一种耐磨抗污尼龙单丝及其制备方法与流程

本发明属于尼龙单丝，具体涉及一种耐磨抗污尼龙单丝及其制备方法。

背景技术：

1、聚酰胺纤维(pa)俗称尼龙，是世界上出现的第一种合成纤维。使用尼龙作为原料通过加热抽丝制成的尼龙单丝，具有无色透明、强力高、弹性好和耐腐蚀的特点，广泛应用于造纸成型网中；目前造纸行业竞争日趋激烈，造纸机向高速、宽幅发展，造纸成形网的质量直接影响着纸页的品质；现有的造纸成形网虽然基本上能够完成纸页成形和脱水的任务，但其不足之处表现在，作为横向纬线的尼龙单丝，在高速运转过程中与造纸机之间产生相对摩擦，即使目前尼龙单丝的耐磨性相比于聚酯单丝更优，但在长时间使用下，还是容易出现尼龙单丝磨损断裂的问题；因此，进一步提高尼龙单丝的耐磨性是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐磨抗污尼龙单丝及其制备方法，以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1、将干燥后的己内酰胺加入反应釜中，抽真空并加热至80℃搅拌，直至己内酰胺完全熔融，然后滴加有机碱催化剂溶液，升温至100-120℃回流反应40min，再分别加入引发剂和环形硅氧烷继续回流反应10-15min，然后用乙酸淬灭反应，冷却至室温后加入过量乙腈静置共聚物沉淀，将未反应的己内酰胺、催化剂等原料溶解于乙腈中去除，过滤沉淀后进行切粒，得到耐磨抗污尼龙切片；

5、步骤s2、将耐磨抗污尼龙切片加入双螺杆挤出机中，在250-260℃下进行熔融纺丝，然后经过水冷、上油、热牵伸和空冷卷绕后，制得耐磨抗污尼龙单丝。

6、进一步地，所述己内酰胺、有机碱催化剂溶液、引发剂和环形硅氧烷的用量比为113g：160-200ml：0.004mol：4.5-6.8g。

7、进一步地，所述有机碱催化剂溶液为有机碱催化剂、苯甲醇和甲苯按照用量比0.05mol：0.05mol：1l充分混合10min后制成。有机碱催化剂在甲苯中将苯甲醇充分活化，形成离子中间体，用于进攻环形硅氧烷引发开环聚合反应。

8、进一步地，所述有机碱催化剂通过以下步骤制得：

9、步骤a1、将八氯环四磷腈加入甲苯中，在-30℃下搅拌溶解，然后滴加1,1,3,3-四甲基胍在常温下搅拌反应30min，再在氩气保护下回流反应72h，冷却至室温后，过滤并将滤液旋干，用乙醚洗涤后，得到粗产物；1,1,3,3-四甲基胍中的亚氨基将八氯环四磷腈中的氯取代，得到了有机碱催化剂的粗产物；

