一种皮芯型发泡聚酯纤维及其制备方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202510158983.X 申请日 2025-02-12
公开(公告)号 CN119932755A 公开(公告)日 2025-05-06
申请人 浙江恒逸石化研究院有限公司; 申请人类型 企业
发明人 袁文华; 翟佳羽; 莫亚芳; 刘园园; 杨新华; 刘梓恒; 陈明; 第一发明人 袁文华
权利人 浙江恒逸石化研究院有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 浙江恒逸石化研究院有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:浙江省 城市 当前专利权人所在城市:浙江省杭州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:浙江省杭州市萧山区宁围街道振宁路36-29号(自主分割) 邮编 当前专利权人邮编:311200
主IPC国际分类 D01F8/14 所有IPC国际分类 D01F8/14D01F1/10D01D5/34D01D5/247C08G63/20C08G63/183C08G63/181C08J9/10C08L67/02C08K3/36
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公司 专利代理人 俞润体;
摘要 本 发明 涉及聚酯领域,公开了一种皮芯型发泡聚酯 纤维 及其制备方法。该皮芯型发泡聚酯纤维包括发泡聚酯芯层和聚酯皮层;发泡聚酯芯层由改性发泡聚酯与成核剂、发泡剂共混后经熔体纺丝而得;改性发泡聚酯由以对苯二 甲酸 、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为 单体 经酯化、缩聚而得。本发明通过对发泡聚酯改性降低其熔点并同时增强其熔体强度,以及将聚酯纤维设计为皮芯结构,可成功制得完整连续性好且具有出色 力 学强度的皮芯型发泡聚酯纤维。
权利要求

1.一种皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:包括发泡聚酯芯层和聚酯皮层;
所述发泡聚酯芯层由改性发泡聚酯与成核剂、发泡剂共混后经熔体纺丝而得;
所述改性发泡聚酯由以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体经酯化、缩聚而得。
2.根据权利要求1所述的皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:所述发泡聚酯芯层和聚酯皮层的质量比为4:6‑7:3。
3.根据权利要求1所述的皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:
所述发泡剂选自4,4’‑代双(苯磺酰基脲)、三肼基均三嗪和N‑硝基胍中的一种或多种;
所述成核剂选自纳米二氧化、纳米二氧化、纳米硅藻土和纳米高岭土中的一种或多种。
4.根据权利要求1或3所述的皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:
所述发泡剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%;
所述成核剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
5.根据权利要求1所述的皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:所述发泡聚酯芯层的形成过程中还添加有抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的皮芯型发泡聚酯纤维,其特征在于:所述改性发泡聚酯的制备过程中的醇酸摩尔比为1.2‑1.4:1;
所述间苯二甲酸占对苯二甲酸、间苯二甲酸总和的10‑20mol%;
所述季戊四醇占乙二醇、季戊四醇总和的0.02‑0.2mol%。
7.一种根据权利要求1‑6任一项所述皮芯型发泡聚酯纤维的制备方法,其特征在于包括:
1)以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体,经酯化、缩聚得到改性发泡聚酯;
2)以改性发泡聚酯、发泡剂和成核剂为芯层原料,以聚酯为皮层原料,经熔融纺丝成型,制备皮芯型发泡聚酯纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中,
所述酯化为在惰性气氛下,先205‑225℃常压酯化30‑50min,再225‑255℃、0.2‑0.4MPa加压酯化90‑180 min;
所述缩聚为在真空条件下265‑285℃负压缩聚0.5‑2h。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,采用双螺杆挤出机进行熔融共混;其中双螺杆混合段的加工温度为210‑230℃,双螺杆转速为100‑300 r/min。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述熔融纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285‑295℃,芯层纺丝箱体温度为235‑245℃,卷绕速度为2500‑
3000 m/min。

说明书全文

一种皮芯型发泡聚酯纤维及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及聚酯领域,尤其涉及一种皮芯型发泡聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

[0002] 发泡材料是一种具有大量细小气泡结构的轻质材料,其气泡可以是封闭的或连通的,均匀的或不均匀的,也可以是单一的或复合。通常由塑料、橡胶等高分子材料制成,通过3
物理或化学发泡过程形成多孔结构,密度一般在0.01~0.6g/cm之间,比普通高分子材料低很多,从而赋予材料轻质、吸音、隔热保温、缓冲减震等特性。
[0003] 其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡材料由于具有优良的耐热性能、学强度等优点,逐渐受到需求端的关注,在诸如建筑建造、汽车内板、屋顶绝热、微波容器、运动器材、汽车和航天工业等领域有着广泛的应用前景。
