一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于聚酯纖維領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維及其制備方法。所述高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維包括特性粘度為0.8～1.2dl/g的PET基體和分散在PET基體內(nèi)的式（I）化合物，式（I）化合物的結(jié)構(gòu)通式為Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4。所述高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維的制備方法，其采用熔融共混法、熔融共混-固相增粘法或原位聚合-固相增粘法得到復(fù)合樹脂后成型。本發(fā)明專利技術(shù)提供的技術(shù)方案通過PET基體中引入片層結(jié)構(gòu)納米材料在加工過程中的取向誘導(dǎo)PET分子鏈取向而提高其力學(xué)性能，加入的添加劑量少，成本低具有廣闊的市場前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于聚酯纖維領(lǐng)域，具體涉及。
技術(shù)介紹
聚酯以及聚酯纖維從20世紀(jì)70年代步入大規(guī)模工業(yè)化以來，無論是技術(shù)水平還是生產(chǎn)品種，其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他合成材料和合成纖維。聚酯纖維即聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，主要有兩大類:民用纖維和工業(yè)用纖維。一般工業(yè)用纖維與民用纖維比需要高強(qiáng)度和高模量，工業(yè)用纖維的斷裂強(qiáng)度一般需要達(dá)到7.8cN/dtex以上，斷裂伸長率為12±2%，聚酯纖維的強(qiáng)度隨聚酯切片的特性粘度的增大而提高，民用纖維的特性粘度大約為0.64dl/g，工業(yè)用聚酯纖維一般通過固相聚合使特性粘度達(dá)到0.8dl/g以上，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和高模量。分子量的大小和分子鏈的取向程度對纖維力學(xué)性能有著很大的影響，對工業(yè)絲來說則尤為關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)主要是通過提高聚酯的分子量以及優(yōu)化聚酯工業(yè)絲生產(chǎn)過程來提高工業(yè)絲的強(qiáng)度，主要有兩種方法:1)通過研究固相縮聚工藝和改進(jìn)成形加工工藝，如CN201110102319.1 和CN201110103457.1，但效果有限；2)通過引入擴(kuò)鏈劑，如CN200610096011公布了通過引入均苯四甲酸酸酐作為擴(kuò)鏈劑，制備高粘度聚酯熔體，從而制備高強(qiáng)高模超低收縮聚酯工業(yè)絲；如ZL201010140522公布了固相增粘后引入擴(kuò)鏈劑C15H16N2O3制備高強(qiáng)低收縮聚酯工業(yè)絲；擴(kuò)鏈劑的引入在提高聚酯分子量的同時(shí)，會(huì)增加副反應(yīng)，對聚酯的分子量分布也會(huì)產(chǎn)生影響，造成紡絲生產(chǎn)不穩(wěn)定，對正常的生產(chǎn)流程會(huì)造成較大影響。也有通過引入無機(jī)納米材料的報(bào)道。如CN200510041256公布了通過引入無機(jī)納米二氧化鈦或二氧化硅，改善聚酯的結(jié)晶和取向性能。引入球形無機(jī)納米粒子作為成核劑會(huì)增強(qiáng)高聚物的結(jié)晶性能，但對分子鏈的取向度的提高有限，而且無機(jī)納米材料在聚酯基體和熔體中的分散性及其與聚酯的相容性好壞會(huì)嚴(yán)重影響紡絲成形加工性能。未經(jīng)表面改性的無機(jī)納米顆粒在聚酯中難以有好的分散性和相容性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所述高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維包括特性粘度為0.8 1.2dl/g的PET基體和分散在PET基體內(nèi)的式(I)化合物，式(I)化合物的結(jié)構(gòu)通式為:Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4 (I)，其中 R1 為 C2 C4 的烷基，x 彡 1，z 彡 I 且 2y+2z=4x+4。進(jìn)一步,所述結(jié)構(gòu)通式中x=4。進(jìn)一步，所述結(jié)構(gòu)通式為Ti4(ORlO)8(OOCC6H4COO)2Hp由結(jié)構(gòu)通式可知，化合物至少包括一個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)，且包含烷氧基鈦鍵和酰基鈦鍵，例如下式(II)所示結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)僅用于舉例說明，不具有任何指向性:本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，包括特性粘度為0.8~1.2dl/g的PET基體和分散在PET基體內(nèi)的式（I）化合物，式（I）化合物的結(jié)構(gòu)通式為：Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4?（I）其中R1為C2~C4的烷基，x≥1，z≥1且2y+2z=4x+4。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，包括特性粘度為0.8^1.2dl/g的PET基體和分散在PET基體內(nèi)的式(I)化合物，式(I)化合物的結(jié)構(gòu)通式為:Tix(OR1O)y(OOCC6H4COO)zH4 (I) 其中R1為C2 C4的烷基，X彡1，z彡I且2y+2z=4x+402.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)通式中x=4。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，所述式(I)化合物以片層結(jié)構(gòu)分散在PET基體內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，所述式(I)化合物在PET基體內(nèi)取向分布。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維，其特征在于，所述聚酯纖維的斷裂強(qiáng)度彡8.5cN/dtex，斷裂伸長率10 20%。6.權(quán)利要求f5任一所述高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維的制備方法，其特征在于，采用熔融共混法、熔融共混-固相增粘法或原位聚合-固相增粘法得到復(fù)合樹脂后成型。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述熔融共混法包括以下步驟: 11)復(fù)合母粒的制備:將重量比為5 25: 75^95的式(I)化合物與特性粘度在0.80 1.2dl/g的PET切片通 過雙螺桿擠出機(jī)擠出，切片造粒獲得復(fù)合母粒； 12)聚酯纖維的制備:將步驟11)獲得的復(fù)合母粒與特性粘度為0.8^1.2dl/g的PET切片按照式(I)化合物含量0.Γ %配好后，在27(T310°C溫度下經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出，然后緩冷冷卻上油和熱輥的多級牽伸，最后卷繞成型，獲得高強(qiáng)工業(yè)用聚酯纖維。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多功能聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟12)中所述熱輥經(jīng)二級牽伸，牽伸倍率為5.8飛.3倍。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能聚酯纖維的制備方法，其特征在于，所述熔融共混-固相增粘法包括以下步驟: 21)復(fù)合樹脂的制備:將重量比為0.1 1: 99、9.9的式(I)化合物與特性粘度在0.6(T0.65dl/g的PET切片通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，切片造粒獲得復(fù)合樹脂； 22)固相縮聚反應(yīng):步驟21)獲得的復(fù)合樹脂經(jīng)固相縮聚得到高分子量的復(fù)合改性PET切片，其特性粘度為0.8^1.2dl/g ；...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫賓，朱美芳，陳龍，李薇薇，鄧峰，牛永杰，
申請(專利權(quán))人：東華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：