[发明专利]一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法

说明书

本发明涉及聚酰胺纤维领域，公开了一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法，本发明一方面通过在聚合阶段引入改性单体，使聚酰胺56形成支化结构，提高了聚酰胺56的流动性和加工性能；同时，为了避免改性单体的加入对聚合过程造成影响，本发明在成盐过程即将改性单体加入，保证了官能团比例的可控。另一方面，本发明还在缩聚过程中加入了外增塑剂，可进一步提高加工性能，降低加工温度；最后再熔融纺丝的方法，最终获得高流动性聚酰胺56纤维。

技术领域

本发明涉及聚酰胺纤维领域，尤其涉及一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法。

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。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，但是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。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法，本发明结合内增塑与外增塑的方法，即首先通过在分子链中引入特定结构的支链来形成内增塑效果，改善聚酰胺56的流动性，提高聚酰胺56的加工性能；此外，本发明在缩聚过程中添加外增塑剂，使分子链相互作用力下降，增加分子链间距，使缩聚和纺丝温度进一步降低，在提高聚酰胺56纺丝稳定性及纤维品质的同时，降低了能耗。

本发明的具体技术方案为：一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法，包括以下步骤：1)将生物基戊二胺配制成胺溶液；同时将己二酸以及酸性改性单体配制成酸溶液；随后将胺溶液加入到酸溶液中进行反应，将所得混合溶液冷却、静置，将析出的结晶过滤、洗涤、干燥后获得56盐。

2)将所得56盐配制成水溶液，加入助剂，进行聚合反应：首先在185-215℃，1.3-2.2MPa下反应2-5h；随后将压力降为0.001～0.005MPa，使体系中98％以上的水份被排出，加入外增塑剂，混合均匀后将温度控制在230-270℃；最后在-0.1～0MPa下继续反应1-3.5h，获得高流动性聚酰胺56。