CN112609259B - 一种改性聚合物纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改性聚合物纤维及其制备方法和应用，属于纤维材料改性技术领域。本发明提供的所述改性聚合物纤维，包括聚合物纤维和气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面。本发明所述改性聚合物纤维中，气凝胶颗粒分布在聚合物纤维内部和表面，通过改变气凝胶颗粒的种类及含量，能够赋予聚合物纤维及其产品与原聚合物纤维及其产品不同的性质(比如隔热保温性、吸附性)，从而达到聚合物纤维及其所加工产品改性的目的。本发明直接将聚合物颗粒与气凝胶颗粒通过相应计量直接纺丝，省略了混合造粒再混合熔融纺丝工序，节省了成本，方法简单易行，提高了生产效率，且具有广阔的应用前景。

Description

一种改性聚合物纤维及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及纤维材料改性技术领域，尤其涉及一种改性聚合物纤维及其制备方法和应用。

背景技术

从形状上来讲，纤维是一种比较柔软且细而长的物质。纤维广泛运用于服装、非织造布、家纺、装饰及非纤等产业。

聚合物颗粒纺丝基本集中在熔融纺丝技术范畴，可涵盖诸如PET、PBT、PTT和聚乳酸等聚酯类，PA6、PA66和PA1010等聚酰胺类，PP、PE、PS等烯烃类及其它树脂纺丝，能够纺制出长纤维、短纤维和无纺布等产品。

随着普通纤维产量的增加，产业的竞争在逐渐加剧；此外，人们对衣着及家居等差异化产品需求不断提升，纤维改性势在必行。目前，现有方法主要通过不同的物质，不同的方法对纤维进行改性，出现了许多改性产品以满足市场需求。

气凝胶是一种特殊结构的多孔纳米材料，具有高孔隙率、低密度、低折射率和低热导率等许多独特的性质，使得气凝胶在诸多领域具有广泛或潜在的应用前景，是极具开发潜力和研究价值的材料。然而，目前未见气凝胶在纤维改性中的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚合物纤维及其制备方法和应用，所述改性聚合物纤维能够赋予织物优异的隔热保温性、吸附性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性聚合物纤维，包括聚合物纤维和气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面。

优选的，所述气凝胶颗粒占聚合物纤维的质量百分比为0.1～85％。

优选的，所述聚合物纤维中的聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃和聚氨酯中的一种或几种。

优选的，所述气凝胶颗粒包括氧化物气凝胶、硫族气凝胶、纤维素气凝胶和碳气凝胶中的一种或几种；所述气凝胶颗粒的直径＜55μm。

优选的，所述改性聚合物纤维的形态包括纺粘无纺布、熔喷无纺布、长纤维或短纤维。

优选的，所述长纤维包括UDY、MOY、POY、HOY、FDY、BCF、DY、DT、DTY或ATY。

本发明提供了上述技术方案所述改性聚合物纤维的制备方法，包括以下步骤：

将聚合物颗粒和气凝胶颗粒同时进料，进行挤出共混，得到熔体；

将所述熔体进行喷丝，得到丝条；

将所述丝条进行牵伸成型，得到改性聚合物纤维。

优选的，所述进料的设备添加气凝胶计量装置进料器。

优选的，所述气凝胶颗粒的进料管与聚合物颗粒的进料管之间的夹角为5～175°。

本发明提供了上述技术方案所述改性聚合物纤维或上述技术方案所述制备方法制备得到的改性聚合物纤维在纺织领域的应用。

本发明提供了一种改性聚合物纤维，包括聚合物纤维和气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面。本发明所述改性聚合物纤维中，气凝胶颗粒分布在聚合物纤维内部和表面，通过改变气凝胶颗粒的种类及含量，能够赋予聚合物纤维及其产品与原聚合物纤维及其产品不同的性质(比如隔热保温性、吸附性)，从而达到聚合物纤维及其所加工产品改性的目的。

本发明提供了所述改性聚合物纤维的制备方法，本发明直接将聚合物颗粒与气凝胶颗粒通过相应计量直接纺丝，省略了混合造粒再混合熔融纺丝工序，节省了成本，方法简单易行，提高了生产效率，且具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为气凝胶颗粒较均匀分布在聚合物纤维内部及表面的示意图；