[0004] 目前,通常是将发泡聚酯加工为板材、薄膜等产品,而鲜有将其加成为纤维形式。原因在于聚对苯二甲酸乙二醇酯本身的高结晶性及低熔体强度等特性,容易导致气体在其体系中难以形成封闭的气泡,且泡孔尺寸较大(常规发泡剂形成的泡孔尺寸在百微米级别),难以保证纤维的连续成型,即使成型也会导致发泡聚酯纤维强度过低,无法满足使用需求。因此,发泡聚酯纤维的制备不仅要克服PET本身的发泡难点,同还需时要考虑泡孔结构特征和纤维直径、力学性能之间的复杂关系,以及发泡过程和纺丝过程的先后顺序,而目前相关工艺技术尚未成熟。
[0005] 专利CN109852009A公开了一种高热塑性发泡聚酯,通过加入针状结构成核剂提高热塑性聚酯结晶性能,加快结晶速率,改善其力学性能,有效提升发泡过程工艺的稳定性;扩链剂和抗剂的加入也进一步提高了聚酯在高温下的热稳定性和熔体强度,最后通过物理发泡制备得到热塑性聚酯发泡材料。但该方案中,针状成核剂直径为0.1~100μ m,长径比为3~100,对于纺丝过滤组件来说尺寸过大,因此不合适推广至发泡纤维生产。
[0006] 专利CN1760418A公开了一种多孔PET泡沫纤维及其制备方法,通过将常规或异形PET纤维放入高压容器中,充入惰性气体,进行渗气、释压和热处理,获得发泡纤维。该方法采用气体发泡,所涉及的高压条件对设备要求较高,难以进行放量生产。

发明内容

[0007] 为了解决上述技术问题,本发明提供了一种皮芯型发泡聚酯纤维及其制备方法。本发明通过对发泡聚酯改性降低其熔点并同时增强其熔体强度,以及将聚酯纤维设计为皮芯结构,可成功制得完整连续性好且具有出色力学强度的皮芯型发泡聚酯纤维。
[0008] 本发明的具体技术方案为:第一方面,本发明提供了一种皮芯型发泡聚酯纤维,其包括发泡聚酯芯层和聚酯皮层。其中,所述发泡聚酯芯层由改性发泡聚酯与成核剂、发泡剂共混后经熔体纺丝而得;
所述改性发泡聚酯由以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体经酯化、缩聚而得。
[0009] 针对常规聚酯熔体强度不足在发泡过程中容易导致泡孔塌陷、常规聚酯纺丝温度较高很难找到合适的化学发泡剂、常规发泡剂形成的泡孔尺寸较大难以保证纤维的连续成型的技术问题,本发明给出了以下改进措施:首先,本发明开发了一种专用型改性发泡聚酯,该改性发泡聚酯以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体经酯化、缩聚而得;适量的间苯二甲酸可破坏聚酯大分子的空间规整性,使其熔点下降,同时也可降低其发泡温度;而在聚酯分子链中引入适量的季戊四醇可使聚酯具有部分支化结构,增强熔体强度,且同时也可改善纤维的强度和模量。
因此,本发明的改性发泡聚酯具有低熔点、高熔体强度的特点,可在发泡过程中维持泡孔结构。
[0010] 其次,本发明巧妙地将聚酯纤维设计为皮芯结构,芯层原料采用发泡聚酯,皮层原料采用普通聚酯;如此设计能够确保芯层发泡时受到皮层聚酯的包裹,从而确保纤维在纺丝过程中的连续成型。最终,所得的发泡聚酯纤维的芯层呈现为多孔结构,而皮层则作为芯层泡孔结构的外壁,可以保障纤维结构的完整连续性,给纤维提供一定的力学强度。
[0011] 最后,本发明在发泡聚酯芯层中添加发泡剂的同时添加有成核剂,成核剂可增加气泡成核位点,促进气泡成核与稳定,利于形成均匀致密的泡孔结构。
[0012] 作为优选,所述发泡聚酯芯层和聚酯皮层的质量比为4:6‑7:3。
[0013] 若皮层过厚,发泡芯层占比太少,纤维的轻量化、保暖等优势不够明显;若皮层过薄,发泡芯层占比太多,纤维的强度下降太多,不利于后续织造等加工过程。
[0014] 作为优选,所述发泡剂选自4,4’‑氧代双(苯磺酰基脲)、三肼基均三嗪和N‑硝基胍中的一种或多种。
[0015] 本发明选择上述发泡剂的原因在于:首先,上述发泡剂的分解温度约240‑250℃,较高的分解温度与改性发泡聚酯的熔融纺丝温度更加匹配,可在纤维成型过程中原位获得发泡结构;其次,本发明发现与其他常规发泡剂相比,上述几类发泡剂尤其适合本发明发泡聚酯纤维的制备,经高温发泡后最终生成的泡孔尺寸较小,不会明显影响纤维的强度。
[0016] 进一步优选,所述发泡剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0017] 作为优选,成核剂选自纳米二氧化、纳米二氧化、纳米硅藻土和纳米高岭土中的一种或多种。
[0018] 本发明选择上述发泡剂的原因在于:首先,本发明发现采用上述几类纳米级无机成核剂,可使发泡剂高温发泡生成的泡孔尺寸较小,不会明显影响纤维的强度;其次,上述纳米级无机成核剂自身作为增强材料可在一定程度上提高纤维力学强度。
[0019] 进一步优选,所述成核剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0020] 作为优选,所述发泡聚酯芯层的形成过程中还添加有抗氧剂。
[0021] 本发明中添加抗氧剂的目的是减弱聚合物在螺杆加热、剪切作用下的氧化降解和由此产生的粘度降。
[0022] 进一步优选,所述抗氧剂选自抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的一种或多种。
[0023] 进一步优选,所述抗氧剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0024] 作为优选,所述改性发泡聚酯的制备过程中的醇酸摩尔比为1.2‑1.4:1。
[0025] 作为优选,所述间苯二甲酸占对苯二甲酸、间苯二甲酸总和的10‑20mol%。
[0026] 若间苯二甲酸含量太低,改性聚酯熔点降低不显著,无法匹配发泡剂的发泡温度;若间苯二甲酸含量太高,改性聚酯熔点和结晶度下降显著,导致其热稳定性下降且纤维强度也下降。
[0027] 作为优选,所述季戊四醇占乙二醇、季戊四醇总和的0.02‑0.2mol%。
[0028] 若季戊四醇含量太低,产生的支链结构不足,改性聚酯熔体强度增加不足,不利于支撑泡孔结构;若季戊四醇含量太高,产生的支链结构太多,甚至发生交联,不利于后续纺丝加工。
[0029] 第二方面,本发明提供了一种皮芯型发泡聚酯纤维的制备方法,其包括:1)以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体,经酯化、缩聚得到改性发泡聚酯。
[0030] 2)以改性发泡聚酯、发泡剂和成核剂为芯层原料,以聚酯为皮层原料,在熔融纺丝过程中,一方面熔体成型为纤维,另一方面发泡剂在高温下发泡产生泡孔,最终形成皮芯型发泡聚酯纤维。
[0031] 作为优选,步骤1)中,所述酯化为在惰性气氛下,先205‑225℃常压酯化30‑50min,再225‑255℃、0.2‑0.4MPa加压酯化90‑180min;所述缩聚为在真空条件下265‑285℃负压缩聚0.5‑2h。
[0032] 作为优选,步骤2)中,采用双螺杆挤出机进行熔融共混;其中双螺杆混合段的加工温度为21 0‑230℃,双螺杆转速为1 00‑300r/min。
