[发明专利]一种纳米掺杂的聚酰胺并列弹性复合纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米掺杂的聚酰胺并列弹性复合纤维的制备方法。该制备方法是将干燥切片熔融后经过各自的计量泵精确计量挤出，挤出的两种熔体经各自的管道输送到同一个纺丝箱体和复合组件中，在喷丝板内或者喷丝板出口处汇合，两股熔体细流粘结到一起，经过侧吹风冷却成形和后处理得到并列复合纤维。通过熔融共混或原位聚合掺杂纳米层状硅酸盐、金属化合物和稀土化合物中的一种或几种到聚酰胺中来调控复合纤维其中一组分的分子间相互作用，利用改性后组分与未改性组分收缩率的差异经过双组分熔融复合纺牵一体设备来制备聚酰胺自卷曲并列复合纤维，解决目前弹性纤维强度低，吸湿性差，不耐高温及机洗成本高等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种双组份并列复合纤维的制备方法，属于功能纤维及纺丝技术领域，特别是涉及一种纳米复合材料以及聚酰胺并列复合纤维的制备方法。

背景技术

目前，我国化纤市场差别化产品占80％以上，但同质化严重，随着莱卡(Lycra)产品的大规模推出，弹性纤维引起了广泛的关注。聚氨酯类弹性纤维的伸长率很大，强度高，耐老化等性能均优于橡胶丝，但聚氨酯弹性纤维的生产设备及工艺复杂，原料及加工成本高，不易染色并且污染问题严重，从而限制了它的应用。为了降低成本和加工方便以满足市场进一步要求，并列弹性复合纤维获得了很大的发展空间。

并列型复合纤维由两种收缩性能不同的高聚物按一定比例通过复合纺丝设备形成的双组分复合丝。由于聚合物分子运动的特性导致热处理过程中纤维内平行排列的两组分会发生收缩性差异，收缩快的组分对收缩慢的组分产生收缩压力，而收缩快的组分受到收缩慢的组分产生的反向拉伸力。当这两种作用力随着收缩变形到一定程度后达到平衡，整根纤维自发地产生扭转，形成像弹簧一样三维螺旋卷曲的结构。这种双组分弹性纤维和天然羊毛的卷曲弹性非常相似，该纤维及其织物柔软、蓬松、富有弹性。

随着人们对面料舒适性、健康性的要求越来越高，作为综合性能优异的高档纺织品，聚酰胺有着很好的弹性和耐磨性，吸湿性好、易洗快干、易染色、亲肤、轻量化等特点。

另外，聚酰胺结构多样，并且分子间能够形成具有有序氢键的超分子结构，从一定程度上调节或者屏蔽这些分子间氢键。如与少量的金属离子发生络合等，即可对聚酰胺性能产生显著影响。用其作为双组分复合纤维的成分，材料的可设计性很强，利用改性聚酰胺为原料制备的并列复合纤维，相比现有的纤维产品具有更加丰富的性能及应用范围。

由此，编织成的弹性面料有望在高档内衣、运动服、汽车装饰以及医用领域有更广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是利用纳米层状硅酸盐、金属化合物、稀土化合物与聚酰胺进行纳米复合，并通过纳米掺杂物的含量或种类调控聚酰胺双组分纳米复合纤维的卷曲率及力学性能，解决目前弹性纤维强度低，吸湿性差，不耐高温及制造成本高等缺陷。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种纳米掺杂的聚酰胺并列弹性复合纤维的制备方法，是采用并列复合纺丝工艺制备纳米掺杂的聚酰胺并列弹性复合纤维。

本发明制备工艺所需的生产设备主要由螺杆挤出机A、螺杆挤出机B、熔体输送管道、计量泵、复合喷丝组件、侧吹风装置、上油嘴、第一热辊(GR1)、第二热辊(GR2)、网络器、卷绕机等装置组成。

本发明采用上述的设备进行并列弹性复合纤维的制备工艺是：

干燥后的两种原料分别送入A、B螺杆挤出机中，熔融挤出后经各自的管道输送到纺丝箱体中，经计量泵精确计量后，两种熔体在喷丝板内汇合或在喷丝板出口处汇合粘结成一体。丝条由侧吹风冷却，上油后经过第一罗拉和第二罗拉，由卷绕机卷绕成形得到并列复合POY预取向丝。调节第一热辊GR1、第二热辊GR2转速形成一定拉伸比，并经过定型和网络，可以得到并列复合FDY预取向丝。POY预取向丝再进行拉伸或加弹得到DT拉伸丝或DTY拉伸变形丝。