图2为圆盘式体积计量装置进料器的结构图；

图3为螺杆式体积计量装置进料器的结构图；

图4为聚合物颗粒的进料管与气凝胶颗粒的进料管在螺杆挤压机的进料端交汇示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种改性聚合物纤维，包括聚合物纤维和气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面。

在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。

本发明提供的改性聚合物纤维包括聚合物纤维，所述聚合物纤维中的聚合物优选包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃和聚氨酯中的一种或几种；当所述聚合物优选为上述中的一种或几种时，本发明对不同种类聚合物的配比没有特殊的限定，任意配比均可。在本发明中，所述聚酯优选包括PET、PBT、PTT或聚乳酸；所述聚酰胺优选包括PA6、PA66、PA610或PA1010；所述聚烯烃优选包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS或聚四氟乙烯。

本发明提供的改性聚合物纤维包括气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒优选包括氧化物气凝胶、硫族气凝胶、纤维素气凝胶和碳气凝胶中的一种或几种；当所述气凝胶颗粒优选为上述中的一种或几种时，本发明对不同种类气凝胶的配比没有特殊的限定，任意配比均可。在本发明中，所述氧化物气凝胶优选包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝或氧化铜。在本发明中，所述气凝胶颗粒的直径优选＜55μm。

在本发明中，所述气凝胶颗粒占聚合物纤维的质量百分比优选为0.1～85％，更优选为1～60％，进一步优选为10～50％，还优选为20～35％。

如图1所示，本发明所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面，气凝胶颗粒内充满气体，使得改性聚合物纤维内及其表面均含有纳米气泡面或气孔，赋予改性聚合物纤维优异的隔热保温性、吸附性。

在本发明中，所述改性聚合物纤维的形状优选包括圆形、三角形、三叶形、十字形、工字形、裂片形、皮芯形和中空形中的一种或几种。

在本发明中，所述改性聚合物纤维的形态优选包括纺粘无纺布、熔喷无纺布、长纤维或短纤维。在本发明中，当所述改性聚合物纤维的形态为纺粘无纺布、熔喷无纺布或短纤维时，所述改性聚合物纤维的纤度优选为0.01～100D；其中，所述短纤维的长度优选为0.1～150mm，更优选为38mm或56mm。

在本发明中，所述长纤维优选包括UDY、MOY、POY、HOY、FDY、BCF、DY、DT、DTY或ATY。在本发明中，当所述长纤维为UDY、MOY、POY或HOY时，所述长纤维的复合纺单丝纤度优选为0.01～100D、单组份纺单丝纤度优选为0.1～100D；孔数优选为1～600F，纤度优选为1～1000D。在本发明中，当所述长纤维为FDY时，所述长纤维的复合纺单丝纤度优选为0.01～100D、单组份纺单丝纤度优选为0.1～100D；孔数优选为1～600F，纤度优选为1～1000D。在本发明中，当所述长纤维为BCF时，所述长纤维的复合纺单丝纤度优选为0.01～100D、单组份纺单丝纤度优选为0.1～100D；孔数优选为1～600F，纤度优选为1～9000D。

本发明提供了上述技术方案所述改性聚合物纤维的制备方法，包括以下步骤：

将聚合物颗粒和气凝胶颗粒同时进料，进行挤出共混，得到熔体；

将所述熔体进行喷丝，得到丝条；

将所述丝条进行牵伸成型，得到改性聚合物纤维。

本发明将聚合物颗粒和气凝胶颗粒同时进料，进行挤出共混，得到熔体。

在本发明中，进行所述进料前，本发明优选将所述聚合物颗粒进行预处理，本发明对所述聚合物颗粒的预处理方法没有特殊的限定，根据聚合物颗粒的种类按照本领域熟知的方法进行预处理即可。在本发明的实施例中，所述预处理的方法优选为干燥或除去杂质；具体的，当所述聚合物颗粒为聚酯切片时，将聚酯切片在沸腾床内进行预结晶，温度为170或180℃，时间为5min或15min，得到预结晶切片；将所述预结晶切片放入干燥塔中，在干燥温度190℃条件下干燥5h，得到干燥后的聚酯切片。当所述聚合物颗粒为PA6切片时，将相对粘度2.5的PA6切片放入干燥塔中，在干燥温度60℃条件下进行干燥4h，得到干燥后的PA6切片。