[0033] 作为优选,步骤2)中,所述熔融纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285‑295℃,芯层纺丝箱体温度为235‑245℃,卷绕速度为2500‑3000m/min。
[0034] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明开发了一种专用型改性发泡聚酯,其由以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体经酯化、缩聚而得;适量的间苯二甲酸可破坏聚酯大分子的空间规整性,使其熔点下降,同时也可降低其发泡温度;而在聚酯分子链中引入适量的季戊四醇可使聚酯具有部分支化结构,增强熔体强度,且同时也可改善纤维的强度和模量。因此,本发明的改性发泡聚酯具有低熔点、高熔体强度的特点,可在发泡过程中维持泡孔结构。
[0035] (2)本发明将聚酯纤维设计为皮芯结构,芯层原料采用发泡聚酯,皮层原料采用普通聚酯;如此设计能够确保芯层发泡时受到皮层聚酯的包裹,从而确保纤维在纺丝过程中的连续成型。最终,所得的发泡聚酯纤维的芯层呈现为多孔结构,而皮层则作为芯层泡孔结构的外壁,可以保障纤维结构的完整连续性,给纤维提供一定的力学强度。
[0036] (3)本发明在发泡聚酯芯层中添加的发泡剂的同时添加有成核剂,成核剂可增加气泡成核位点,促进气泡成核与稳定,利于形成均匀致密的泡孔结构。进一步地,本发明发现特定几类纳米级无机成核剂,不仅可使发泡剂高温发泡生成的泡孔尺寸较小,不会明显影响纤维的强度;同时它们自身作为增强材料可在一定程度上提高纤维力学强度。
[0037] (4)本发明发现了尤其适合本发明改性发泡聚酯的发泡剂。一方面其分解温度与改性发泡聚酯的熔融纺丝温度更加匹配,可在纤维成型过程中原位获得发泡结构;另一方面这些发泡剂经高温发泡后生成的泡孔尺寸较小,不会明显影响纤维的强度。
[0038] (5)本发明在熔融纺丝过程中将发泡剂添加至聚合物熔体中,相比于和发泡改性聚酯预先熔融混合的方法,可避免发泡剂提前接触高温产生分解;相比于和发泡改性聚酯预先物理混合的方法,可避免粉体和聚酯切片混合不佳导致发泡不匀。附图说明
[0039] 图1为最佳实施例的发泡聚酯纤维芯层的横截面电镜图。
[0040] 图2是对比例1的发泡聚酯纤维芯层的横截面电镜图。

具体实施方式

[0041] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0042] 总实施例一种皮芯型发泡聚酯纤维,其包括发泡聚酯芯层和聚酯皮层。其中,所述发泡聚酯芯层由改性发泡聚酯与成核剂、发泡剂共混后经熔体纺丝而得;所述改性发泡聚酯由以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体经酯化、缩聚而得。
[0043] 在一些优选的实施案例中,所述发泡聚酯芯层和聚酯皮层的质量比为4:6‑7:3。
[0044] 在一些优选的实施案例中,所述发泡剂选自4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)、三肼基均三嗪和N‑硝基胍中的一种或多种。进一步优选,所述发泡剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0045] 在一些优选的实施案例中,所述成核剂选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米硅藻土和纳米高岭土中的一种或多种。进一步优选,所述成核剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0046] 在一些优选的实施案例中,所述发泡聚酯芯层的形成过程中还添加有抗氧剂。进一步优选,所述抗氧剂选自抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的一种或多种。进一步优选,所述抗氧剂占发泡聚酯芯层原料总和的0.5‑2wt%。
[0047] 在一些优选的实施案例中,所述改性发泡聚酯的制备过程中的醇酸摩尔比为1.2‑1.4:1。
[0048] 在一些优选的实施案例中,所述间苯二甲酸占对苯二甲酸、间苯二甲酸总和的10‑20mol%;所述季戊四醇占乙二醇、季戊四醇总和的0.02‑0.2mol%。
[0049] 一种皮芯型发泡聚酯纤维的制备方法,其包括:1)以对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和季戊四醇为单体,经酯化、缩聚得到改性发泡聚酯。
[0050] 在一些优选的实施案例中,步骤1)中,所述酯化为在惰性气氛下,先205‑225℃常压酯化30‑50min,再225‑255℃、0.2‑0.4MPa加压酯化90‑180min;所述缩聚为在真空条件下265‑285℃负压缩聚0.5‑2h。
[0051] 2)以改性发泡聚酯、发泡剂和成核剂为芯层原料,以聚酯为皮层原料,经熔融纺丝成型,制备皮芯型发泡聚酯纤维。
[0052] 在一些优选的实施案例中,步骤2)中,采用双螺杆挤出机进行熔融共混;其中双螺杆混合段的加工温度为210‑230℃,双螺杆转速为100‑300r/min。
[0053] 在一些优选的实施案例中,步骤2)中,所述熔融纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285‑295℃,芯层纺丝箱体温度为235‑245℃,卷绕速度为2500‑3000m/min。
[0054] 具体实施例和对比例最佳实施例
(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0055] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0056] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。图1为最佳实施例的发泡聚酯纤维的横截面电镜图。
