一種再生聚酯短纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢舊聚醋紡織品的再生技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種廢舊聚醋/聚氨醋混紡織 物的再生方法，特別是設(shè)及一種通過在聚醋/聚氨醋混紡織廢料中添加苯乙締-馬來酸酢 共聚物進(jìn)行預(yù)烙融團(tuán)粒后直接進(jìn)行烙融共混及烙融紡絲的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋（簡(jiǎn)稱聚醋，陽T)是一種熱塑性半結(jié)晶高分子材料，具有 優(yōu)異的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，廣泛的應(yīng)用與化纖和包裝領(lǐng)域，其纖維產(chǎn)品俗稱涂絕，是目前 最大的合成纖維品種，產(chǎn)量為合成纖維總產(chǎn)量的70%。隨著生活水平的提升，單純涂絕面料 的特性已無法滿足人們的需求，因此通過對(duì)不同性能的化纖混紡及制造所制備的多風(fēng)格混 紡織物已日漸成為服用市場(chǎng)的主流。其中涂絕與聚氨醋纖維（俗稱氨絕）的復(fù)合紡織品的 一個(gè)主要品種，具有優(yōu)異的彈性與強(qiáng)度，廣泛的應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)服、彈力內(nèi)衣褲襪等方面。
[0003] 混紡織物具有性能優(yōu)異、風(fēng)格多變的優(yōu)點(diǎn)，但其同時(shí)給其廢舊物品的再生回收帶 來很大麻煩。單純的聚醋材料或聚氨醋材料由于都具有熱塑性，可W通過將廢舊物品烙融 再成型來實(shí)現(xiàn)再生，但運(yùn)種方法名不能實(shí)現(xiàn)聚醋/聚氨醋混紡織物有效再生。主要原因在 于兩種材料的熱降解溫度和熱烙加工溫度相差過大，其中聚醋的烙融加工在270-290°C，而 聚氨醋材料的在220°C就開始發(fā)生較明顯的熱降解反應(yīng)，同時(shí)會(huì)迅速釋放出異氯酸醋基，運(yùn) 些端基在聚醋的烙融溫度下會(huì)極大的加速聚醋大分子中醋鍵的斷裂，并形成無法再進(jìn)行縮 聚的官能團(tuán)。因次，如果直接將聚醋/聚氨醋混紡織物烙融，烙體將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的且不可逆 的熱降解，完全無法進(jìn)行紡絲成型。
[0004] 對(duì)于廢舊聚醋紡織品的再生回收一直是化纖行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，但目前所回收的廢 舊聚醋材料多為所含雜質(zhì)較易去除或雜質(zhì)在高溫下為惰性的廢舊聚醋瓶片和布泡料，此類 廢料由于成分較為單一，可采用高效低成本的物理烙融法進(jìn)行再生。對(duì)于廢舊聚醋/棉混 紡織物的回收，發(fā)明專利CN102558779A采用乙二醇將聚醋醇解為可溶性聚合中間體與棉 進(jìn)行分離后再重新聚合制備再生聚醋，此法雖然可W實(shí)現(xiàn)聚醋與棉的分離，但無發(fā)實(shí)現(xiàn)聚 醋/聚氨醋的分離，因?yàn)橐叶荚诟邷叵乱矔?huì)與聚氨醋發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生非聚醋聚合單體雜 質(zhì)，且不易與聚醋聚合中間體進(jìn)行分離。發(fā)明專利CN1585798A利用酷胺系溶劑溶解廢料 中的聚醋成分W實(shí)現(xiàn)聚醋與其它種類高聚物的分離，但是運(yùn)種方法操作工藝較復(fù)雜，效率 低，且成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明的目的是提供一種再生聚醋短纖維的制備方法，旨在解決聚醋/聚氨醋 混紡織物共烙融過程中嚴(yán)重的熱降解問題，通過添加苯乙締-馬來酸酢共聚物作為聚氨 醋高溫?zé)峤到庖种苿￤及異相增容促進(jìn)劑，從而實(shí)現(xiàn)廢舊聚醋/聚氨醋織物的烙融再生可 紡，并制備具有較好力學(xué)性能的再生聚醋短纖維，是一種高效環(huán)保的廢舊聚醋材料再生技 術(shù)。
[0006] 本發(fā)明的一種再生聚醋短纖維的制備方法，包括W下步驟：
[0007] 1)將廢舊聚醋/聚氨醋混紡織物進(jìn)行粉碎、清洗與真空干燥，獲得含水率<l〇〇ppm 的聚醋/聚氨醋混紡織物碎片；
[0008] 2)將聚醋/聚氨醋混紡織物碎片與苯乙締-馬來酸酢共聚物粉末，亞憐酸醋類抗 氧劑進(jìn)行充分混合均勻后，在溫度為190-220°C下在涂絕泡泡料造粒機(jī)進(jìn)行預(yù)烙融團(tuán)粒，團(tuán) 粒過程輔助氮?dú)獗Ｗo(hù)，原料在泡料機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)控制在l-3min，此過程結(jié)束后獲得改 性聚醋/聚氨醋泡料；