在本发明中，所述进料优选通过螺杆挤出机的进料管进行，本发明对所述进料没有特殊的限定，本领域熟知的螺杆挤出机的进料管均可。本发明优选在所述进料管上添加气凝胶计量装置进料器；所述气凝胶计量装置进料器优选为体积计量装置进料器、重量计量装置进料器或失重计量装置进料器。本发明对所述体积计量装置进料器、重量计量装置进料器或失重计量装置进料器的具体结构没有特殊的限定，本领域熟知的能够进行体积计量或重量计量或失重计量的装置均可。本发明利用气凝胶计量装置进料器保证单位时间内聚合物颗粒与相应气凝胶颗粒进料比例一致。

在本发明的实施例中，所用气凝胶计量装置进料器的结构示意图如图2和图3所示。图2为圆盘式体积计量装置进料器的结构图；其工作过程如下：气凝胶料斗内的气凝胶颗粒进入计量转盘的计量孔中，计量转盘在计量驱动装置的驱动下进行旋转将气凝胶颗粒送入气凝胶颗粒进料管。

图3为螺杆式体积计量装置进料器的结构图，其工作过程如下：气凝胶料斗内的气凝胶颗粒进入计量螺杆，计量螺杆在计量驱动装置的驱动下进行旋转将气凝胶颗粒送入气凝胶颗粒进料管。

本发明对所述同时进料的速率没有特殊的限定，保证聚合物颗粒和气凝胶颗粒进料比例一致。

在本发明中，所述挤出共混优选在螺杆挤压机中进行，本发明对所述螺杆挤压机没有特殊的限定，本领域熟知的螺杆挤压机均可。

在本发明中，所述聚合物颗粒的进料管与气凝胶颗粒的进料管优选在螺杆挤压机的进料端交汇，如图4所示；其中，α为聚合物颗粒进料管与螺杆水平夹角；β为气凝胶进料管与螺杆水平夹角；γ为气凝胶进料管与聚合物进料管之间夹角；其工作过程如下：聚合物颗粒通过聚合物颗粒进料管进料，气凝胶颗粒通过气凝胶颗粒进料管进料，并在螺杆挤压机的进口端交汇，其中聚合物颗粒进料管与气凝胶颗粒进料管夹角为γ角度；气凝胶颗粒进料管与螺杆挤压机之间夹角为β角度；聚合物颗粒进料管与螺杆挤压机之间夹角为α角度，螺杆挤压机在螺杆挤压机驱动装置驱动下将聚合物颗粒进料管的聚合物颗粒与气凝胶颗粒进料管的气凝胶颗粒在螺杆挤压机内熔融得到挤出熔体。

在本发明中，所述聚合物颗粒进料管与螺杆水平夹角α优选为5～175°，更优选为120°；所述气凝胶进料管与螺杆水平夹角β优选为5～175°，更优选为90°。在本发明中，所述螺杆挤压机优选水平安装，所述气凝胶颗粒的进料管与聚合物颗粒的进料管之间的夹角γ优选为5～175°，更优选为20～150°，进一步优选为30°。

在本发明中，所述挤出共混的参数优选根据改性聚合物纤维的形态不同进行相应的调整，本发明对所述不同改性聚合物纤维形态的制备参数没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法进行调整即可。

得到熔体后，本发明将所述熔体进行喷丝，得到丝条。在本发明中，所述熔体优选经过滤器去除杂质，然后进入纺丝箱体，由纺丝箱体内的计量泵精确计量送至纺丝箱体内的纺丝组件，按质量均匀分配至喷丝板，进行喷丝。本发明对所述过滤器没有特殊的限定，本领域熟知的相应设备即可。本发明对所述纺丝箱体及其计量泵和纺丝组件没有特殊的限定，本领域熟知的相应装置即可。

