【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及纖維，尤其涉及一種ptt/pa偏心芯鞘復合纖維及其制備方法。
技術介紹
1、聚對苯二甲酸丙二醇酯（ptt）因其優異的彈性回復性能、耐磨性和尺寸穩定性，在纖維領域得到了廣泛應用。ptt纖維具有較低的永久變形率和良好的抗皺性能，廣泛用于服裝、家紡及工業領域。然而，ptt纖維的強度相對較低，限制了其在高強度需求領域的應用，尤其是在需要兼具高強度和高彈性的場景中，單一ptt纖維難以滿足性能要求。為改善ptt纖維的力學性能，通常采用復合纖維的形式，通過與其他高強度材料復合來提高其綜合性能。
2、聚酰胺（pa）因其高強度、高韌性和耐熱性，成為與ptt復合的理想選擇。pa纖維具有優異的抗拉強度和耐磨性，同時在高溫環境下表現出良好的尺寸穩定性。然而，pa與ptt之間的界面相容性較差，導致復合纖維的力學性能和尺寸穩定性難以達到理想水平。pa和ptt分子鏈的化學結構差異較大，界面結合力較弱，容易在纖維內部形成界面缺陷，從而影響復合纖維的整體性能。因此，如何改善pa與ptt之間的界面相容性，成為提升復合纖維性能的關鍵問題。
3、偏心芯鞘結構是一種有效的復合纖維設計方法，通過將不同性能的材料分布在纖維的芯層和鞘層，并形成偏心分布，可以在纖維內部產生不均勻的應力分布，從而賦予纖維優異的卷曲性能和彈性回復性能。偏心結構的設計使纖維在冷卻和熱處理過程中，由于芯層和鞘層的熱收縮率差異，產生自然卷曲形態，從而提高纖維的彈性和回復性能。此外，偏心芯鞘結構能夠放大芯層和鞘層材料的協同作用，使纖維在受力時有效分散應力，避免脆性斷裂
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種ptt/pa偏心芯鞘復合纖維及其制備方法，以開發一種具有顯著偏心芯鞘結構的ptt/pa復合纖維，通過優化pa與ptt的界面相容性，提高纖維的斷裂強度、卷曲性能和熱穩定性，滿足高強度、高彈性及高溫穩定性需求。
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，包括芯層和鞘層，所述芯層的原料包括ptt切片，所述鞘層的原料包括pa切片和烷基鏈改性pa。
3、進一步的，所述鞘層占ptt/pa偏心芯鞘復合纖維總重量的20%-80%。
4、進一步的，所述烷基鏈改性pa占鞘層總重量的10%-30%。
5、進一步的，所述烷基鏈改性pa的制備方法如下：
6、步驟s1：在氮氣保護下，將pa切片粉碎過50-100目篩后加入含20wt%-40wt%甲酸的n,n-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌20-40min，再加入高錳酸鉀和硫酸，攪拌10-30min，再加入丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯，升溫到60-70℃，攪拌1.5-2.5h，洗滌，真空干燥，得到表面改性pa；
7、步驟s2：將表面改性pa加入?n,n-二甲基甲酰胺中，攪拌20-40min，再加入硬脂醇和對甲基苯磺酸，升溫到75-85℃，攪拌反應5-7h，洗滌，真空干燥，得到烷基鏈改性pa；
8、優選的，所述步驟s1中pa切片、甲酸的n,n-二甲基甲酰胺溶液、高錳酸鉀、硫酸、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的重量比為5-15:50-200:10-30:3-10:1-3:0.5-2。
9、優選的，所述步驟s2中表面改性pa、n,n-二甲基甲酰胺、硬脂醇和對甲基苯磺酸的重量比為5-15:50-200:5-15:0.5-2。
10、優選的，所述ptt切片、pa切片和烷基鏈改性pa使用前經干燥處理，干燥處理后的ptt切片、pa切片和烷基鏈改性pa的含水量均低于30ppm。
11、優選的，所述ptt切片的熔點為225-230℃，相對粘度為0.90-1.0；所述pa切片的熔點為215-265℃，相對粘度為2.0-3.2。
12、優選的，所述pa切片為pa6切片、pa66切片、pa56切片、pa11切片或pa12切片中的一種
13、優選的，所述ptt/pa偏心芯鞘復合纖維的偏心距為0.1r-0.3r。
14、進一步的，本專利技術提供了一種ptt/pa偏心芯鞘復合纖維的制備方法，包括以下步驟：
15、（1）分別將ptt切片、pa切片和烷基鏈改性pa進行干燥，得到干燥ptt切片、干燥pa切片干燥烷基鏈改性pa；
16、（2）將干燥pa切片和干燥烷基鏈改性pa從料倉放入雙螺桿擠出機a中，干燥ptt切片從料倉放入雙螺桿擠出機b中，將經過雙螺桿擠出機熔融、均化后的pa熔體通過計量泵a，ptt熔體通過計量泵b，進入到偏心皮芯復合紡絲組件中進行分配，熔體在噴絲板處匯合，紡絲，再在側吹風下迅速冷卻凝固成絲束，最后經上油卷繞成形，得到ptt/pa偏心芯鞘復合長絲；
17、（3）將ptt/pa偏心芯鞘復合長絲進行牽伸熱定型，得到ptt/pa偏心芯鞘復合纖維。
18、優選的，所述步驟（2）中雙螺桿擠出機a的四區溫度分別為225-275℃，236-288℃，240-293℃，242-298℃；雙螺桿擠出機b的四區溫度別為235-240℃，246-255℃，249-260℃，255-270℃；計量泵a的頻率為12-47hz；計量泵b的頻率為11-44hz。
19、優選的，所述步驟（2）中噴絲板的規格l/d為0.9/0.4-0.9/0.6；紡絲的溫度為270℃；側吹風風溫為25-35℃，風速為0.15-0.25m/s，風濕為70%-80%。
20、優選的，所述步驟（2）中繞卷的第一導絲輥速度為550-650m/min，第二導絲輥速度為570-680m/min，卷繞速度為600-720m/min。
21、優選的，所述步驟（3）中牽伸倍率2.5-3.5倍，熱定型溫度為95-105℃。
