[发明专利]一种表面开裂的FDY纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种FDY纤维及其制备方法，特别涉及一种表面开裂的FDY纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯（PET）是目前人类使用最为广泛的合成高聚物之一，早在二十世纪40年代就合成出了PET，并发现其具有优异的性能，而广泛的应用于纺织、包装、医疗卫生、汽车、电子电器、安全防护、环境保护等领域。随着社会的进步，人民生活水平的提高，对聚酯纤维的差别化、功能化需要越来越高。涤纶的差别化纤维主要以形态（细旦、异形截面等）、高性能（高强、高模、低缩等）、高功能（高感性、吸湿性、透湿防水性、抗静电及导电性、离子交换性和抗菌性等）为主要改性方向。目前市场上应用较为广泛的主要有细旦及超细旦、吸湿排汗、防水透湿、大有光、中空保温、全消光、阳离子可染、阻燃、抗菌、抗紫外线等品种。虽然我国化纤的差别化率在不断提高，但远不及发达国家。因此，多种形态、性能及功能复合改性也是目前的开发趋势之一。

皮芯复合纤维的产生更进一步促进了纤维差别化的发展。皮芯复合纤维是由皮层和芯层两种组分构成，可以使纤维兼具皮层和芯层两种材料的部分性能，赋予纤维更多性能组合。目前，关于PBT-PET皮芯复合纤维的开发，以PBT为皮层，以PET为芯层，主要是利用PBT的一些固有性质，使PBT-PET皮芯复合纤维具有优良的舒适弹性，兼有手感柔软、透气吸湿，外观优雅无涤纶极光等性能。这仅仅是利用了PBT本身的固有性质，来达到提高复合纤维性能的目的，这对PBT-PET皮芯复合纤维的研究还是远远不够的。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面开裂的FDY纤维及其制备方法。通常，纺丝过程中都是要尽量保持纤维材料的均匀，避免纤维出现瑕疵而引起性能的下降，然而本发明则是通过对材料结晶速率从的控制及工艺条件的变化，有序可控的得到表面开裂的皮芯复合纤维。通过控制皮芯复合纤维皮层材料和芯层材料的结晶速率，使皮层材料的结晶速率高，芯层材料的结晶速率低，在相同的冷却条件下，皮层的结晶更充分完全，结晶所用时间更短。纺丝过程中，冷却区换成由强冷区-无风区-二次冷却区三部分组成，使纤维经过喷丝板挤出后，皮层迅速完成结晶，而芯层依旧处于冷却过程中，这样，在拉伸过程中，由于皮层结晶完全，所以会产生开裂，就得到表面开裂的FDY纤维。

本发明的一种表面开裂的FDY纤维，由皮层和芯层组成，所述表面开裂的FDY纤维表面有轴向裂纹，所述轴向裂纹的宽度为0.2～0.5μm，深度为0.1～0.3μm，所述皮层采用的材料为PBT，所述芯层采用的材料为低结晶速率聚酯；所述低结晶速率聚酯的半结晶期t_1/2为1000～2000s。。

如上所述的一种表面开裂的FDY纤维，所述皮层和所述芯层的截面积之比为2:8～5:5。

如上所述的一种表面开裂的FDY纤维，所述表面开裂的FDY纤维的单丝纤度为0.5～5dtex，断裂强度为2.5～4.5cN/dtex，伸长率为20%～40%。

如上所述的一种表面开裂的FDY纤维，所述PBT的半结晶期t_1/2为0.5～2.0s。

本发明还提供了一种表面开裂的FDY纤维的制备方法，包括低结晶速率聚酯的制备方法和皮芯复合纤维的制备方法：

1）所述低结晶速率聚酯的制备方法分为酯化反应和缩聚反应两步：

所述酯化反应：

采用对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸和1,4-环己二醇作为原料，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～0.4MPa，温度在230～250℃，酯化水馏出量达到理论值的90%以上为酯化反应终点；所述乙二醇与所述对苯二甲酸的摩尔比为1.2～2.0:1，所述间苯二甲酸为所述对苯二甲酸的摩尔数的0.5%～3%，所述1.4-环己二醇为所述对苯二甲酸的摩尔数的0.5%～5%；

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，在所述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1KPa以下，温度控制在250～270℃，反应时间为40～60分钟；

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100Pa，反应温度控制在270～285℃，反应时间1～2小时；

即得到半结晶期t1/2为1000～2000s的低结晶速率聚酯；