[发明专利]一种高模量共聚改性氨纶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高模量共聚改性氨纶，氨纶的分子主链中含有酰亚胺结构，酰亚胺结构通过采用含有酰亚胺结构的二醇单体共聚的方式引入。本发明还公开了高模量共聚改性氨纶的制备方法，包括：将聚醚二元醇、含有酰亚胺结构的二元醇单体、二异氰酸酯与溶剂混合，反应后得到预聚物；用溶剂稀释预聚物，冷却，加入扩链剂和反应控制剂进行反应，得到聚氨酯脲溶液；向聚氨酯脲溶液中，加入助剂浆液，熟化后得到氨纶纺丝原液；将步骤(3)得到的氨纶纺丝原液经干法纺丝，得到共聚改性氨纶。本发明制备的氨纶具有高强度、高模量以及适当提升的耐高温性能，在高档泳衣、运动健身服饰上有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种高模量共聚改性氨纶及其制备方法。

背景技术

氨纶(聚氨酯脲纤维)是一种具有良好回弹性能的弹性纤维，被广泛应用于高档服装、运动服装、内衣、袜子等纺织品领域。在实际应用过程中，氨纶常与其它纤维混织，然后经过一定的染整工艺制成相应的面料。聚氨酯弹性纤维需具备优异的力学性能及耐高温性能才能满足氨纶在后续的加工及使用过程中的要求。例如，聚氨酯弹性纤维在进行后道织造时，若丝拉伸强度低、拉伸模量小，高速退绕时，易发生断丝等故障而影响织造效率；后道高温染色时，若丝力学性能与耐高温性能差，丝在织物中易发生染色内断现象；后续使用时，特别是在其作为高弹牛仔裤等服用弹性纤维丝时，更是需要纤维具备优异的经向拉伸强度及模量，才能使衣物具有良好的耐穿耐磨性。

随着人们生活水平的提高，对服装面料的弹性舒适性要求越来越高。不同款式和用途的衣服对面料弹性的具体要求也不同，如紧身并且具有健美体形功能的服装要求面料弹性伸长率大，并且要求伸长时所需的负荷高。然而，常规氨纶的模量较低，所制成的面料较为松垮，紧适性较差。高模量的氨纶则能提供理想的紧适性，对人体有更好的收紧作用，可起到健身健美的作用，在高档泳衣、运动健身服饰上有良好的应用前景。

公开号为CN103789864A的中国专利公布了一种高强高模耐高温氨纶的制备方法，通过在纺丝原液中引入自由基引发剂制备具有微交联的氨纶。然而，引发剂只有在高温纺丝过程中才会释放自由基，引发剂的分解受纺丝工艺影响较大，且难以控制聚氨酯弹性纤维的交联程度，过度的交联还会导致聚氨酯纤维的弹性伸长率下降。

聚酰亚胺是一种含有酰亚胺环的特种工程塑料。聚酰亚胺分子主链上含有大量的芳香结构及酰亚胺环结构，具有强度高、模量大、耐高温性能优异等特点。公开号为CN108048947A的中国专利公布了一种共混改性氨纶及其制备方法，在氨纶原液中引入聚酰亚胺共混，在一定程度上提高了氨纶的模量及耐高温性能。然而，聚酰亚胺与氨纶相容性较差，导致共混改性氨纶的模量提升程度有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高模量共聚改性氨纶及其制备方法。采用本发明提供的方法制备的氨纶，具有高强度、高模量以及适当提升的耐高温性能，在高档泳衣、运动健身服饰上有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高模量共聚改性氨纶，所述氨纶的分子主链中含有酰亚胺结构，所述酰亚胺结构通过采用含有酰亚胺结构的二醇单体共聚的方式引入。

高模量为300％伸长，应力大于9克/旦。

所述的含有酰亚胺结构的二醇单体的结构式为：

其中，Ar为四酸二酐的残基，选自下列基团中的任一种：

选用对称结构的四酸二酐，氨纶分子的规整性较高，有利于氨纶分子间的规整堆积，从而提高氨纶分子间的相互作用力。

作为优选，所述的Ar基团选自下列基团中的任一种：

上述基团在增加氨纶刚性的同时，有利于防止氨纶分子间的扭曲缠绕，进一步提高氨纶分子间的规整堆积。