在本发明中，所述喷丝的方法优选包括单组份喷丝、双组份喷丝或多组份喷丝。在本发明中，所述喷丝所用喷丝板的孔径优选为0.1～35mm，长径比优选为1.0～20；所述喷丝板的孔形状优选包括圆形、三角形、三叶型、十字型、五叶型、工字型或中空。本发明优选根据改性聚合物纤维的形态不同按照本领域熟知的方法对喷丝的过程进行相应的调整；本发明对所述喷丝的具体参数没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行适应性调整即可。在本发明的实施例中，当所述改性聚合物纤维为长纤维时，所述纺丝箱体的螺杆温度优选为一区260～290℃、二区265～290℃、三区270～295℃、四区275～295℃、五区280～295℃，纺丝箱体温度280～295℃；当所述改性聚合物纤维为短纤维时，所述纺丝箱体的螺杆各区温度为一区280℃、二区285℃、三区290℃、四区295℃、五区295℃，纺丝箱体温度295℃；纺丝速度1800m/min；当所述该性聚合物纤维为熔喷产品时，所述纺丝箱体的螺杆各区温度分别为：一区255℃、二区265℃、三区270℃、四区280℃、五区285℃；纺丝箱体温度为280℃。

本发明对所述丝条的具体尺寸没有特殊的限定，本领域熟知的尺寸均可。

得到丝条后，本发明将所述丝条进行牵伸成型，得到改性聚合物纤维。在本发明中，进行所述牵伸成型之前，优选根据不同改性聚合物纤维的形态对所述丝条进行处理，所述处理的过程优选包括冷却和上油。本发明对所述冷却、上油和牵伸成型的具体过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程，针对不同改性聚合物纤维的形态进行适应性调整即可。本发明通过上油对丝条进行平滑、集束和抗静电处理。在本发明的实施例中，所述冷却的方式具体为侧吹风形式和/或环吹风形式。

在本发明的实施例中，当所述改性聚合物纤维为POY时，所述冷却、上油和牵伸成型的过程具体为：冷却吹风速度为1m/s，冷却吹风相对湿度为85％，冷却吹风温度为9℃；卷绕速度为2600m/min。

当所述改性聚合物纤维为DTY时，将所述POY经过温度为195℃的上热箱，在加工速度为550m/min下进行2.2牵伸倍数、DY比1.85的变形，再进行180℃热定型，得到DTY。

当所述改性聚合物纤维为FDY时，所述冷却、上油和牵伸成型的过程具体为：所述冷却的冷却风温20℃、相对湿度80％、风速1m/s；所述牵伸所用第一、二牵伸辊转速：4050m/min，第三牵伸辊转速：4950m/min、温度155℃；第四导丝辊转速：5050m/min；第五导丝辊转速：5000m/min；成型的卷绕速度为4900m/min。

当所述改性聚合物纤维为BCF时，所述冷却、上油和牵伸成型的过程具体为：所述冷却的侧吹风风温13℃、侧吹风风速1.8m/s；上油盘至速度800m/min的第一导丝辊将丝条送到温度80℃、速度750m/min的第一热辊，然后再到温度135℃、速度2980m/min的第二热辊，在第一热辊与第二热辊之间进行牵伸，牵伸后所得丝束经文丘里管变形(空气变形压力0.5MPa、空气变形温度145℃)至冷却筛鼓冷却，然后经2950m/min速度的第二导丝辊后进行网络，在卷绕速度2800m/min条件下进行卷绕成型，得到BCF。

当所述改性聚合物纤维为聚酯短纤维时，所述冷却、上油和牵伸成型的过程具体为：冷却的环吹风冷却风温20℃、环吹风冷却风压360Pa、油轮上油至导丝盘进行条桶，形成初生原丝；将所述初生原丝经集束后进行第一级拉伸(拉伸温度90℃、拉伸倍数3.7倍)；再经第二级拉伸(拉伸温度185℃、拉伸倍数1.3倍)，将所得丝束在100℃预热后进行卷曲，然后在160℃进行松弛热定型45min，切断后，得到短纤维。本发明对所述短纤维的切断长度没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可。

当所述改性聚合物纤维为熔喷产品时，所述牵伸成型的过程具体为：将喷丝板所喷出的熔体经牵伸后，经接收装置成型，然后进行切边卷绕，得到熔喷PP产品；其中，所述牵伸的热风温度：300℃、牵伸热风压力：0.3Mpa；所述接收装置的接收距离：150mm；所述卷绕的卷绕速度：150m/min。

