[发明专利]一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将多元醇与尼龙6切片按比例混合，混合后的多元醇/尼龙6切片喂入双螺杆挤出机熔融共混，由切粒机将挤出的熔体切粒，得到多元醇改性的尼龙6母粒；步骤2：将步骤1得到的尼龙6母粒与尼龙6切片按比例混合，干燥后经双螺杆挤出机熔融挤出，进入纺丝箱体，熔体经喷丝孔喷出后进入纺丝甬道，经空气冷却、集束、上油、牵伸、热定型、卷绕而制备成高强尼龙6长丝。本发明通过加入多元醇对尼龙6增塑改性，并基于一步法牵伸工艺制备了高强尼龙6，所制得的产品热力学性能优异，断裂强度和断裂伸长率均较高，初始模量则较低。

技术领域

本发明属于化学纤维制备领域，具体涉及一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝及其制备方法。

背景技术

尼龙6(PA6)即聚酰胺6，又称锦纶6，是早期工业化的尼龙材料的一种，分子结构式为-NHCO(CH₂)₅-，其分子链通常呈无规卷曲线团状，结晶时易形成折叠链片状结晶结构，力学性能优良，常作为通用塑料广泛应用。尼龙6纤维是世界上出现的第一种合成纤维材料，其比重较小，具有良好的可塑性、耐磨性和弹性等性能，因此作为一种优良的纺织材料广泛应用于纺织服装等领域。

专利CN104844795公开了一种高强导热尼龙6及其制备方法，通过在己内酰胺聚合反应时添加石墨烯浓缩液，使得石墨烯均匀分散在尼龙6中从而制得了高强导热尼龙6。

专利CN108677267A公开了一种高强聚酰胺6纤维的制备方法，利用二元酸酐与含苯环的二元胺反应制备得到扩链剂，同时将锂皂石用KH570改性后与顺丁烯二酸酐反应，增强锂皂石与聚合物的相容性，并在PA6分子链上引入氨基得到复合树脂，纺丝后经过牵伸得到了强度达10cN/dtex的高强PA6纤维。

专利CN109280990A公开了一种高强度锦纶6工业长丝的制备方法，通过将络合剂与尼龙6溶于甲酸制备得到纺丝前驱液，经干法纺丝成型，解络合、热拉伸、热定型制得了模量为80Gpa、断裂强度为1.3Gpa的锦纶6长丝。

以上专利所述方法或采用化学改性，或采用扩链方法，或采用干法纺丝工艺，均起到了提高锦纶6强力的效果，但存在成本较高、制备工艺复杂、对制备过程引入的溶剂去除繁琐等问题，且在强度提高的同时通常会导致纤维韧性的降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝及其制备方法，通过引入多元醇作为增塑剂达到同时提升纤维拉伸强度和韧性的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将多元醇与尼龙6切片按比例混合，混合后的尼龙6/多元醇切片喂入双螺杆挤出机熔融共混，由切粒机将挤出的熔体切粒，得到多元醇改性的尼龙6母粒；

步骤2：将步骤1得到的尼龙6母粒与尼龙6切片按比例混合，干燥后经双螺杆挤出机熔融挤出，进入纺丝箱体，熔体经喷丝孔喷出后进入纺丝甬道，经空气冷却、集束、上油、牵伸、热定型、卷绕而制备成高强尼龙6长丝。

优选地，所述步骤1中多元醇为山梨醇、甘露醇、聚乙二醇、季戊四醇和新戊二醇中的任意一种或几种；所述多元醇常温下均为固态，与尼龙6具有相容性。

优选地，所述步骤1中多元醇重量份数为10～30份，尼龙6切片重量份数为70～90份。

优选地，所述步骤1中双螺杆挤出机熔融混合温度为230～250℃，主机转速为5～8rpm，喂料机转速为4～6rpm。

优选地，所述步骤2中多元醇改性的尼龙6母粒重量份数为5～20份，尼龙6切片重量份数为80～95份。