[0057] 实施例1(1)以90mol%对苯二甲酸和10mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.32MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为275℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0058] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0059] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为248℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0060] 实施例2(1)以80mol%对苯二甲酸和20mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在210℃下常压酯化0.5h,然后在250℃、0.28MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为280℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0061] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化钛和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为300r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0062] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(三肼基均三嗪),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为235℃,卷绕速度为2700m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0063] 实施例3(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.80mol%乙二醇和0.20mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在248℃、0.28MPa下酯化1.8h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为280℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0064] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化钛和抗氧剂264按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为230℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0065] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为243℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0066] 实施例4(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.98mol%乙二醇和0.02mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在243℃、0.34MPa下酯化2.2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为279℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0067] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0068] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(三肼基均三嗪),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为238℃,卷绕速度为2700m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0069] 实施例5(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在220℃下常压酯化0.5h,然后在250℃、0.31 MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为277℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0070] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1010按照质量比97:2.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为220r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0071] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0072] 实施例6(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在220℃下常压酯化0.5h,然后在251℃、0.29MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为280℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0073] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米硅藻土和抗氧剂1024按照质量比98.5:0.5:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为228℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0074] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(三肼基均三嗪),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2600m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0075] 实施例7(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在218℃下常压酯化0.5h,然后在248℃、0.28MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为277℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0076] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米高岭土和抗氧剂264按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0077] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98:2。