[发明专利]一种高吸湿染色、高弹性尼龙6的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高吸湿染色、高弹性尼龙6的制备方法。

技术背景

尼龙6又称聚己内酰胺、聚酰胺6、PA6，是通过己内酰胺发生开环聚合而制成的，是工程塑料和化学纤维等的主要原料之一。

由尼龙6为原料纺制的化学纤维称为锦纶6(化学名称：聚酰胺6纤维)，它具有断裂强度高、耐磨性优异、比重轻、弹性和吸湿染色性较其它合成纤维的要好、化学稳定性优良、不易霉蛀等特点，因此，锦纶6的用途较为广泛，可用于制作袜子、内衣、服装面料、非织造布等，还可作轮胎的帘子线、传送带、线缆等。然而，由于尼龙6分子链上含有酰氨基(-NH-CO-)，且分子链具有规整性，分子间存在着大量氢键，使得锦纶6纤维结晶度较高，染色性不及天然纤维，弹性不及氨纶、PBT纤维。目前，国内锦纶的产量迅速增加，市场竞争加剧，而且服装面料的市场需求激增，因此，若通过共聚改性，进一步提高其弹性和吸湿性、染色性，可提升产品技术含量和附加值。

目前，已有部分文献和专利报道提高尼龙6染色性能的方法，如华南理工大学赵耀明、郭熙桃等[复合胺改性尼龙6纤维染色性能的研究，合成纤维(J)2006年第9期]通过加入复合胺类改性剂提高聚酰胺中末端胺基数目，以增加染色基团，从而提高锦纶6的染色性以及光、热稳定性。专利EP0379470和USP5932640公开了获得具有高末端胺基含量的尼龙6树脂的方法，他们提出在尼龙6基体上引入一种或几种具有特殊结构基团的化合物可以改善尼龙6纤维的染色性能。专利USP5149758公开了调节末端胺基含量的聚己内酰胺的生产方法，通过改变链调节剂和工艺条件可以相应的增加末端胺基含量。在专利USP6620208中Breiner等则认为要合成高末端胺基含量的尼龙6树脂，聚合体中的二级胺或三级胺的含量在末端胺基总含量中不低于30％，而这是通过在聚合体中加入足量的受阻哌啶基衍生物与羧酸链调节剂共同作用的结果。

上述复合胺类改性剂是由受阻哌啶基衍生物(SEED)和二级胺或三级胺混合而成。胺类改性剂的加入，一方面在聚合过程中可与体系中的羧基反应，这种改性剂可与羧酸反应生成酰胺基团，模仿了聚酰胺的结构，不但提高聚合体的末端胺基含量，改善聚合体的染色性能，而且与聚酰胺有良好的相容性；另一方面，通过控制酸、胺的比例获得含有不同胺端基和羧端基的聚合体，最终控制聚合体的分子量。

陈霏、顾利霞[PA6-PEG共聚纤维和PA6-PEG/PA6的共混纤维的物理与力学性能，合成纤维工业(J)1994年第2期]对PA6-PEG(聚乙二醇)共聚和共混纤维进行了研究。通过加入PEG共聚改性，PA6大分子被PEG链段间隔，减弱了PA6分子间的相互作用，原有的分子排列结构被破坏，使无定形区分子间的氢键数目减少，游离的酰胺基数目增多，同时共聚物的晶粒尺寸变小，使晶粒的比表面积增多，而且所加入的PEG分子链中含有醚键，增大了整个共聚物链的柔顺性，降低了共聚物的Tg，从而使PA6纤维的吸湿性、柔软性和染色性都得到了提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高吸湿染色、高弹性尼龙6的制备方法，具体地说是在目前生产尼龙6广泛使用并已成熟的水解开环工艺路线的基础上，通过加入聚醚和复合胺类改性剂制得复合胺/聚醚/聚己内酰胺共聚物。由于引入聚醚软链段与聚酰胺共聚，改变聚酰胺的分子结构，分子间的氢键数目减少，使结晶度、Tg等下降，有利于染料的扩散；同时加入的复合胺类改性剂提高尼龙6的端氨基含量，增加染色基团，所以该共聚物具有高吸湿染色、高弹性。该方法工艺简单，用现有生产设备即可生产，所制得的高吸湿染色、高弹性尼龙6不仅具有优良的物理机械性能，而且具有良好可纺性、光/热稳定性、弹性和吸湿及染色性，不仅染色深度加强且染色均匀，可应用于化学纤维、工程塑料和膜材料等。