[发明专利]一种复合弹性纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合弹性纤维及其制备方法，方法为：将熔体粘度比为1～1.5:1的硬段结晶温度高的热塑性弹性体与硬段结晶温度低的热塑性弹性体按20:80～80:20的组分重量比复合纺丝制得复合弹性纤维。复合弹性纤维的断裂伸长率为200～1000％，弹性回复率≥95％，宏观自卷曲的卷曲率为30～500％，卷曲半径≤2mm，纤维的卷曲数为25～150个/25mm，在拉伸应力≤0.05cN/dtex时，纤维的伸长率为10～500％，本征熵弹形变的形变范围为20～200％。本发明制备工艺简单，成本低廉，制得的复合弹性纤维具有卷曲率高、弹性回复率高、断裂伸长率大和模量低等优点，有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于复合纤维领域，具体涉及一种复合弹性纤维及其制备方法。

背景技术

弹力面料以其独特的舒适性和灵活性深受广大消费者的喜爱，其应用领域已逐渐从传统的织袜、内衣和运动服饰等领域拓展到休闲装、高弹力时装和汽车装饰等领域。然而，传统的弹性纤维面料在性能方面还存在一定的缺陷，为了克服传统的弹性纤维氨纶在耐高温、耐碱和耐氯等性能方面的缺点，同时解决传统的弹力氨纶存在的长丝不易染色、弹力过剩、制造复杂和面料尺寸不稳定等诸多问题，以T400为代表的双组分复合弹性纤维应运而生，这类纤维利用两种聚合物之间的粘弹性的差异从而使其复合纤维产生了一种平滑的螺旋状卷曲结构。

目前，相关专利文献对于双组分复合弹性纤维的制备技术进行了深入的研究。专利CN101126180A采用热收缩性不同的聚合物如高收缩聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)中的任意两种聚合物进行并列复合；专利CN103882538通过采用具有不同特性粘度的同类聚合物，如PET等制得了具有三维立体卷曲结构的复合弹性纤维。但是，上述方法所制备的纤维的弹性完全取决于所形成的其三维自卷曲结构，同时由于双组分间聚合物的化学结构和组成相似，纤维在加工成型过程中的热收缩应力有限，导致纤维存在卷曲度低和卷曲弹性回复率不高等问题，同时，由于所选聚合物的模量高，导致纤维及其制品手感发硬。

专利CN104831417A利用聚酯弹性体与PET进行复合纺丝，制备聚酯弹性体/PET复合弹性纤维。此外，文献(聚醚酯/聚丙烯纤维的制备及其卷曲、收缩性能研究[J].合成纤维,2008,37(3):14-16；)和文献(COPEET/HSPET并列复合纤维结晶和热收缩性能的研究[J].合成纤维工业,2015,38(1):24-28.)研究了利用弹性体聚醚酯与聚丙烯或高收缩聚酯制备的并列复合纤维的结构性能，尽管与一般复合弹性纤维相比，弹性体组分的存在，在一定程度上降低了纤维的模量，改善了纤维手感，但是这一类利用弹性体与非弹性体并列复合纺丝过程中，由于非弹性体组分的弹性性能差，造成纺丝成形过程中的拉伸倍数有限，不利于增加组分间热收缩的应力差异，致使制备的纤维的卷曲度不高，同时，由于非弹性体组分的存在，纤维的弹性性能同样只能依赖于三维宏观卷曲结构，而非聚合物基体本身。

因此，开发一种弹性好、弹性回复率高和模量低的复合弹性纤维尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的复合弹性纤维弹性差、弹性回复率低以及模量高的缺陷，提供了一种具有高弹性、高弹性回复率和低模量的手感柔软的复合弹性纤维及其制备方法。本发明首先将具有不同硬段质量分数的热塑性弹性体进行复合纺丝，然后通过纤维的形态调控，构筑了兼具宏观自卷曲弹性形变和本征熵弹形变的复合弹性纤维，从而使得最终制备的复合纤维具有优异的弹性和柔软的手感。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种复合弹性纤维，同时具有宏观自卷曲弹性和本征熵弹性，断裂伸长率为200～1000％，弹性回复率≥95％，宏观自卷曲的卷曲率为30～500％，卷曲半径≤2mm，纤维的卷曲数为25～150个/25mm，在拉伸应力≤0.05cN/dtex时，纤维的伸长率为10～500％，本征熵弹形变的形变范围为20～200％。