[发明专利]聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯合金纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金纤维及其制备方法，尤其涉及聚对苯二甲酸乙二酯和 聚萘二甲酸乙二醇酯的合金纤维及其制备方法。

背景技术

聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是近年来发展较快的一种聚合物材料，它与聚 对苯二甲酸乙二酯(PET)同属于芳香族聚酯，二者之间在化学结构上的区别是 PEN可看做PET分子中的苯环被刚性更大的萘环取代后的产物，因此PEN在力 学性能和热性能上都优于PET，是一种高性能的聚酯材料。

目前，对于聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二酯共混熔融一般用于 开发一种性能更佳的塑料材料，比如瓶用材料。如文献《PET/PEN扩链反应共 混的研究》(高分子材料科学与工程第18卷第3期2002年5月)公开了PEN与 PET共混改性，开发一种性能更佳的瓶用材料。

PEN与PET这两种聚合物的物理共混物为不相容体系，但当把它们的混合 物加热至熔融状态并保持一定时间后就会发生酯交换反应，其结果是生成嵌段 共聚物，在反应时间足够长时则生成完全无规的共聚物，这会对共混物的结晶 行为和使用性能带来不利的影响。为此，《PET/PEN共混物结构和性能的研究》 (塑料工业第29卷第5期2001年9月)和《关于PET/PEN共混物的结构和性 能的研究》(第二届中日工程塑料研讨会学术报告)公开了共混物的结构和性能 的研究。

也有通过在PET树脂中混入聚对苯二甲酸乙二醇脂(PEN)短纤维，制备了聚 萘二甲酸乙二酯(PEN)增强PET复合材料的研究，如文献《PEN短纤维增强PET 复合材料的结构与性能研究》(塑料工业第31卷第3期2003年3月)。但是， 通过将聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯熔融共混纺制合金纤维还未 见有文献公开报道过。

另外，目前聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是 两种典型的聚酯材料。PET以其适当的性价比在工业生产、日常生活中得到了 广泛应用，PET废料较多。同时，随着PEN用途的扩大，各种形式的PEN废料 数量逐渐增多，但是由于受下游回收利用的限制，昂贵的PEN原生料变成废料 却比PET废料还便宜。鉴于该种情况，结合国内外将两者共混生成改性塑料的 报道，申请人尝试了合金纤维的开发。该种纤维的开发使废旧PET、PEN得到 了综合利用，具有很好的经济效益和社会效益。

发明内容

为了实现聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯合金纤维的开发，本 发明的一个目的是提供一种聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二酯的合金纤 维，该合金纤维具有膨松度好，压缩弹性恢复率高的特点。本发明的另外一个 目的是提供上述的合金纤维的制备方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的合金纤维，该合金纤维由聚 对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯熔融共混后纺丝制得，所述的聚萘二 甲酸乙二醇酯占合金纤维重量的1％～15％。

目前的PEN/PET合金塑料为了实现PEN/PET共混都添加相容剂，但相容的 加入往往影响力学性能和机械加工性能。本发明中PEN/PET合金纤维生产工程 中不添加相容剂，充分利在PEN、PET分子链中所含的羟基在适合的条件下会 发生缩聚这一特征完成共混。PEN的添加是对纤维的刚性(体现为纤维的支撑 性能)、膨松性能增加，但是随着PEN添加量的扩大，合金纤维的可纺性能逐步 恶化，反应到纤维成品上就是纤维中疵点含量有所上升，纤维的手感变差(主 要体现为纤维的粗糙度增加)。本发明适合的比例为聚萘二甲酸乙二醇酯占合金 纤维重量的1％～15％。作为优选，聚萘二甲酸乙二醇酯占合金纤维重量的4％～ 10％。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的合金纤维的制备方法，该方 法包括以下的步骤：

①取配方量的聚对苯二甲酸乙二酯和聚萘二甲酸乙二醇酯熔融共混，熔融温 度为268～285℃，时间为30～60min；

②进入纺丝设备纺制原丝；

③原丝进行牵伸，牵伸温度为85～90℃。