本发明提供了上述技术方案所述改性聚合物纤维或上述技术方案所述制备方法制备得到的改性聚合物纤维在纺织领域的应用。在本发明中，所述改性聚合物纤维的形态包括纺粘无纺布、熔喷无纺布、长纤维或短纤维；所述改性聚合物纤维在纺织领域的应用方法优选包括将所述改性聚合物纤维加工成织物、其他无纺布、喷胶棉或热风棉絮片。在本发明中，当所述改性聚合物纤维的形态为长纤维时，所述长纤维优选经再加工生产DT、DY、DTY、ATY或混纤维组合产品；当所述改性聚合物纤维的形态为短纤维时，所述短纤维优选再加工制成喷胶棉、热风棉、其他方式无纺布或纱线。

在本发明中，所述DT、DY、DTY、ATY中，复合纺单丝纤度优选为0.01～100D、单组份纺单丝纤度优选为0.1～100D；孔数优选为1～600F，纤度优选为1～6000D。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例中，所用喷丝板的孔径为0.1～20mm，长径比为1.0～20，具体规格见实施例；聚合物颗粒进料管与螺杆水平夹角α为120°，气凝胶进料管与螺杆水平夹角β为90°；螺杆挤压机水平安装，气凝胶颗粒的进料管与聚合物颗粒的进料管之间的夹角γ为30°。

以下实施例所出现的装置部件均为本领域熟知的长纤维、短纤维和熔喷布生产所用装置，对其型号不作具体限定。

实施例1

将聚酯切片在沸腾床内进行预结晶，温度为180℃，时间为15min，得到预结晶切片；

将所述预结晶切片放入干燥塔中，在干燥温度190℃条件下干燥5h，得到干燥后的聚酯切片；

将二氧化硅气凝胶(粒径为23μm)加入图2所示圆盘式体积计量装置进料器(所述二氧化硅气凝胶占聚酯切片的质量百分比为10％)，将干燥后的聚酯切片与计量后的二氧化硅气凝胶同时进入螺杆挤压机熔融，所得熔体经过滤器去除杂质，进入纺丝箱体内的计量泵进行计量，按质量平均分配到每块喷丝板(喷丝板的孔形状为圆形)，进行喷丝，得到丝条；其中，所用喷丝板的孔径为0.35mm，长径比为2.3；螺杆温度分别为一区283℃、二区283℃、三区285℃、四区290℃、五区290℃，纺丝箱体温度290℃；

将所述丝条依次进行冷却和上油，进行卷绕成型，得到POY；其中，冷却吹风速度为1m/s，冷却吹风相对湿度为85％，冷却吹风温度为9℃；卷绕速度为2600m/min。

将所述POY经过温度为195℃的上热箱，在加工速度为550m/min下进行2.2牵伸倍数、DY比1.85的变形，再进行180℃热定型，得到DTY。

本实施例所得DTY的单丝纤度为0.9D，孔数为72F，纤度为68D。

性能测试

根据聚酯长丝测试方法，对本实施例制备的DTY进行测试，结果表明，DTY产品规格：75dtex/72f、断裂强度：3.5cn/dtex、断裂伸长率：25％、上油率0.9％。

实施例2

将相对粘度2.5的PA6切片放入干燥塔中，在干燥温度60℃条件下进行干燥4h，得到干燥后的PA6切片；

将二氧化钛气凝胶(粒径为23μm)加入失重计量装置进料器(所述二氧化钛气凝胶占PA6切片的质量百分比为12％)；

将干燥后的PA6切片与计量后的二氧化钛气凝胶同时进入螺杆挤压机熔融，所得熔体经过滤器去除杂质，进入纺丝箱体内的计量泵进行计量，按质量平均分配到每块喷丝板(喷丝板的孔形状为圆形)，进行喷丝，得到丝条；其中，所用喷丝板的孔径为0.3mm，长径比为1.35；螺杆温度一区270℃、二区270℃、三区275℃、四区275℃、五区280℃，纺丝箱体温度290℃；

将所述丝条经冷却、上油至导丝盘拉伸后进行卷绕成型，得到FDY；其中，所述冷却的冷却风温20℃、相对湿度80％、风速1m/s；所述拉伸所用第一、二牵伸辊：4050m/min，第三牵伸辊：4950m/min、温度155℃，第四导丝辊：5050m/min，第五导丝辊：5000m/min；所述卷绕成型的卷绕速度为4900m/min；

本实施例所得FDY的单丝纤度为1D，孔数为36F，纤度为36D。

性能测试

按照PA6长丝测试方法对本实施例制备的FDY进行测试，结果表明，FDY产品规格：40dtex/36f、断裂伸长率：45％、断裂强度：4.25cn/dtex、乌斯特条干：0.9％、上油率：1.1％。