[0009] 扣將改性聚醋/聚氨醋泡料進(jìn)行真空干燥，保證其含水率<l〇〇ppm;
[0010] 4)將干燥后的改性聚醋/聚氨醋泡料送入紡絲螺桿，在一定溫度下進(jìn)行烙融紡 絲，制備再生聚醋短纖維，其纖維強(qiáng)度為3. 52-4. 15cNAltex，斷裂伸長(zhǎng)率為23. 5-48. 3%。
[0011] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述的廢舊聚醋/聚氨醋混紡織物 中，聚醋的含量為70 % -99wt%，聚氨醋的含量為1 % -30wt%，針對(duì)廢舊聚醋混紡織物中聚 氨醋含量大于30wt%的廢料，或?qū)厥赵系闹袃煞N組分的含量有特殊要求的，可W通過 補(bǔ)加適量的廢舊純聚醋布泡料來調(diào)節(jié)比例。
[0012] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述的聚醋為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 醋，聚氨醋為聚醋型聚氨醋或聚酸型聚氨醋中的一種或兩種的混合物。
[0013] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述的苯乙締-馬來酸酢共聚物中 馬來酸酢單元摩爾含量為5-15 %，所述的粉末為直徑為0. 05-0. 5mm的苯乙締-馬來酸酢共 聚物固體顆粒。
[0014] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述的苯乙締-馬來酸酢共聚物粉 末的添加量為聚醋/聚氨醋混紡織物碎片質(zhì)量的l-15wt% ;亞憐酸醋類抗氧劑的添加量為 聚醋/聚氨醋混紡織物碎片質(zhì)量的0. 02% -0. 4wt%。
[0015] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述的亞憐酸醋類抗氧劑為無酪亞 憐酸醋抗氧劑YIP冊(cè)S3010,叫tranox626,雙酪亞憐醋型抗氧劑Irga化S168中的一種或多 種復(fù)合。
[0016] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，所述紡絲螺桿進(jìn)料段溫度為 245-260°C，壓縮段溫度為263-273°C，均化計(jì)量段溫度為268-280°C，紡絲箱體溫度 268-280 °C。
[0017] 如上所述的一種再生聚醋短纖維的制備方法，再生聚醋短纖維類型為短纖，其 紡絲工藝分別如下：紡絲速度為800-1500m/min，拉伸溫度為70-85°C，預(yù)牽伸倍率為 1. 02-1. 10, 一道牽伸倍率為1. 8-2. 5,二道牽伸倍率為1. 02-1. 1，然后經(jīng)切斷制得纖度為 1. 1-11. 1化ex,長(zhǎng)度為30mm-50mm的再生聚醋短纖維。
[0018] 添加苯乙締-馬來酸酢共聚物粉末進(jìn)行預(yù)烙融團(tuán)粒的優(yōu)勢(shì)在于：
[0019] 1)苯乙締-馬來酸酢共聚物和聚氨醋W及聚醋都具有較好的相容性，有利于烙融 共混后獲得后相分布合理的材料，保證共混材料的力學(xué)性能。
[0020] 2)苯乙締-馬來酸酢共聚物中的酸酢單元可W有效的抑制聚氨醋的熱降解反應(yīng)。 聚氨醋中、最主要的官能單元為氨基甲酸醋單元，且其熱解的起始溫度僅為160°C，其分解 反應(yīng)的主要產(chǎn)物為W異氯酸醋基和徑基為端基的低分子鏈段，雖然運(yùn)個(gè)反應(yīng)具有一定的可 逆性，但是由于聚氨醋與聚醋共混的溫度高，且廢舊料中雜質(zhì)多，所W當(dāng)異氯酸醋基運(yùn)種 高活性的端基產(chǎn)生后就會(huì)很快的發(fā)生不可逆的劣化反應(yīng)，使聚氨醋分子鏈發(fā)生不可逆的斷 裂，并釋放含氮小分子化合物加速對(duì)聚醋大分子鏈中幾基碳的親核進(jìn)攻，進(jìn)而導(dǎo)致聚醋發(fā) 生嚴(yán)重的熱降解。因此減少?gòu)U舊聚醋/聚氨醋混紡織物在烙融共混過程中嚴(yán)重?zé)峤到獾年P(guān) 鍵在于如何控制聚氨醋熱解最初產(chǎn)生的異氯酸醋基。本發(fā)明創(chuàng)新性的通過加入苯乙締-馬 來酸酢共聚物粉末與聚醋/聚氨醋混紡織先在190-220°C進(jìn)行預(yù)烙融團(tuán)粒后再進(jìn)入紡絲螺 桿烙融共混可有效的解決運(yùn)個(gè)問題。首先，190-220°C溫度下，聚氨醋的熱解反應(yīng)速度較慢， 同時(shí)熱解產(chǎn)生異氯酸醋端基可W和苯乙締-馬來酸酢共聚物中的酸酢及時(shí)的反應(yīng)生成耐 熱性能高的酷亞胺基團(tuán)，并形成適度的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，具體反應(yīng)如下：
