[发明专利]一种可熔融纺丝的氨纶树脂及其生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及材料化学和高分子合成领域，特别涉及到一种具有刚性，柔性链段可控的的氨纶树脂的制备方法。

技术背景：

最近几年，随着化学工业和服装工业的快速发展，纤维材料得到了越来越多的广泛重视，其中合成纤维作为最重的纺织原料显示了潜在的应用价值。在众多的合成纤维材料中，氨纶(也称弹性纤维)是一类应用最为广泛的合成纤维之一。氨纶一般分为两种：芳香双异氨酸酶和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物(简称聚酯型氨纶)，另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物(简称聚醚型氨纶)。氨纶以其具有高的断裂伸长(400％以上)、低模量和高的弹性回复率和延伸度(本身的4-8倍)是合成纤维中最好的一种材料；同时该材料具有较好的拉伸回复性、耐酸碱性、耐溶剂性、耐磨性、染色性、耐热性和抗老化性，使其在织制袜子、手套、运动衣、游泳衣、松紧带、绷带、紧身衣裤等领域具有非常广泛的应用价值。

为了使氨纶树脂得到广泛的应用，纺丝过程是一个非常中重要的环节，目前常用的纺丝技术包括：干法纺丝，湿法纺丝，化学法纺丝和熔融纺丝等；其中熔融法纺丝的方法对设备要求简单、纺丝成本低廉，具有潜在的工业应用前景；但熔融纺丝只适用于易熔的和熔融温度下稳定性良好的聚合物，而这类氨纶树脂种类并不是很多，限制了其广泛的应用。所以，研发出新型的可熔融纺丝的氨纶树脂材料还是非常必要的。

发明内容：

本发明的第一方面是提供一种可熔融纺丝的氨纶树脂，其结构式如式1所示：

式1。

式1中：TPT为对苯二甲酸、对苯二胺、对苯二甲酸嵌段聚合物组成的刚性链段，PEO为聚氧乙烯柔性链段。

一种可熔融纺丝的氨纶树脂，其结构式如式2所示：

式2。

式2中：TPT为对苯二甲酸、对苯二胺、对苯二甲酸嵌段聚合物组成的刚性链段，“PPO”为聚氧丙烯柔性链段。

本发明氨纶树脂，通过使用聚对苯二甲酸、对苯二胺、对苯二胺嵌段共聚物作为氨纶树脂的刚性链段，采用聚氧乙烯或聚氧丙烯为柔性链段，本发明的氨纶树脂与传统氨纶树脂相比较，具有很低的熔融温度，克服了传统纺丝熔融温度高导致的材料分解、设备承受力大等缺点，且具有良好的弹性回复率、延伸度，其特性如下：

1、本发明的氨纶树脂：常温下处于高弹态，玻璃化转变温度均低于-60℃，具有优异的熔融纺丝性能，熔融温度在170-208℃，有利于大规模的熔纺，降低材料的纺丝成本；而且所得到新型氨纶树脂具有优异的热稳定性，空气条件下的热分解温度可以达到400℃以上。

2、本发明的氨纶树脂：具有优异的伸长度，常温材料的拉伸模量为2.6GP，最大伸长度达到10倍，对应温度为30℃，可以通过添加增朔剂(如邻苯二甲酸正丁酯，邻苯二甲酸二甲酯)来增加材料的柔性。且型变后材料具有良好的回弹性(接近100％)，优于很多商业用的氨纶纤维；同时所得到的氨纶树脂优异柔性和较好的机械性能。

本发明的第二方面是提供一种上述可熔融纺丝的氨纶树脂的制备方法，包括以下步骤：

1、合成TPT活性单体：将对苯二甲酸与对苯二胺聚合，再经过癸醇或甲醇功能化修饰，获得TPT活性单体；

进一步地：聚合温度优选为150～160℃，聚合反应采用熔融聚合，或者聚合反应采用常压溶液聚合，溶剂选择DMAC，DMF，DMSO或NMP溶剂。

利用上述方法合成TPT-dimethyl活性单体：将100克对苯二甲酸溶解于500毫升DMF溶剂中；同时将15克对苯二胺溶解于200毫升DMF中，然后慢慢加入到对苯二甲酸溶液中，搅拌半小时后加入250毫升甲醇，同时升高反应温度到150℃，15分钟后，产物冷却，甲苯洗涤，丙酮洗涤，70℃干燥过夜。

利用上述方法合成TPT-didecanyl活性单体：将100克对苯二甲酸溶解于500毫升DMF溶剂中；同时将15克对苯二胺溶解于200毫升DMF中，然后慢慢加入到对苯二甲酸溶液中，搅拌半小时后加入250毫升癸醇，同时升高反应温度到75℃，反应时间为4小时，产物冷却，甲苯洗涤，丙酮洗涤，70℃干燥过夜。

2、利用上述合成的TPT活性单体与不同分子量的聚氧乙烯(PEO)或者聚氧丙烯(PPO)聚合，即可得到本发明的可熔融纺丝的氨纶树脂。