[发明专利]表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维及其制备方法，制备方法为：将改性尼龙母粒与尼龙切片按0.5～5:95～99.5的质量比混合后进行熔融纺丝制得表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维，其中改性尼龙母粒主要由37～88.8wt％的尼龙、10～60wt％的PDMS和0.2～3wt％的支链带有氨基的POSS组成，是通过将各组分按比例加入混料机中搅拌均匀后，输送至双螺杆挤出机中熔融挤出和切粒制得的；最终制得的表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维的动摩擦系数与静摩擦系数都低于0.3，与水的接触角大于71°，耐久性良好，可纺性好，力学性能优良，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纤维制造技术领域，涉及一种表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维及其制备方法。

背景技术

尼龙纤维是由酰胺键连接起来的一类合成纤维，具有一系列优异的性能，如强度较高、回弹性好、耐磨性和耐化学腐蚀性优良、抗冲击性能强，在服装、装饰和工业等领域得到了广泛的应用。随着应用领域的不断分化，人们对特定应用往往提出了不同要求，为满足服用纤维，尤其是户外运动系列服饰的拒水防污要求，以及改善超细纤维织物的独特外观和手感，需要对尼龙纤维进行改性，降低尼龙纤维的摩擦系数以及提高其疏水性。

目前对尼龙的摩擦性和疏水性研究主要集中在尼龙塑料中，常采用物理共混法加入润滑剂(如二硫化钼、石墨、滑石、云母片、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等)来改善尼龙的摩擦性或加入疏水性材料(如聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等)来改善尼龙的疏水性，但加入添加剂后，由于添加剂与尼龙的相容性较差，不能均匀地分散在基材中，导致材料的可纺性未知以及纤维的摩擦性和疏水性改性效果不佳，因而难以由现有技术中的摩擦系数低且疏水性好的尼龙塑料制备摩擦系数低且疏水性好的尼龙纤维。

现有技术少有的表面摩擦系数低或疏水性改善的尼龙纤维都是通过后整理的方法制得的，专利CN103451946 A公开了一种多功能尼龙纤维的制备方法，主要是尼龙纤维等浸入到有机硅疏水溶剂复合整理液处理一段时间后固化得到表面带有均匀疏水涂层的多功能纤维，虽然能在一定程度上取得拒水防污的效果，但是耐久性差，而且只是具有单一的疏水性，磨擦性未知，采用后整理的方式，尼龙纤维与整理剂之间的结合作用力较弱，很容易在使用过程中脱落。因而，亟待研究一种耐久性好的摩擦系数低且疏水性改善的尼龙纤维的制备方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种耐久性好的表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维的制备方法。

为达到此目的，本发明采用如下的技术方案：

一种表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维的制备方法，将改性尼龙母粒与尼龙切片混合后进行熔融纺丝制得表面摩擦系数低且疏水性提高的尼龙纤维；

改性尼龙母粒主要由尼龙、PDMS和支链带有氨基的POSS组成；

PDMS(聚二甲基硅氧烷)主链由呈螺旋型的Si-O键构成，具有优异的耐老化性、电绝缘性和耐热性，结构中Si-CH₃具有疏水性，表面能低，使得PDMS表面平滑、结构稳定，因此它即可用作润滑剂又可用作疏水处理剂，然而将PDMS应用到纺丝却存在较大的困难，主要原因是PDMS具有一定的粘度，且与尼龙等纤维基体并不相容，因而难以均匀分散在纤维基体中；

本发明通过采用母粒纺丝法同时在母粒中引入POSS解决了PDMS难以在纤维基体中均匀分散的问题，即先将PDMS、POSS和尼龙共混制备改性尼龙母粒，再将改性尼龙母粒和尼龙切片混合后进行纺丝，POSS作为尼龙与PDMS的相容剂，其中的氨基与尼龙具有较强的氢键作用，而硅氧烷结构与PDMS具有较好的相容性，POSS在尼龙与PDMS之间能够起到桥梁作用，因而能够显著提高PDMS在尼龙基体中的分散均匀性，此外，POSS是一种多面体笼状结构，还兼具一定的疏水性作用，POSS的加入也有利于提升纤维的疏水性能；