[发明专利]具有高形稳性和高抗疲劳性的聚己二酰己二胺(聚酰胺六六)纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及聚己二酰己二胺纤维（聚酰胺66）及其制备方法。尤其是，它涉及具有高形稳性和高抗疲劳性的聚己二酰己二胺（聚酰胺66）纤维及其制备方法，该纤维采用作轮胎帘线、运输带或诸如此类的橡胶增强剂。

由于聚己二酰己二胺纤维具有极佳的拉伸强力、韧性、耐热性、染色性和著色性，它被广泛用作为工业材料、室内床上用品材料、衣着纤维以及诸如此类。尤其是，由于它具有极佳的拉伸强力、韧性、抗疲劳性和对橡胶的胶粘性，它被广泛用作为制轮胎帘线的一种纤维。

近来，即使在轮胎帘线方面，也祈求达到节能效果，而且要求研制出能减少汽车燃料消耗的轮胎，为此，轮胎制造者竭尽努力，以提供具有较小的滚动阻力和重量较轻的轮胎。因此，希望有具有较高形稳性和较高拉伸强力的化纤长丝纱，用以生产轮胎帘线。改进轮胎的耐久性是必要，这不仅是为了通过延长轮胎的寿命而获得经济效果，而且也是为了改善安全性，从这一观点出发，希望有具有高的抗疲劳性的化纤长丝纱。

尼龙66（聚酰胺66）纤维在耐热性和形稳性方面胜过尼龙6，而且在耐热性方面也胜过聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚脂）纤维，尤其在高湿度条件下的耐热性以及抗胺分解性更是如此。然而，尼龙66纤维的缺点是，该纤维在形稳性方面劣于聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。为此，在子午线胎体的场合，要求有较佳的形稳性，因而主要使用钢丝、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和人造纤维。由于钢丝和人造纤维在 每单位重量的拉伸强力方面是低的，所以须提高每个轮胎所用的帘线的量，其结果是提高了轮胎的重量和成本。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维在耐热性方面，尤其在高湿度条件下的耐热性方面是低劣的，因此，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维在卡车或汽车轮胎以及在运转温度高的高速轮胎方面的应用就受到了限制。在这种情况下，就迫切要求改进尼龙66的形稳性，同时又保持其优良的特性，例如高的拉伸强力、高的耐热性和高的抗疲劳性。

在《日本未审定专利出版物》NO53-58032中透露了一种用以改进聚脂长丝纱的形稳性和抗疲劳性的方法。在此方法中，主要由聚对苯二甲酸乙二醇脂组成的聚脂在高应力下进行熔融纺丝，这样产生的未拉伸的长丝纱具有一个相当高的双折射，其值为9×10^-3至70×10^-3，然后再进行热拉伸。采用每分钟1000×2000米的速度作为卷绕未拉伸长丝纱的卷取速度。在上述未审定专利出版物颁布以后，已作了各种调查研究，以便通过高熔融纺丝的化纤长丝纱进行拉伸而改进形稳性和抗疲劳性。就聚己二酰己二胺纤维而言，《日本未审定专利出版物》No58-60012透露了一项方法，包括：对聚己二酰己二胺进行熔融纺丝;对纺制的长丝纱以高于每分钟2，000米的卷取速度进行卷绕;然后对长丝纱进行拉伸。然而，如果通过提高纺丝速度而提高长丝纱的定向度，那么可拉伸性就会变差。在具有很高晶化速率的聚己二酰己二胺中，这种趋向尤为明显。因此，聚己二酰己二胺的缺点是，纺丝速度越高，则所得经过拉伸的长丝纱的拉伸强力和伸长就越低。轮胎帘线的固有功能是起增强作用，如果轮胎帘线的拉伸强力和伸长降低，则必然需要增加轮胎中所用的长丝纱的量，其结果是势必增加轮胎的重量和提高制造成本。

因此，本发明的主要目的是赋予聚己二酰己二胺纤维以优良的拉伸强力、断裂伸长、形稳性和抗疲劳性。

本发明的其他目的和优点可从下述介绍中显而易见地看到。

根据本发明的一个基本要求，提供了一种聚己二酰己二胺纤维，其特点是：（1）甲酸相对粘度为50～150;（2）拉伸强力至少为7.5g/d（克/旦）;（3）在应力为5.3g/d（克/旦）的条件下，中间伸长不大于8%;（4）在应力为5.3g/d（克/旦）的条件下，断裂伸长（%）和中间伸长（%）之间的差至少为6%;以及（5）在160℃的干热条件下，收缩率不大于5%。

优选的聚己二酰己二胺纤维更具有以下特性;（6）伸长为12%至20%;（7）形稳性不大于13%;（8）晶体定向度至少为0.85，但不大于0.92;（9）晶体完美指数（CPI）至少为60%;以及（10）在频率为110Hz（赫）时测得的动态机械损失角正切值（tan）的峰值温度Tmax，可满足下式要求：

100≤Tmax+4（9.5-DS）≤116

式中，DS是抗张强度（g/d）。

根据本发明的另一个基本要求，提供了一个用以制备聚己二酰己二胺纤维的方法，它包括：使甲酸相对粘度为50～150的聚己二酰己二胺熔融;把熔体从一喷丝板挤出;使挤出物冷却并由此固化，以每分钟1000米至6，000米的卷取速度卷绕所得的长丝纱;然后以每分钟不高于100米的拉伸速度对长丝纱进行热拉伸。