一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法。

背景技术：

1、锦纶6是最早的合成纤维之一，因其具有良好的机械性能、耐腐蚀性以及良好的纺织加工性，广泛应用于化学纤维、纺织服装、制造业等领域，近年来占合成纤维产量销售的前列。锦纶6具有强度、韧性较高、耐溶剂性较好，易于加工、成品性能优异等特点，但其也具有耐光性差、不易上色、易变形等缺点。

2、锦纶6纤维是近年来发展较快的化纤材料，在民用服装、家居面料等领域得到广泛应用，随着社会高速发展，人民的生活水平不断提高，对于纺织品的需求量不断增大，锦纶纤维的产量也不断增加。但普通锦纶6纤维已经无法满足某些领域的要求，因此发展高强度、高韧性的锦纶6纤维是化工纤维行业的急迫需求。本发明发现季戊四醇和n-丁基苯磺酰胺可作为增韧剂提高锦纶6的韧性，从而提高锦纶的牵伸倍数和强度，因此通过双螺杆挤出机分别将锦纶6/季戊四醇和锦纶6/n-丁基苯磺酰胺熔融共混制得增韧锦纶6母粒，再通过纺丝机牵引成丝制得高强锦纶6纤维，相较于纯锦纶6纤维，本发明制得的高强锦纶6纤维的韧性和强度有显著的提高。

3、中国专利申请号cn108060465a公开了季戊四醇磷酸酯用于改善尼龙阻燃性和可纺性的用途，该发明使用添加有季戊四醇磷酸酯的尼龙作为原料进行纺丝，不仅能够提升尼龙纤维的阻燃性能，而且在纺丝过程中还能够增加尼龙的流动性，大幅度降低了熔融纺丝时的纺丝温度，同时提高了纺丝速度，进而提高了生产效率，但是该发明成本较高且操作复杂。中国专利申请号cn114656598a公开了一种尼龙增韧剂及其制备方法，该发明将戊二酸完全溶解在二甲基亚砜中，然后添加甲基环己二胺成功制备成一种交联混合物，进一步加入4-二甲氨基吡啶通过接枝反应连接在交联混合物中合成增效剂，然后与烯烃基聚合物、塑化剂、固化剂、第一接枝单体、第二接枝单体和引发剂混合后熔融挤压制备成一种尼龙增韧剂。与现有技术相比，该发明制备的尼龙增韧剂可以促进尼龙的凝胶化，使尼龙的强度和韧性大大提高，还能构建阻燃层提高尼龙的阻燃效果，但是该发明工艺成本较高且周期较长。因此，本专利针对纺丝用锦纶6，采用简单的共混方法开发了一种纺丝用高强锦纶6纤维的制备方法，可应用于高强锦纶纤维的开发。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中锦纶6纤维的强度亟待提高的问题，提供了一种方法简单、绿色环保的高强锦纶6纤维的制备方法，该方法成本低且流程简单，应用前景广泛。

2、为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

3、（1）将原材料锦纶6进行干燥后与增韧剂按照固定比例均匀混合，得到预混合料；

4、（2）将步骤（1）所得的预混合料投入到双螺挤出机中，在一定温度、喂料转速、主机螺杆转速的条件下熔融、挤出，并经过造粒机进行造粒，获得增韧锦纶6纤维母粒；

5、（3）将步骤（2）所得到的增韧锦纶6纤维母粒与锦纶6原材料按照固定比例投入熔融纺丝机中，在一定的温度条件、主机螺杆转速、牵伸速度下牵引成丝，得到所述高强锦纶6纤维；进一步地，所得的高强锦纶6纤维线密度为20~300 dtex，优选20~200 dtex，断裂强度为2.0~7.0 cn/dtex，优选3.0~6.0 cn/dtex，断裂伸长率5.0~100.0 %，优选10.0~30.0 %（根据国家标准gb/t 14344-2008）。

6、进一步地，步骤一中干燥的原材料锦纶6含水率要求≤50ppm。

7、进一步地，步骤一中所述的增韧剂包括季戊四醇、n-丁基苯磺酰胺；预混合料中增韧剂的添加量为10~30phr。

8、进一步地，步骤二中所述的双螺杆挤出机工艺条件中，双螺杆挤出机进料口一区至十区温度为80~300℃，主机螺杆转速为100~300rpm，喂料转速为5~30rpm。

9、进一步地，步骤三中所述的熔融纺丝机的工艺条件中，主机螺杆温度为100~280℃，热拉伸温度为70~120 ℃，主机螺杆转速20~50 rpm，牵伸倍数1.0~4.0。

10、本发明的有益效果在于：提供一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法。本发明的方法所提供的高强锦纶6纤维，其拉伸强度和断裂伸长率相比未改性的pa6材料均有提高，说明增韧剂有效提高了锦纶6的拉伸性能。所制备的高强锦纶6纤维增韧效果明显，综合性能优异，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中干燥的原材料锦纶6含水率要求≤50ppm。

3.根据权利要求1所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的增韧剂包括季戊四醇、n-丁基苯磺酰胺；预混合料中增韧剂的添加量为10~30phr。

4.根据权利要求1所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的双螺杆挤出机的工艺条件中，双螺杆挤出机进料口一区至十区温度为80~300℃，主机螺杆转速为100~300rpm，喂料转速为5~30rpm。

5.根据权利要求1所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的熔融纺丝机的工艺条件中，主机螺杆温度为100~280℃，热拉伸温度为70~120 ℃，主机螺杆转速20~50 rpm，牵伸倍数1.0~4.0。

6.根据权利要求1所述的一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，其特征在于，步骤三中所得高强锦纶6纤维的纤维线密度为20~300 dtex，断裂强度为2.5~10.0 cn/dtex，断裂伸长率5.0~100.0 %。

技术总结本发明公开一种纺丝用锦纶6切片的增韧及高强锦纶6纤维的制备方法，所述高强锦纶6纤维的制备方法包括以下几个步骤：首先将原材料锦纶6进行干燥后与增韧剂按照固定比例均匀混合，得到预混合料；将预混合料投入到双螺挤出机中，在一定温度、喂料转速、主机螺杆转速的条件下熔融、挤出，并经过造粒机进行造粒，获得增韧锦纶6纤维母粒；最后将得到的增韧锦纶6纤维母粒与锦纶6原材料按照固定比例投入熔融纺丝机中，在一定的温度条件、主机螺杆转速、牵伸速度下牵引成丝，牵伸倍数提高从而获得高强锦纶6纤维。该方法使用添加有增韧剂的锦纶6作为母粒进行纺丝，在纺丝过程中能够有效提高锦纶6的拉伸强度和断裂伸长率。本发明的制备方法得到的高强锦纶6纤维增韧效果明显，综合性能较为优异，具有较好的应用前景。技术研发人员：孙晓丽,陈庆华,付重先,邓梦颖,连雨欣,陈溶,黄宝铨受保护的技术使用者：福建师范大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17