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为242℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0078] 实施例8(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在217℃下常压酯化0.5h,然后在252℃、0.31 MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0079] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1010按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为220℃,双螺杆转速为220r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0080] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(N‑硝基胍),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为99.5:0.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为242℃,卷绕速度为2700m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0081] 实施例9(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在218℃下常压酯化0.5h,然后在246℃、0.28MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水1.7h。然后调节缩聚温度为276℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0082] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米硅藻土和抗氧剂1076按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为220r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0083] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为2:8,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为238℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0084] 实施例10(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在218℃下常压酯化0.5h,然后在246℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为276℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.3h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0085] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米高岭土和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为228℃,双螺杆转速为250r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0086] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(N‑硝基胍),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为8:2,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为238℃,卷绕速度为2700m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0087] 对比例1(1)将常规PET聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为245℃,双螺杆转速为300r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡聚酯。
[0088] (2)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为275℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。图2是对比例1的发泡聚酯纤维的横截面电镜图。
[0089] 对比例2(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。
[0090] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0091] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入发泡专用改性聚酯,芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(4,4’‑氧代双(苯磺酰氨基脲)),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为255℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0092] 对比例3(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0093] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0094] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(偶氮二甲酰胺),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0095] 对比例4(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0096] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0097] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(酸钠),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0098] 对比例5(1)以85mol%对苯二甲酸和15mol%间苯二甲酸,99.85mol%乙二醇和0.15mol%季戊四醇为聚合单体,经酯化、缩聚反应获得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯,醇酸摩尔比为1.3:1。具体步骤为:
