一種聚酯彈性體/pet復(fù)合彈性纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織用聚酯復(fù)合纖維及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前氨綸作為彈性纖維之冠，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于襪類、泳裝、內(nèi)睡衣、運動服、時裝外衣及健康保健品方面。但是氨綸彈性纖維生產(chǎn)設(shè)備及工藝復(fù)雜，原料及加工成本高，價格昂貴，存在“三廢”污染，同時纖維存在染整時不能氯漂、染色難、高溫整理時纖維易發(fā)生熔斷、布料拉伸時會出現(xiàn)“露白”和“起泡”現(xiàn)象、彈性過剩、舒適性差等問題。
[0003]為了解決氨綸纖維存在的這一系列問題，近年來，市場上出現(xiàn)了以雙組分聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和T400為代表的復(fù)合彈性纖維。這兩種纖維均是由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PTT復(fù)合紡絲而得。其中雙組分PTT復(fù)合纖維是殼牌公司開發(fā)的產(chǎn)品，而T400是英威達公司開發(fā)的彈性纖維，由于PTT原料價格昂貴，導(dǎo)致這兩種復(fù)合纖維售價都很高。
[0004]此外，文獻中也報道了一些雙組份復(fù)合彈性纖維，如CN104141178公開的一種PET復(fù)合彈性纖維及其制備方法，該方法是利用不同粘度的兩種PET切片，通過熔融復(fù)合噴絲后經(jīng)吹風(fēng)冷卻、上油、卷繞、牽引制成初生纖維，初生纖維再經(jīng)過平衡、拉伸、定型獲得成品長絲。由于該工藝采用的是兩步法，制備纖維時即需要采用獨立的兩套紡絲設(shè)備和拉伸定型設(shè)備，其不僅工藝較為復(fù)雜，設(shè)備投資大，制備成品纖維的速度僅幾百米/分鐘，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，且由于是采用不同粘度的兩種PET為復(fù)合紡絲原料，其所得復(fù)合纖維的彈性差，卷曲彈性率僅55?70%，斷裂強度低，小于2cN/dtex。
[0005]又如CN101851812公開的一種并列復(fù)合型彈性纖維及其制造方法，該方法是將聚對苯二甲酸丁二醇酯與聚對苯二甲酸乙二醇酯以70: 30?30: 70的重量比進行并列復(fù)合紡絲后制得預(yù)取向絲(簡稱POY)，POY絲再經(jīng)假捻加工制得并列復(fù)合型成品纖維低彈絲(簡稱DTY)。該工藝路線也為兩步法，制備纖維時也需要采用獨立的兩套紡絲設(shè)備和拉伸假捻設(shè)備，制備成品纖維的速度也僅幾百米/分鐘，其也存在以上所述兩步法的問題。
[0006]再如CN103882538公開了一種新型彈性纖維及其制備方法，該方法采用的原料是PTT、PET、E⑶P (常壓陽離子可染聚酯)和不同粘度PET，工藝采用的是全拉伸絲(FDY)工藝，其不僅需要將紡制成的纖維拉伸后經(jīng)95?100°C沸水處理15?20min才能制備成成品的復(fù)合彈性纖維，且纖維的卷曲度僅為43?55%，彈性嚴(yán)重不足。
[0007]另外，以上方法制備的復(fù)合彈性纖維除均存在彈性不足外，纖維手感、舒適性等方面還存在各自所采用原料所帶來的缺點，因此開發(fā)生產(chǎn)流程短、效率高、成本低和具有更優(yōu)異性能的復(fù)合彈性纖維具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，首先提供一種聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維的制備方法。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制備的聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維。
[0010]本發(fā)明提供的聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維的制備方法，該方法的工藝步驟和條件如下:
[0011](I)先將對苯二甲酸、1，4-丁二醇、雙端羥基聚醚，在催化劑作用下，于200?245°C減壓直接酯化1.5?5小時，然后在250?265°C，真空10pa以下熔融縮聚2?5小時，經(jīng)鑄帶切粒得特性粘數(shù)為0.9?1.5dl/g的聚酯彈性體切片，其中1，4-丁二醇:雙端羥基聚醚:對苯二甲酸的摩爾數(shù)比為0.9?1.4:0.1?0.4:1 ;
[0012](2)將所得聚酯彈性體切片與PET切片按質(zhì)量比20:80?80:20采用紡絲拉伸卷繞一步法工藝進行高速復(fù)合紡絲即可制得聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維。
[0013]以上方法中所用的雙端羥基聚醚為聚氧乙烯二醇、雙端羥基聚氧丙烯醚和雙端羥基聚四亞甲基醚中的至少一種，其數(shù)均分子量為250?2320。