10、步骤a2、将粗产物加入无水乙腈中搅拌溶解，在氩气保护下加入甲醇钾中搅拌过夜，过滤后旋干滤液并用甲苯萃取去除杂质，减压蒸馏后，得到有机碱催化剂。

11、进一步地，所述八氯环四磷腈、甲苯和1,1,3,3-四甲基胍的用量比为7-8g：50ml：41-42g。

12、进一步地，所述粗产物、无水乙腈和甲醇钾的用量比为40-42g：50ml：3-3.5g。

13、进一步地，所述引发剂为二苯基甲烷二异氰酸酯和2，4-甲苯二异氰酸酯中的任意一种。

14、进一步地，所述环形硅氧烷为八甲基环硅氧烷和三氟丙基甲基环三硅氧烷按照质量比5:1混合组成。

15、进一步地，所述乙酸的用量与有机碱催化剂溶液的体积相同。

16、一种耐磨抗污尼龙单丝，由以上制备方法制得。

17、有益效果：

18、本发明的选用廉价且易得的八氯环四磷腈和八氯环四磷腈作为原料，通过取代反应合成了结构高度对称、化学性质稳定的有机碱催化剂，有机碱催化剂中含有大量磷腈键，使有机碱催化剂具有足够高的碱度，同时胍基与磷腈基之间形成的共轭键，有助于进一步提高有机碱催化剂的碱度；本发明制得的有机碱催化剂能够通过去质子化和活化弱亲核试剂而将己内酰胺和苯甲醇变为亲核引发物种，从而进行快速且可控的开环聚合反应；而且本发明制得的有机碱催化剂能够溶解于有机溶剂中，有利于在聚合反应完成后从聚合物中分离，不会残留在聚合物中对聚合物性能造成影响；

19、本发明以己内酰胺为主要单体，先在有机碱催化剂溶液的作用下，将少部分己内酰胺转变为活性阴离子，再配合加入少量的引发剂和环形硅氧烷之后，一方面，己内酰胺本身开环反应进行链增长，同时活性阴离子也能够引发环形硅氧烷开环反应，从而将一部分硅氧烷接枝到酰胺支链上，得到接枝型的共聚物；硅氧烷的接枝使聚合物分子排列更加规整，从而更不容易断裂；另一方面，在被活化了的苯甲醇的引发作用下，另一部分环形硅氧烷发生自身的开环聚合，形成高分子量的聚硅氧烷共混于聚己内酰胺中，能够提高耐磨抗污尼龙切片的韧性；接枝和共混的两种方式使得硅元素能够均匀地分布于尼龙切片材料中，使制得的尼龙单丝表面更加致密光滑，降低了尼龙单丝表面的动摩擦系数，使尼龙单丝的耐磨性得到提高，并且在拒水抗污方面也得到了提升。

技术特征：

1.一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述己内酰胺、有机碱催化剂溶液、引发剂和环形硅氧烷的用量比为113g：160-200ml：0.004mol：4.5-6.8g。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述有机碱催化剂溶液为有机碱催化剂、苯甲醇和甲苯按照用量比0.05mol：0.05mol：1l混合组成。

4.根据权利要求3所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述有机碱催化剂通过以下步骤制得：

5.根据权利要求4所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述八氯环四磷腈、甲苯和1,1,3,3-四甲基胍的用量比为7-8g：50ml：41-42g。

6.根据权利要求4所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述粗产物、无水乙腈和甲醇钾的用量比为40-42g：50ml：3-3.5g。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述引发剂为二苯基甲烷二异氰酸酯和2，4-甲苯二异氰酸酯中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨抗污尼龙单丝的制备方法，其特征在于，所述环形硅氧烷为八甲基环硅氧烷和三氟丙基甲基环三硅氧烷按照质量比5:1混合组成。

9.一种耐磨抗污尼龙单丝，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得。

技术总结本发明公开了一种耐磨抗污尼龙单丝及其制备方法，属于尼龙单丝技术领域，包括以下步骤：步骤S1、将己内酰胺加入反应釜中，抽真空并加热搅拌熔融，然后滴加有机碱催化剂溶液，升温至100‑120℃回流反应40mi n，再分别加入引发剂和环形硅氧烷继续回流反应10‑15mi n，然后用乙酸淬灭反应，冷却至室温后加入过量乙腈静置沉淀，过滤沉淀后进行切粒，得到耐磨抗污尼龙切片；步骤S2、将耐磨抗污尼龙切片加入双螺杆挤出机中进行熔融纺丝，然后经过水冷、上油、热牵伸和空冷卷绕后，制得耐磨抗污尼龙单丝；本发明制得的尼龙单丝具有更好的韧性，而且单丝表面更加致密光滑具有更低的动摩擦系数，使得耐磨性和抗污性能得到提升。技术研发人员：马坤,胡振杰受保护的技术使用者：河南晶鑫生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27