一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法与流程

本发明涉及涤纶纤维，尤其涉及一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法。

背景技术：

1、涤纶纤维，也就是我们俗称的“涤纶”，位于合成纤维之首，是日常生活中最常用的面料，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯，基本组成为聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet），其分子量可达18000-25000左右，其分子链上含有大量的酯基、苯环、羟基等官能团。因此涤纶具有高强度、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、耐光等性能，可广泛应用于军事、农业、工业、纺织业等领域。

2、涤纶纤维是目前用途最广、耗量最大的纤维材料，具有优良的机械强度和保形性，然而，随着使用场景对材料性能要求的不断提升，传统涤纶纤维存在以下突出问题：涤纶分子链刚性较强，纤维在受到外力撕扯时，裂纹易沿纤维轴向快速扩展，导致撕裂强力不足，尤其在制成织物后，抗撕裂性能难以满足高强度使用需求。

3、因此，根据上述中的相关技术，亟需研发一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法，以解决现有技术中涤纶纤维抗撕裂性差的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法。

3、一种高强抗撕裂复合涤纶纤维，包括以下质量份原料：

4、皮层15-22份；芯层78-85份；

5、所述皮层为超支化聚硅氧烷改性聚酯切片；

6、所述芯层为聚酯切片；

7、所述超支化聚硅氧烷改性聚酯切片由巯基超支化聚硅氧烷、超高分子量聚乙烯微粉、柠檬酸三丁酯和不饱和聚酯切片制备得到。

8、优选的，所述巯基超支化聚硅氧烷的制备方法如下：

9、步骤a1.将乙烯基三乙氧基硅烷加入1,3-丙二醇中并搅拌至完全溶解，并向反应体系中通入氮气，加热回流，反应结束后进行减压干燥，得到乙烯基超支化聚硅氧烷；

10、步骤a2.将乙烯基超支化聚硅氧烷和1,2-乙二硫醇加入甲苯中并搅拌至完全溶解，再加入光引发剂1173，升温至100-120℃，使用波长365nm的紫外灯照射15-25min，得到巯基超支化聚硅氧烷。

11、优选的，步骤a1中所述加热回流时的温度为160-180℃、时间为3-4h；

12、所述乙烯基三乙氧基硅烷和1,3-丙二醇的质量比为13.3-26.6:2.4-4.8。

13、优选的，步骤a2中所述乙烯基超支化聚硅氧烷、1,2-乙二硫醇、甲苯和光引发剂1173的用量比为0.1-0.3g:12-40g:30-60ml:10-40mg。

14、优选的，所述不饱和聚酯切片的制备方法如下：

15、在氮气保护下，将对苯二甲酸、2,3-环氧乙烷二甲醇、1,4-丁二醇和顺式-2-丁烯-1,4-二醇加入反应釜中，再加入三氧化二锑，升温至240-250℃后，在常压下反应3-4h，再降压0.04-0.08mpa反应40-60min后，再升温至250-260℃继续反应2-3h，反应结束后，冷却、经切粒机切片，得到不饱和聚酯切片。

16、优选的，所述对苯二甲酸、2,3-环氧乙烷二甲醇、1,4-丁二醇、顺式-2-丁烯-1,4-二醇和三氧化二锑的质量比为16.6-30.5:0.9-3:9-16.4:2.8-4.5:0.02-0.03。

17、优选的，所述超支化聚硅氧烷改性聚酯切片的制备方法如下：

18、将巯基超支化聚硅氧烷、不饱和聚酯切片、超高分子量聚乙烯微粉、柠檬酸三丁酯与光引发剂1173加入搅拌釜中，加热搅拌，并置于波长为365nm的紫外灯下照射0.5-1h后，冷却、经切粒机切片，得到超支化聚硅氧烷改性聚酯切片。

19、优选的，所述巯基超支化聚硅氧烷、不饱和聚酯切片、超高分子量聚乙烯微粉、柠檬酸三丁酯与光引发剂1173的质量比为1-1.8:15.2-25.7:0.3-0.5:0.15-0.25:0.02-0.03。

20、优选的，所述加热搅拌时的温度为220-240℃；

21、所述超高分子量聚乙烯微粉的重均分子量为300-400万。

22、一种高强抗撕裂复合涤纶纤维的制备方法，包括以下步骤：

23、分别将芯层的聚酯切片与皮层的超支化聚硅氧烷改性聚酯切片置于螺杆挤压机中，皮层螺杆挤压机各区温度为：一区230-235℃，二区260-265℃，三区265-270℃，四区265-270℃；芯层螺杆挤压机各区温度为：一区265-270℃，二区285-290℃，三区290-295℃，四区293-298℃；经过复合熔融纺丝，箱体温度为290-300℃，得到高强抗撕裂复合涤纶纤维。

24、本发明的有益效果：

25、本发明提供了一种高强抗撕裂复合涤纶纤维及其制备方法，本发明以聚酯切片为芯层，超支化聚硅氧烷改性聚酯切片为皮层，经复合熔融纺丝制备得到了一种抗撕裂性能强的复合涤纶纤维；其中，超支化聚硅氧烷改性聚酯切片由巯基超支化聚硅氧烷、超高分子量聚乙烯微粉、柠檬酸三丁酯和不饱和聚酯切片制备得到，巯基超支化聚硅氧烷能与不饱和聚酯切片发生硫醇-烯点击反应，形成柔性超支化交联网络，得到具有高柔韧性的改性聚酯切片，且不饱和聚酯切片中含有环氧基团，与芯层聚酯切片中的羧基发生开环反应，进而使得皮层与芯层间发生化学键合，提高结构稳定性，协同发挥抗撕裂性，超高分子量聚乙烯微粉的长分子链结构能有效吸收撕裂的冲击能量，阻碍裂纹的扩展，柠檬酸三丁酯能有效降低超高分子量聚乙烯微粉与不饱和聚酯切片间的界面张力，发挥增容作用，与现有技术相比，具有广泛的应用前景。

1.一种高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，包括以下质量份原料：

2.根据权利要求1所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述巯基超支化聚硅氧烷的制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，步骤a1中所述加热回流时的温度为160-180℃、时间为3-4h；

4.根据权利要求2所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，步骤a2中所述乙烯基超支化聚硅氧烷、1,2-乙二硫醇、甲苯和光引发剂1173的用量比为0.1-0.3g:12-40g:30-60ml:10-40mg。

5.根据权利要求1所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述不饱和聚酯切片的制备方法如下：

6.根据权利要求5所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述对苯二甲酸、2,3-环氧乙烷二甲醇、1,4-丁二醇、顺式-2-丁烯-1,4-二醇和三氧化二锑的质量比为16.6-30.5:0.9-3:9-16.4:2.8-4.5:0.02-0.03。

7.根据权利要求1所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述超支化聚硅氧烷改性聚酯切片的制备方法如下：

8.根据权利要求7所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述巯基超支化聚硅氧烷、不饱和聚酯切片、超高分子量聚乙烯微粉、柠檬酸三丁酯与光引发剂1173的质量比为1-1.8:15.2-25.7:0.3-0.5:0.15-0.25:0.02-0.03。

9.根据权利要求7所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维，其特征在于，所述加热搅拌时的温度为220-240℃；

10.根据权利要求1-9任一项所述的高强抗撕裂复合涤纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：