[发明专利]聚己二酰己二胺纤维稀土改性技术

说明书

本发明属于合成纤维分子改性技术领域。

由分子结构决定，聚己二酰己二胺纤维有三个缺陷。其一，由于聚己二酰己二胺纤维端胺基含量少、氢键多，因此上染率低、染色不均、不能批染、染色级别反为2.5级且染料耗量大、染色费用高;其二，由于聚己二酰己二胺纤维是碳、氢、氧原子以共价键结合的高分子化合物，固之疏水性强、静电严重，表面电阻为10¹⁴欧、属绝缘体;其三，由于其分解温度低、极限氧指数为22%，因此属易燃物质。

为了解决上述缺陷，一般采用单一方法处理。如染色时，采用匀染剂助染;染长丝及长丝织物时，须先小样染色，打号分批，再分批造或批染。北京袜厂将氯化稀土在一定条件下加入染料中，染色时使其与纤维络合。即利用稀土的携带作用提供染席。此法起不到聚合物改性的作用且最大络合量为0.06%（稀土与聚合物的重量比）;在聚己二酰己二胺纤维的生产（或织物染色，后整理）中加抗静电剂，旨在消除静电;在织物染色或后整理中加阻燃剂以使聚己二酰己二胺纤维及织物具有阻燃性能。上述任何一种处理方法，均不能从根据上同时消除聚己二酰己二胺纤维的染色、静电和易燃的弊病。

本发明的目的是，提供一种聚己二酰己二胺纤维稀土改性技术。这种技术使纤维和织物染色均匀、节省染料;具有抗静电和阻燃性能。其物理指标也达到或优于同类产品的标准。

本发明是将稀土（镧、铈、镨、钕）的化合物进行物理与化学处理，然后将其加入到聚己二酰己二胺纤维直接纺生产线的缩聚工序，使其与聚己二酰己二胺二胺纤维分子络合，制得一种改性聚合物。再经纺丝、牵伸制成一种改性的聚己二酰己二胺纤维。或在间接纺时加入并使其均匀分布，再经纺丝牵伸即制成一种改性聚己二酰己二胺纤维。

其具体做法的原理是：

将氯化稀土、脂肪酰稀土的混合物或单一组份（统称改性剂）与己二胺、己二酸共缩聚;或与聚己二酰己二胺混合，生成改性聚合物。反应式如下：

除上述络合反应外，生成的盐键与羰基的氧原子也能反应;也有部分不能反应的，则以混合物的形式存在（在不影响纤维物理指标情况下，可以有适当比例以混合物形式存在）。

实践证明：氯化稀土与聚己二酰己二胺聚合物反应，大多以络合形式存在，而脂肪酸稀土与聚己二酰己二胺聚合物反应大多以共价键形式存在。后者的反应式如下：

HO-〔OC（CH₂）₄COHN（CH₂）₆-NH〕-H+RE-R-COOH

→HO-〔OC（CH₂）₄COHN（CH₂）₆-NH〕

_nOC-R-RE+H₂O

式中：

RE-稀土

R-（CH-CH）-

改性后的聚己二酰己二胺纤维由于稀土的存在，染席增加了;又因稀土具有“深色效应”，故染色均匀、节省染料。

稀土是一种吸水性很强的物质，因此改性后的聚己二酰己二胺纤维增加了含湿率和导电性能。

聚己二酰己二胺纤维经氯化稀土改性后，具有阻燃性。这是因为高聚物受热分解时生成氢、氧、一氧化碳等，而氯则能与可燃物质生成难燃物质。

稀土改性剂，可在直接纺的缩聚时加入，也可在间接纺时与聚合物相混加入。其在聚己二酰己二胺纤维生产线上的加入位置如附图所式。即：

1.在盐调配时与己二胺、己二酸盐同时投料，

2.在予反应后，闪蒸前及预反应主蒸发器入口任何能够加入的位置均可;

3.间接纺时在切粒中混入。

在缩聚线上加稀土改性剂，是用注射系统来完成，即用流程中原有设备加入。

稀土改性剂的配制方法：

本发明使用氯化稀土、氧化稀土和有机稀土。其配制方法分别是：

1.氯化稀土用无离子水（或二次蒸馏水）溶解，使其浓度在15-40%，并加入酸性物质（如磷酸脂类）控制pH值在4-6（以防止在缩聚中产生链终止作用）。

2.氧化稀土不溶于水，以固体形式加入。加入时需进行研磨处理，要求粒度为10^-5～10^-6厘米。

3.有机稀土是液体，可以直接加入，加入前要用酸性物质（如磷酸脂类）将pH值控制在3-5。

加入稀土是，必须满足以下条件：

1.在缩聚工序加入，除控制pH值外，还要满足反应时间。其反应时间占总反应时间的一半以上。这样既可保证反应又可充分混合，又使其分布均匀。