胺纤维在亲水聚合物溶液中浸渍得到,所述亲水聚合物溶液由丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮混合制得。
4.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于,所述改性聚酰胺纤维由以下步骤制备得到:
5.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于:所述丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、去离子水以及聚酰胺纤维的加入重量之比为1.2:0.75-1:8:1。
6.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于:所述抗氧化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸,其添加量与改性聚酰胺纤维的添加重量之比为1-1.5:2。
7.根据权利要求1所述的一种涤纶废丝制备再生纤维的方法,其特征在于:所述增粘剂为1,3-丙二醇,其添加量与涤纶废丝添加重量之比为0.02-0.05:1。
8.通过如权利要求1-7任一所述的涤纶废丝制备再生纤维方法制备得到的再生纤维。