[发明专利]一种增塑熔融制备聚酰胺56工业丝的方法

说明书

本发明涉及聚酰胺纤维领域，本发明公开了一种增塑熔融制备聚酰胺56工业丝的方法，包括成盐、聚合、纺丝、牵伸等阶段，首先在原料中加入增塑剂，通过熔融聚合以及固相或液相增粘相结合的方式获得聚酰胺56，所得聚酰胺56具有高流动性，可提高聚酰胺56的加工性能，降低加工温度，有效提高聚酰胺56纤维加工稳定性的同时，还降低了能耗降；随后再经过特定的四步牵伸工艺，将纤维内部的增塑剂去除，通过先取向、后结晶的方式实现了纤维高倍拉伸、高结晶，最终获得高强度的聚酰胺56工业丝，所获产品可替代聚酰胺6和聚酰胺66在工业丝中的应用，广泛应用于轮胎帘子线、缆绳、输送带、钓鱼线等产品。

技术领域

本发明涉及聚酰胺纤维领域，尤其涉及一种增塑熔融制备聚酰胺56工业丝的方法。

背景技术

聚酰胺纤维具有聚酯纤维无法比拟的优良物理性能，如聚酰胺纤维的断裂强度较高，耐磨性居纺织通用纤维之冠，吸湿性好，弹性回复率和耐疲劳性能优良，染色性好。尼龙纤维除了服装业用和装饰用外，在其他产业中也有广阔的应用，如其在轮胎帘子布、汽车用纺织品、过滤材料、BCF地毯膨体纱上都开发了新产品。聚酰胺纤维有很多品种，主要品种是聚酰胺6和聚酰胺66纤维。随着不可再生能源的逐渐枯竭，石油价格在高位不断波动，给聚酰胺纤维生产企业带来巨大的风险，因此，越来越多的人将目光投向了生物基材料中，其中，聚酰胺56纤维是其中最具发展前景的生物基聚酰胺纤维。

目前聚酰胺56纤维已经积累了一些研究，专利“尼龙纤维及其制备方法(201710193878.8)”公开一种尼龙纤维的制备方法，包括将包含1，5一戊二胺和己二酸的原料进行聚合反应后直接进行纺丝。专利“一种尼龙纤维(201310060413.4)”公开了一种尼龙纤维，所述尼龙纤维的原料包括以戊二胺和脂肪族二元酸为原料制备的尼龙树脂，其中，所述戊二胺和脂肪族二元酸中至少一种是由生物法制备，也包含了聚酰胺56纤维。然而，聚酰胺56在高温条件下容易发生降解，同时和聚酰胺66类似，在高温条件下容易产生凝胶，这都对工业化长期生产的稳定性及产品的品质造成了巨大的影响。根据目前现有的文献资料，通常情况下，聚酰胺56的熔点在250-255℃，为了保持纺丝的稳定性，纺丝温度通常在280-290℃(尼龙56的物理性能及可纺性探析[J]，聚酯工业，2014，27(1)：38-39；新型尼龙56纤维的制备和表征[D]，东华大学，2014.)。然而，当温度达到275℃，聚酰胺56就开始发生降解以及凝胶化，为了保证生产的稳定性及产品质量，加工温度不宜长时间超过275℃，然而由于聚酰胺56熔点在250-255℃，275℃以下的加工温度并不能保证聚酰胺56熔体具有良好的流动性。对于工业丝来说，由于要求聚酰胺56的分子量更高，在加工过程中要求的加工温度更高，纺丝温度通常达到290-300℃，在此温度下进行纺丝势必产生大量的降解及凝胶化现象，对于纺丝的稳定性及产品的质量造成巨大影响。

为了避免这一弊端，提高聚酰胺56的流动性是一种理想的解决方案。专利“高流动性生物基聚酰胺56树脂组合物及其制备方法(201811012042.2)”提供了一种高流动性生物基聚酰胺56树脂组合物，采用的方式是在聚酰胺56中共混添加流动改性剂，这种添加方法容易导致改性剂在基体树脂中分布不均匀，使得聚酰胺56熔体流动性不均匀，同时在共混添加时同样需要经过一道高温热加工过程，这对聚酰胺56切片的品质同样造成了影响。并且为了大幅降低加工温度，需要的增塑剂添加量较大，而大量的增塑剂在纤维内部会大幅降低纤维的强度，无法达到工业丝的要求。此外，由于分子量大，分子链缠结程度较高，同时聚酰胺56分子链间的相互作用力大，如何在牵伸过程中实现高倍拉伸也是赋予纤维高强度的重要研究内容。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种增塑熔融制备聚酰胺56工业丝的方法。本发明方法包括了成盐、聚合、纺丝、牵伸过程，首先在原料中加入了具有外增塑作用的增塑剂，通过熔融聚合以及固相或液相增粘相结合的方式获得聚酰胺56，所获得的聚酰胺56具有高流动性，提高了聚酰胺56的加工性能，降低了聚酰胺56的加工温度，有效提高了聚酰胺56纤维的加工稳定性，同时还降低了能耗降；随后通过特定的四步牵伸工艺，将纤维内部的增塑剂去除，同时实现纤维的高取向、高结晶，最终获得高强度的聚酰胺56工业丝。