[发明专利]一种聚萘二甲酸乙二醇酯长丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高性能纤维的制备领域，特别涉及一种聚萘二甲酸乙二醇酯长丝的制备方法。

背景技术

聚萘二甲酸乙二醇酯(简称PEN)，其结构与PET相似，不同之处在于，在分子链上、PEN由刚性更大的萘环代替了苯环。所以PEN在热学性能、力学性能、化学性能、机械性能、对气体的阻隔性、以及其他综合性能等方面都更加优越，因而引起了世界各国聚酯商的高度重视。

PEN由于具有优良的力学性能、气体阻隔性、防水性、抗紫外线性、耐热性、耐化学药品性、耐辐射性等特点而在薄膜、包装容器、纤维等领域有着广泛的应用。下面就PEN在纤维方面的应用具体说明：

PEN纤维是一种高性能纤维，其模量高、尺寸稳定性好、不变形、弹性高、刚性好，是一种理想的纺织原料，应用范围极广：

（1）PEN纤维可以用来制作要求折叠后体积小、质量轻、强度高、阻燃性能好的汽车防冲撞充气安全袋。

（2）由于PEN纤维具有较大的回弹性和刚性，能够满足橡胶骨架材料对于耐高温性、抗疲劳性、抗冲击性、黏结性和抗蠕变性的要求，因而可以替代钢丝、PET等材料，用作轮胎和传送带等的骨架材料。

（3）由PEN纤维制成的过滤材料，过滤性能极优，而且具有优异的耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性和耐潮湿水解性等特点，可与聚苯硫醚（PPS）纤维相媲美。同时，PEN滤材在较宽的pH值范围内具有优异的拉伸强度，可用来替代PET筛网。

（4）由于PEN纤维模量高、伸缩性强，并具有优良的耐化学性能和抗紫外线性能等，所以是制造各种缆绳的理想材料，今后将有可能逐步替代PET缆绳。此外，PEN纤维还可用于增强纤维和服装、服饰等方面。

PEN玻璃化温度（170℃）高于PET的玻璃化温度（69℃），因而PEN比PET结晶速度更慢,使其分子取向速度较慢,难以获得高性能的PEN长丝，所以一般要通过超高速纺丝的方法来实现。但是，这样的纺丝方法带来较高的成本,制约了PEN的发展，目前PEN在纤维领域的商业化应用主要定位于产业用途。2000年KOSA开发的PEN工业丝在强度、模量及尺寸稳定性上明显优于PET工业丝,有望取代人造丝用于轮胎骨架材料。不过由于价格偏高,目前尚难有很大作为,只能在有特殊要求的领域获得商业化。例如高温、潮湿、日晒、盐水浸渍等条件下使用的三角皮带的增强材料、航海运动的船帆等。2000年普利司通生产的轮胎ReGNO7000中使用PEN纤维作噪音吸收层,防止噪音传入车内。

为了加大PEN的市场竞争力，一方面要维持纺丝优秀的性能，另一方面又希望尽可能降低生产成本，还需要大量的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚萘二甲酸乙二醇酯长丝的制备方法，该方法解决了PEN分子取向速度慢所带来的问题，降低生产成本，简化生产的步骤，这为PEN长丝在市场的发展带来了不可估量的进步，具有良好应用前景。

本发明的一种聚萘二甲酸乙二醇酯长丝的制备方法，包括：

（1）将聚萘二甲酸乙二醇酯PEN树脂切片后送入真空转鼓干燥机进行真空干燥，在氮气保护下低于70℃出料；

（2）将上述干燥好的PEN树脂切片送入螺杆挤出机内进行熔融，熔融温度为268℃，时间为30-60min；

（3）熔体从喷丝板挤出后经保温形成熔体细流，通过冷却吹风固化成型，通过给油给水使初生纤维集束；

（4）将上述初生纤维进行牵伸，牵伸温度为220-245℃，牵伸倍数为6.5；将牵伸后的丝卷绕成形，即得聚萘二甲酸乙二醇酯长丝。

所述步骤（1）中的聚萘二甲酸乙二醇酯PEN树脂的粘度为0.9。

所述步骤（1）中的真空干燥的具体工艺参数为：真空度0.88MPa，干燥时间20-22h，干燥温度120-125℃。

所述步骤（3）中的喷丝板的喷丝孔为圆形，直径0.35mm。

所述步骤（3）中保温时的温度为215-220℃。

所述步骤（4）中的牵伸为多道牵伸，前道牵伸锟的温度为170-200℃，喂入轮的温度为150-170℃，前道牵伸热板的温度为210-240℃。

所述步骤（4）中的卷绕成形的速度为1000-1500m/min。