[发明专利]一种木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于物理共混聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维改性方法领域，特别涉及一种木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯是目前最重要的合成材料之一，具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能，尤其是透明性好、绝缘性佳，较低的生产成本和较高的性能价格比。主要用于纤维,双向拉伸薄膜和聚酯瓶，各种包装容器等；高黏度的PET还在工程塑料的轴承、齿轮、电器零件等领域得到广泛应用；在轿车用塑料中所占比例也不断增加。PET工程塑料具有价格低廉、耐热性高、机械强度好、吸水率小、电气性能优良、耐各种化学药品、成型品尺寸稳定性好等优点，开展PET工程塑料的研究和应用具有很好的发展前景。PET是一种半结晶性聚合物，具有结晶和非晶区域。由于其结晶速率较慢和玻璃化温度(Tg)较高，注塑时需要较高的模具温度(100℃以上)，成型周期太长，造成一定的能源损耗，加工成本升高。人们通常在PET中加入结晶成核剂提高PET的结晶速率，加入结晶促进剂降低玻璃化温度，缩短成型周期，降低模具温度，有利于成型加工。

近年来，国内外学者对提高PET结晶速率的研究越来越多，其中通过物理共混的方法越来越受到关注。高聚物共混改性法简便易行,在技术和经济上有很大的优势,它不仅保留了原有高聚物的优点,由于添加了新的物质,通过改变聚集态结构而赋予了高聚物新的性能,具有一定的理论和实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的制备方法，该发明工艺简单，操作方法简单，成本低，具有良好的应用前景。

本发明的一种木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的制备方法，包括：

(1)将木质素与聚对苯二甲酸乙二醇酯PET烘干后，搅拌混匀，熔融共混，得到初生粒料；其中木质素与PET的质量比5:95-20:80；

(2)将上述初生粒料进行熔融纺丝，热定型，卷绕得到木质素改性PET初生纤维，然后进行干法牵伸，卷绕，即得木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。

所述步骤(1)中木质素为碱木质素、硫酸盐木质素、牛皮纸木质素、乙酸木质素、酶解木质素中的一种。

所述步骤(1)中烘干为在真空50-90℃条件下，烘干24-36h。

所述步骤(1)中熔融共混温度为150-300℃。

所述步骤(2)中熔融纺丝为：初生粒料在熔融纺丝机的进料斗中，在170-300℃熔融，在计量泵压力下通过纺丝组件在喷丝孔流出。

所述计量泵压力为20-100MPa，保证熔体流动到纺丝组件和喷丝孔。

所述步骤(2)中热定型为热空气吹扫下进行热定型，其中热空气温度为20-90℃。

所述步骤(2)中干法牵伸的牵伸氛围为空气，牵伸倍数为2-10倍。

所述步骤(2)中木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的取向度为60％-98％，结晶度为55％-75％。

所述步骤(2)中木质素改性聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维截面为圆形。

本发明中木质素的加入使得聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子间作用力变化，改变聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链的微观结构，同时木质素含有较多的活性基团，可以与聚对苯二甲酸乙二醇酯分子形成氢键而具有很好相容性，能够在聚对苯二甲酸乙二醇酯基体上形成较好的分散，使得聚对苯二甲酸乙二醇酯的取向度及结晶速度得到提高。

有益效果

(1)本发明工艺简单，操作方法简单，成本低可以在工业上得到推广，具有良好的应用前景；

(2)本发明使用低熔点PET，通过加入生物质的木质素为成核剂来改变PET的结晶速度，缩短结晶时间，同时提高结晶度。

附图说明

图1为木质素/PET质量比为10:90时共混熔纺纤维的断面SEM图；

图2为木质素/PET质量比为10:90时共混熔纺纤维的局部断面放大SEM图；

图3为纯PET和木质素/PET质量比为15:85时共混熔纺纤维的DSC谱图；

图4为纯PET、木质素和木质素/PET质量比为15:85时共混熔纺纤维红外谱图。

具体实施方式