实施例3

将熔融指数为28的PP进行切片，得到PP切片；

将三氧化二铝气凝胶(粒径为23μm)加入图3所示螺杆式体积计量装置进料器(所述三氧化二铝气凝胶占PP的质量百分比为19％)；

将PP切片与计量后的三氧化二铝气凝胶同时进入螺杆挤压机熔融，所得熔体进入纺丝箱体内的计量泵进行计量，按质量平均分配至每块喷丝板，进行喷丝，得到丝条；其中，所用喷丝板(喷丝板的孔形状为三角形)的孔径为0.65mm，长径比为2.1；螺杆挤压机各区温度分别为一区260℃、二区265℃、三区270℃、四区280℃、五区290℃，纺丝箱体温度290℃；

将所述丝条经冷却(侧吹风风温13℃、侧吹风风速1.8m/s)、上油盘至速度800m/min的第一导丝辊将丝条送到温度80℃、速度750m/min的第一热辊，然后再到温度135℃、速度2980m/min的第二热辊，在第一热辊与第二热辊之间进行牵伸，牵伸后所得丝束经文丘里管变形(空气变形压力0.5MPa、空气变形温度145℃)至冷却筛鼓冷却，然后经2950m/min速度的第二导丝辊后进行网络，在卷绕速度2800m/min条件下进行卷绕成型后，得到BCF；

本实施例所述BCF单丝纤度为3.8D，孔数为144F，纤度为545D。

性能测试

根据丙纶BCF长丝测试方法，对本实施例制备的BCF进行测试，结果表明，BCF产品规格：600dtex/144f、断裂强度：1.65cn/dtex、沸水收缩率：3.0％、上油率：0.9％、热卷曲伸长率：26％。

实施例4

将聚酯切片放入沸腾床内进行预结晶，温度170℃，时间5min，得到预结晶聚酯切片；

将所述预结晶聚酯切片进入干燥塔中，干燥温度190℃，干燥5h，得到干燥后的聚酯切片；

将二氧化硅气凝胶(粒径为15μm)加入重量计量装置进料器(所述二氧化硅气凝胶占聚酯切片的质量百分比为15％)；

将干燥后的聚酯切片与计量好的二氧化硅气凝胶同时进入螺杆挤压机熔融，所得熔体经过滤器去除杂质，进入纺丝箱体内的计量泵进行计量，按质量平均分配到每块喷丝板，进行喷丝，得到丝条；其中，所用喷丝板(喷丝板的孔形状为圆形)的孔径为0.27mm，长径比为2.1；螺杆各区温度为一区280℃、二区285℃、三区290℃、四区295℃、五区295℃，纺丝箱体温度295℃；纺丝速度1800m/min；

将所述丝条经冷却(环吹风冷却风温20℃、环吹风冷却风压360Pa)、油轮上油至导丝盘进行条桶，形成初生原丝；

将所述初生原丝经集束后进行第一级拉伸(拉伸温度90℃、拉伸倍数3.7倍)；再经第二级拉伸(拉伸温度185℃、拉伸倍数1.3倍)，将所得丝束在100℃预热后进行卷曲，然后在160℃进行松弛热定型45min，切断后，得到短纤维。

性能测试

按照聚酯短纤维测试方法对本实施例制备的短纤维进行测试，结果表明，产品规格：1.33dtex；切断长度：64mm；纤度为0.3～0.5D；断裂强度：4.3cn/dtex\断裂伸长：15％；卷曲数：6个/cm。

实施例5

将熔喷专用PP(PP熔融指数1500g/10min)进行切片，得到PP切片；

将二氧化硅气凝胶(粒径为15μm)与二氧化钛气凝胶(二氧化硅气凝胶和二氧化钛气凝胶的质量比为1:1)加入图2所示圆盘式体积计量装置进料器；其中，所述二氧化硅气凝胶与二氧化钛气凝胶的总质量占PP切片的质量百分比为13％；

将所述PP切片与计量后的二氧化硅气凝胶与二氧化钛气凝胶同时进入螺杆挤压机熔融，所得熔体经过滤器去除杂质，进入纺丝箱体内的计量泵进行计量，按质量平均分配到熔喷喷丝板，喷出熔体；其中，所用喷丝板(喷丝板的孔形状为圆形)的孔径为0.25mm，长径比为13；螺杆各区温度分别为：一区255℃、二区265℃、三区270℃、四区280℃、五区285℃；纺丝箱体温度为280℃；