在聚酯聚合反应釜中加入319.18g(5.148mol)对苯二甲酸、7.08g(0.052mol)间苯二甲酸、245.52g(3.40mol)乙二醇、5.45g(0.60mol)季戊四醇、0.35g(400ppm,以4mol的PET为总质量)乙二醇锑和0.18g(200ppm,以4mol的PET为总质量)醋酸钠。氮气置换三次后,先在215℃下常压酯化0.5h,然后在245℃、0.30MPa下酯化2h,经过酯化塔分离、冷凝排出酯化水。然后调节缩聚温度为278℃,经过低真空预缩聚和高真空缩聚反应1.5h,使得搅拌功率达到预期值,最后在釜底放出熔体,经水下冷却切粒,制得低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯切片。聚酯产品指标见表1。
[0099] (2)将低熔点、高熔体强度改性发泡聚酯、成核剂纳米二氧化硅和抗氧剂1024按照质量比98:1.0:1.0加入双螺杆挤出机中,在加工温度为225℃,双螺杆转速为200r/min的加工工艺条件下共混造粒获得发泡专用改性聚酯。
[0100] (3)通过皮芯复合纺丝设计,皮层组分的螺杆加入常规聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯),芯层的螺杆加入发泡专用改性聚酯和化学发泡剂(醋酸铵),其中化学发泡剂通过失重秤连续精准加入。其中皮芯比例为4:6,发泡专用改性聚酯和化学发泡剂的投料质量比为98.5:1.5。纺丝成型过程中,皮层纺丝箱体温度为285℃,芯层纺丝箱体温度为240℃,卷绕速度为2800m/min,原位获得皮芯型发泡聚酯纤维。纤维产品指标见表1。
[0101] 性能测试对各实施例和对比例的改性发泡聚酯切片和发泡聚酯纤维进行性能测试,结果如表1和表2所示。测试方法为:
(1)将发泡聚酯切片依据标准《《GB/T 14190‑2017纤维级聚酯(PET)切片测试方法》进行特性粘度和熔点的评定。
[0102] (2)将发泡聚酯切片依据标准《GB/T 3682‑2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》进行熔体流动速率的评定。
[0103] (3)将聚酯纤维经过拉伸变形后依据标准《GB/T 14344‑2022化学纤维长丝拉伸性能试验方法》进行拉伸强度和断裂伸长率的评定。
[0104] (4)将聚酯纤维在针织后进行保温蓄热性能的评定,参照《FZ/T 73022‑2019针织保暖内衣》考核保暖率。
[0105] 表1:发泡聚酯切片指标表2:发泡聚酯纤维指标及性能
在表1中,主要关注了所制备改性发泡聚酯的基础物性指标,特性粘度主要考察切片是否满足纺丝加工的需求,熔点主要考察是否能够和发泡剂分解发泡温度相匹配,熔体流动速率主要考察熔体流动性能。表2主要关注了所制备发泡聚酯纤维材料和应用有关的指标,可纺丝性主要考察材料在成纤过程中的断头等情况,力学性能主要考察纤维材料在后续织造加工中的应用,减重率主要考察纤维泡孔结构形成的多少,保暖率主要考察织物保暖隔热性能的高低。
[0106] 从表1‑2可以看出,本发明通过引入第三组分间苯二甲酸来破坏常规聚酯的规整分子链结构,从而降低聚酯熔点,使其满足一些高分解温度发泡剂的应用温度;通过引入第四组分季戊四醇来增强熔体强度,起到支撑泡孔结构的作用;利用皮芯复合结构设计,皮层保障纤维结构完整和力学性能达标,芯层发生化学发泡产生泡孔结构,引入空气提升保暖性能。具体地:通过实施例1,2和最佳实施例的对比,可发现较高熔点改性发泡聚酯(实施例1)制备的发泡纤维减重率下降,这是由于高熔点改性聚酯需要更高的芯层纺丝温度,导致发泡剂分解较快,更多分解过程在成纤前发生,使得纤维中的泡孔结构减少;但较低熔点改性发泡聚酯(实施例2)制备的发泡纤维由于泡孔形成较多,纤维力学性能有所下降。
[0107] 通过实施例3,4和最佳实施例的对比,可发现熔体强度较高(实施例3)时纤维力学性能有所改善,但是其熔体流动性能较差,导致可纺性不佳,容易出现断头等现象;而熔体强度较低时(实施例4)对泡孔结构支撑较弱,因此纤维减重率有所下降。
[0108] 通过实施例5,6和最佳实施例的对比,可发现成核剂较多(实施例5),可以增加成核密度,有利于泡孔结构形成从而提高减重率,但成核剂用量增加后不利于其在基体中的分散,也会导致纺丝时出现断头等现象。成核剂较少(实施例6),形成的泡孔少且尺寸偏大,纤维强度有所下降。
[0109] 通过实施例7,8和最佳实施例的对比,可发现发泡剂添加较多(实施例7)虽然可以增加纤维减重,但力学性能下降明显;而发泡剂添加较少时(实施例8)纤维减重率不高,进而导致保暖率提升不明显。
[0110] 通过实施例9,10和最佳实施例的对比,可发现皮、芯层组分的比例也需要综合考虑纤维力学指标和保暖性能,实施例9的芯层较多,减重率和保暖率都有进一步提升,但纤维力学性能下降严重;实施例10的芯层较少,纤维力学指标优异,但保暖性能不佳。
[0111] 通过对比例1和最佳实施例的对比,可发现采用常规聚酯作为纤维芯层材料,纺丝温度较高,熔体强度不足,发泡剂较早分解且难以形成稳定泡孔(如图2所示),因此减重率和保暖率均较低。
[0112] 通过对比例2和最佳实施例的对比,可发现采用改性低熔点聚酯作为纤维皮层材料,纤维力学性能不佳。
[0113] 对比例3‑5和最佳实施例的区别在于采用常规化学发泡剂,由于热分解温度较低,在成纤前的螺杆混合阶段已经分解完,泡孔结构形成后又随剪切作用即刻消失,因此不适合作为聚酯纤维的发泡剂。
[0114] 本发明中所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
[0115] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。
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