[0014]以上方法中所用的催化劑為草酸鈦鉀或鈦酸丁酯，其加入量為常規(guī)劑量，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。
[0015]以上方法中所用的減壓酯化真空度為一 10?一 40Kpa。
[0016]以上方法中減壓直接酯化時間優(yōu)選2.5?3.5小時，熔融縮聚優(yōu)選3?4小時。
[0017]以上方法中所用的紡絲拉伸卷繞一步法工藝高速復(fù)合紡絲的步驟依次為:預(yù)結(jié)晶、干燥、雙螺桿熔融、復(fù)合擠出、兩道拉伸、上油劑和卷繞，具體過程為:將步驟(I)得到的聚酯彈性體切片和PET切片分別依次經(jīng)預(yù)結(jié)晶塔預(yù)結(jié)晶、干燥塔干燥后，用雙螺桿擠出機熔融擠出熔體，兩種熔體同時進入復(fù)合紡絲組件由其中的并列型復(fù)合噴絲板擠出、側(cè)吹風(fēng)及紡絲甬道冷卻，然后經(jīng)第一熱牽伸輥、第二熱牽伸輥、第三熱牽伸輥進行兩道拉伸和熱定型，再經(jīng)上油輥上油劑，最后由卷繞機高速卷繞即可得到聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維。
[0018]以上方法中所用的紡絲拉伸卷繞一步法工藝高速復(fù)合紡絲各步驟的具體工藝參數(shù)為:聚酯彈性體切片預(yù)結(jié)晶溫度70?100°C，預(yù)結(jié)晶時間I?2小時；干燥溫度為100?140°C，干燥時間為6?14小時；熔融溫度為200?260°C ；PET切片預(yù)結(jié)晶溫度125°C，預(yù)結(jié)晶時間I?2小時，干燥溫度為120?160°C，干燥時間為4?8小時，熔融溫度為275?290°C;第一熱牽伸輥溫度為70?140°C，牽伸輥速度為500?2000m/min，第二熱牽伸輥溫度為100?150°C，牽伸輥速度為2000?4000m/min，第三熱牽伸輥溫度為100?150°C，牽伸輥速度為2000?4000m/min，卷繞速度為2000?4000m/min。
[0019]本發(fā)明提供的由上述方法制備的聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維，該復(fù)合彈性纖維是由聚酯彈性體和PET按質(zhì)量比20:80?80:20經(jīng)復(fù)合紡絲制得，其橫截面的形狀為對稱或非對稱的花生形，一部分為聚酯彈性體，另一部分為PET，其斷裂強度為2.8?3.56cN/dtex，斷裂伸長率為16.9?30.4%，卷曲度為60?75%，卷曲彈性率為97?99%，毛細吸水高度為 9.7 ?14.lcm/30min。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下:
[0021]1、由于本發(fā)明提供的彈性纖維是由含有獨特的聚酯彈性體與PET復(fù)合而成，因而賦予了該纖維更為優(yōu)異的性能，其不僅比現(xiàn)有技術(shù)中的普通復(fù)合彈性纖維具有更優(yōu)異的彈性(卷曲彈性率高達97?99% )、更柔軟的手感，其織物毛細吸水效應(yīng)達到甚至超過棉織物，使服用舒適性更好，纖維斷裂強度高，又比棉織物更經(jīng)久耐用，而且既能與氨綸纖維的彈性媲美，又沒有現(xiàn)有氨綸纖維性能存在的一系列問題，同時也比現(xiàn)有方法制備的復(fù)合彈性纖維的性能更為優(yōu)異，是彈性纖維領(lǐng)域中一種新的可供選擇的優(yōu)秀品種。
[0022]2、由于本發(fā)明提供的方法中采用了一種先減壓直接酯化，再熔融縮聚的新工藝，其不僅聚合制得一種新的聚酯彈性體，而且大大地降低了制備所用原料中1，4- 丁二醇和雙端羥基聚醚總摩爾數(shù)與對苯二甲酸的摩爾數(shù)之比，因而節(jié)省了原料，降低了成本，減少了反應(yīng)過程中的酯化副反應(yīng)，同時縮短了酯化時間，保證了所制備聚酯彈性體的成功率并顯著地提高了生產(chǎn)效率。
[0023]3、由于本發(fā)明提供的方法采用的是紡絲拉伸卷繞一步法復(fù)合紡絲工藝制備復(fù)合彈性纖維，加之紡絲卷繞速度高(達2000?4000m/min)，比二步法的紡絲卷繞速度(500?800m/min)高許多，因而生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)效率高，還減少了設(shè)備投入，降低了復(fù)合纖維的生產(chǎn)成本，同時還使制得的聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維不用再加工成網(wǎng)絡(luò)絲，就可以直接滿足后續(xù)織造的使用，方便了下游織造廠家的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明采用紡絲拉伸卷繞一步法制備聚酯彈性體/PET復(fù)合彈性纖維流程示意圖；其中為PET切片；2為PET切片預(yù)結(jié)晶塔；3為PET切片干燥塔；4為PET雙螺桿熔融擠出機；5為聚酯彈性體切片；6為聚酯彈性體預(yù)結(jié)晶塔；7為聚酯彈性體干燥塔；8為聚酯彈性體雙螺桿熔融擠出機；9為復(fù)合紡絲組件；10為側(cè)吹風(fēng)；11為紡絲甬道；12為第一熱牽伸棍;13為第二熱牽伸棍；14為第三熱牽伸棍；15為上油棍；16為卷繞棍；17為聚酯彈性體/PET