[0022] 此反應(yīng)可有效的解決聚氨醋熱解產(chǎn)生的高活性異氯酸醋基的劣化，抑制聚氨醋的 進(jìn)一步熱解，進(jìn)而保證聚氨醋與聚醋進(jìn)入紡絲螺桿后，在更高溫度下共烙融的熱穩(wěn)定性，同 時(shí)適度酷亞胺交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成也可有效的提升烙融再生纖維的力學(xué)性能。此外，190-220°C 運(yùn)個(gè)溫度范圍，聚氨醋和苯乙締-馬來酸酢共聚物都處于較好的烙融軟化狀態(tài)，聚醋也處 于較易形變的狀態(tài)，因此可有效的保證反應(yīng)和團(tuán)粒的進(jìn)行，提升聚氨醋熱穩(wěn)定性的同時(shí)也 大幅提高了物料密度，解決了混紡織物螺桿進(jìn)料困難的問題。 陽〇2引有益效果：
[0024] 1)本發(fā)明的一種再生聚醋短纖維的制備方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊聚醋/聚氨醋混紡 織物直接共烙融紡絲，具有操作簡(jiǎn)單，工藝流程短，成本低，效率高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)契合廢物利 用，低碳排，綠色環(huán)保等可持續(xù)發(fā)展的主題。
[00巧]2)采用本法所提供的烙融加工方法可有效的抑制廢舊聚醋/聚氨醋混紡織物在 共烙融過程中嚴(yán)重的熱降解問題，并可獲得具有適度交聯(lián)結(jié)構(gòu)且相分布合理的共混烙體， 因此所獲得的再生纖維具有較優(yōu)秀的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[00%] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說明本發(fā) 明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可W對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，運(yùn)些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。 陽〇27] 實(shí)施例1
[0028] 1)將廢舊聚醋/聚氨醋混紡織物（其中聚醋為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋，其含量為 85% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)），聚氨醋為聚醋型聚氨醋，其含量為15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)））進(jìn)行粉碎、清洗與 真空干燥，獲得含水率99ppm的聚醋/聚氨醋混紡織物碎片；
[0029] 2)將聚醋/聚氨醋混紡織物碎片與占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%的苯乙締-馬來酸酢共聚 物（其中馬來酸酢單元含量為7% (摩爾比））粉末（粉末直徑為0.25mm)，占其質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0. 1 %的抗氧劑YIP冊(cè)S3010進(jìn)行充分混合均勻后，在溫度為210°C下在涂絕泡泡料造粒機(jī) 進(jìn)行預(yù)烙融團(tuán)粒，團(tuán)粒過程輔助氮?dú)獗Ｗo(hù)，原料在泡料機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)控制在Imin,此過 程結(jié)束后獲得改性聚醋/聚氨醋泡料；
[0030] 3)將改性聚醋/聚氨醋泡料進(jìn)行真空干燥，保證其含水率98ppm;
[0031] 4)將干燥后的改性聚醋/聚氨醋泡料送入紡絲螺桿，進(jìn)行烙融紡絲，制備再生聚 醋短纖維，具體工藝如下：紡絲螺桿進(jìn)料段溫度為253°C，壓縮段溫度為267°C，均化計(jì)量段 溫度為27rC，紡絲箱體溫度276°C;紡絲速度為1200m/min，拉伸溫度80°C，預(yù)牽伸倍率為 1. 10, 一道牽伸倍率為2. 3,二道牽伸倍率為1. 08,然后經(jīng)切斷制得纖度為4. 8化ex,長(zhǎng)度為 45mm的再生聚醋短纖。
[0032] 經(jīng)化學(xué)纖維短纖維拉伸性能試驗(yàn)方法GB/T14337-2008對(duì)所制備的再生聚醋短纖 進(jìn)行評(píng)價(jià)，纖維強(qiáng)度為3. 52cN/化ex,斷