抗紫外/高流动聚酰胺6母粒及纤维的制备研究

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聚酰胺(Polyamide)纤维作为化纤产业第二大品种,广泛应用于服装、产业、地毯等各个领域,尤其在户外服饰占有稳定的市场。但是聚酰胺6(PA6)纤维耐光耐热性差,且户外服饰更注重抗紫外能力,因此研究抗紫外聚酰胺6纤维具有重要意义。此外,目前功能纤维中功能无机粒子都是平均分布在纤维整个断面,功能粒子利用率低。另一方面在熔融纺丝工业中,许多聚合物需要较高的温度才能保证其流动性。因此开发一种改善功能纤维纺丝加工性能,提高功能粒子利用率的制备方法具有重要的现实意义。本文分别通过共混和原位聚合方法制备抗紫外/高流动PA6母粒,然后母粒与常规PA6共混纺丝,制备抗紫外PA6纤维。其关键是高流动支链PA6的制备。通过己内酰胺水解聚合过程中添加均苯四甲酸二酐(PMDA)合成高流动支链PA6,研究不同PMDA添加量对聚合功率、萃取率、相对粘度、熔融指数等的影响。随着PMDA含量的增加,聚合功率逐渐下降,切片熔融粘度均逐步下降,表明其流动性增加。高流动PA6沸水萃取率约10%,低于常规PA6。采用金红石型TiO2和聚合制备的高流动PA6熔融共混制备PA6/TiO2母粒,然后母粒与常规PA6共混纺丝。利用紫外分光光度仪测试纤维溶液紫外透过率。纺丝过程,高流动PA6纺丝温度降低了4℃,表明高流动PA6的添加可以有效改善成型加工工艺,纤维溶解在硫酸的溶液UV透过率均小于10%,表明纤维将具有良好的抗紫外效果。原位聚合工艺制备抗紫外/高流动PA6/TiO2母粒,然后母粒与常规PA6共混纺丝。利用DSC、TGA对PA6/TiO2母粒热性能进行分析,利用紫外分光光度仪测试纤维溶液紫外透过率,利用紫外波长254nm照射制备的纤维一段时间测试老化性能,将纤维织成平纹布测试其UPF,利用SEM观察无油丝淬断断面二氧化钛分布。结果显示纺丝过程高流动PA6螺杆压力降低8kg/cm2,纺丝温度降低14℃,表明高流动PA6的添加可以有效改善成型加工工艺,且纺丝顺利。PA6/TiO2母粒具有良好的热学性能,纤维溶解在硫酸的共混溶液紫外透过率均小于10%,纤维断面显示基体相容性好,二氧化钛较大比例分布于纤维外表面,但表层仍存在部分团聚。机织平纹布UPF值50+,具有优异的抗紫外性能。
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