将所述熔体依次经牵伸后，经接收装置成型，然后进行切边卷绕，得到熔喷PP产品；其中，所述牵伸的热风温度：300℃、牵伸热风压力：0.3Mpa；所述接收装置的接收距离：150mm；所述卷绕的卷绕速度：150m/min。

性能测试

按照丙纶短纤维测试方法对本实施例制备的熔喷PP进行测试，结果表明，熔喷PP纤维强度：1.2～2.2cn/dtex，纤维直径：1～6μm，纤维长度：30～80mm。

根据实施例1～5可知，本发明提供的改性聚合物纤维能够满足现有聚合物纤维的基本力学性能要求和纤度等规格要求。

应用例

将市售1.33dtex×64mm聚酯短纤维进行开松后，经定量给棉机送至梳理机进行梳理，梳理后的短纤维进行铺网，然后进行喷胶干燥，再进行平面烫光、切边、卷取，得到普通喷胶棉A；

将55％市售1.33dtex×64mm聚酯短纤维进行开松，将45％1.33dtex×64mm含气凝胶聚酯短纤维(实施例4制备)进行开松，将上述两种开松后的短纤维经混棉机混棉后经定量给棉机送至梳理机进行梳理，梳理后的混合短纤维进行铺网，然后进行喷胶干燥，再进行平面烫光、切边、卷取，得到含气凝胶喷胶棉B；

上述两个制备过程所用工艺相同，参数均为：胶含量(％):10；喷胶压力(kg)：2；喷头高度(mm):300；生产速度(m/min)：8。

按GB/T11048-2008方法对上述制备的普通喷胶棉A和含气凝胶喷胶棉B进行测试，结果如表1所示：

表1普通喷胶棉A和含气凝胶喷胶棉B的规格和性能参数

由表1可以看出，在相同条件下含45％气凝胶的喷胶棉B较普通聚酯纤维制成的喷胶棉A具有较高的克罗值，说明含有气凝胶的改性纤维赋予产品更好的隔热保温性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种改性聚合物纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚合物颗粒和气凝胶颗粒同时进料，进行挤出共混，得到熔体；所述进料通过螺杆挤压机的进料管进行，所述螺杆挤压机水平安装，所述聚合物颗粒的进料管与螺杆挤压机水平夹角α为120°，所述气凝胶进料管与螺杆挤压机水平夹角β为90°，所述气凝胶颗粒的进料管与聚合物颗粒的进料管之间的夹角γ为30°；所述气凝胶颗粒占聚合物纤维的质量百分比为10~50%；

将所述熔体进行喷丝，得到丝条；

将所述丝条进行牵伸成型，得到改性聚合物纤维；

所述改性聚合物纤维的形态包括纺粘无纺布、熔喷无纺布、长纤维或短纤维；当所述改性聚合物纤维的形态为长纤维时，纺丝箱体的螺杆温度为一区260～290℃、二区265～290℃、三区270～295℃、四区275～295℃、五区280～295℃，纺丝箱体温度280～295℃；当所述改性聚合物纤维的形态为短纤维时，纺丝箱体的螺杆各区温度为一280℃、二区285℃、三区290℃、四区295℃、五区295℃，纺丝箱体温度295℃；纺丝速度1800m/min；当所述改性聚合物纤维的形态为熔喷产品时，纺丝箱体的螺杆各区温度分别为：一区255℃、二区265℃、三区270℃、四区280℃、五区285℃；纺丝箱体温度为280℃；

所述改性聚合物纤维包括聚合物纤维和气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒均匀分布于所述聚合物纤维的内部或表面；

所述气凝胶颗粒为二氧化硅气凝胶颗粒、二氧化钛气凝胶颗粒、三氧化二铝气凝胶颗粒或氧化铜气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒的直径＜55μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物纤维中的聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃和聚氨酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长纤维包括UDY、MOY、POY、HOY、FDY、BCF、DY、DT、DTY或ATY。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述进料的设备添加气凝胶计量装置进料器。

5.权利要求1~4任一项所述的制备方法制备得到的改性聚合物纤维在纺织领域的应用。