22、本專利技術的有益效果：
23、本專利技術制備的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維具有顯著的偏心結構，表現出優異的綜合性能。該復合纖維在斷裂強度達到3.58?n/dtex時，依舊保持27.4%的斷裂伸長率，并且卷曲收縮率達到50%以上，兼具高強度、高韌性和優異的彈性回復性能。偏心結構的設計使纖維在受力時能夠有效分散應力，避免脆性斷裂，同時內外層材料的協同作用增強了纖維的延展性和抗斷裂能力。此外，纖維在80℃下干熱收縮率低于2%，表現出極高的尺寸穩定性，即使在160℃高溫下，收縮率仍然較低，展現出良好的熱穩定性，適合在中低溫環境下保持形狀的服裝、家紡及高溫環境下使用的工業纖維領域。
24、本專利技術制備的烷基鏈改性pa上的烷基鏈和甲基丙烯酸甲酯顯著提高了復合纖維的卷曲收縮率和斷裂強度，同時有效降低了干熱收縮率。這是由于烷基鏈和甲基丙烯酸甲酯的引入增加了pa分子鏈的柔性和可動性，使纖維更容易形成穩定的偏心結構，并限制了分子鏈的熱運動，增強了界面結合力和纖維的彈性回復性能。
25、綜上，本專利技術通過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種PTT/PA偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，包括芯層和鞘層，所述芯層的原料包括PTT切片，所述鞘層的原料包括PA切片和烷基鏈改性PA；
2.根據權利要求1所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述PTT切片、PA切片和烷基鏈改性PA使用前經干燥處理，干燥處理后的PTT切片、PA切片和烷基鏈改性PA的含水量均低于30ppm。
3.根據權利要求1所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述PTT切片的熔點為225-230℃，相對粘度為0.90-1.0；所述PA切片的熔點為215-265℃，相對粘度為2.0-3.2。
4.根據權利要求1所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述PA切片為PA6切片、PA66切片、PA56切片、PA11切片或PA12切片中的一種。
5.根據權利要求1所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的偏心距為0.1R-0.3R。
6.一種根據權利要求1-5任一項所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中雙螺桿擠出機A的四區溫度分別為225-275℃，236-288℃，240-293℃，242-298℃；雙螺桿擠出機B的四區溫度分別為235-240℃，246-255℃，249-260℃，255-270℃；計量泵A的頻率為12-47Hz；計量泵B的頻率為11-44Hz。
8.根據權利要求6所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中噴絲板的規格L/D為0.9/0.4-0.9/0.6；紡絲的溫度為270℃；側吹風風溫為25-35℃，風速為0.15-0.25m/s，風濕為70%-80%。
9.根據權利要求6所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中繞卷的第一導絲輥速度為550-650m/min，第二導絲輥速度為570-680m/min，卷繞速度為600-720m/min。
10.根據權利要求6所述的PTT/PA偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中牽伸倍率2.5-3.5倍，熱定型溫度為95-105℃。
...【技術特征摘要】
1.一種ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，包括芯層和鞘層，所述芯層的原料包括ptt切片，所述鞘層的原料包括pa切片和烷基鏈改性pa；
2.根據權利要求1所述的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述ptt切片、pa切片和烷基鏈改性pa使用前經干燥處理，干燥處理后的ptt切片、pa切片和烷基鏈改性pa的含水量均低于30ppm。
3.根據權利要求1所述的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述ptt切片的熔點為225-230℃，相對粘度為0.90-1.0；所述pa切片的熔點為215-265℃，相對粘度為2.0-3.2。
4.根據權利要求1所述的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述pa切片為pa6切片、pa66切片、pa56切片、pa11切片或pa12切片中的一種。
5.根據權利要求1所述的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維，其特征在于，所述ptt/pa偏心芯鞘復合纖維的偏心距為0.1r-0.3r。
6.一種根據權利要求1-5任一項所述的ptt/pa偏心芯鞘復合纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
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【專利技術屬性】
技術研發人員：藤冠強，王霄，陳英華，謝凌宇，
申請(專利權)人：上海華灝化學有限公司，
類型：發明
國別省市：
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