CN115704117A - 聚酰胺纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种聚酰胺纤维及其制备方法，该方法包括：(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体送入纺丝箱体中；(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽、缓冷与单体抽吸装置去除低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到聚酰胺纤维。本发明通过增加饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置使得纺丝过程中低聚物少、组件铲板周期长、断丝次数较少，得到的聚酰胺纤维的毛丝少、纤维的条干不均率低、染色暗纹少、染色效果好，且具有优异的断裂伸长率、断裂强度，较低的沸水收缩率。

Description

聚酰胺纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚酰胺纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰胺由于其优异的特性和熔融成型的容易程度，已被广泛用作衣料、产业材料、纤维、或通用的工程塑料，和其它许多应用中，因而受到广泛关注。而在聚酰胺聚合的过程中，由于发生环化反应，链内酰胺基交换反应发生时聚合物大分子链会断成两段，或者线状低分子物直接脱水反应，而产生低分子聚合物，简称低聚物。一般来说，低聚物是一聚体到十聚体的低分子聚合物，包括线状低聚物和环状低聚物。

通常，低聚物无法单独加工成型，并且，大量的低聚物如果随切片进入纺丝工段，不仅会对纺丝工艺造成严重的后果，同时也是对原料的极大浪费。低聚物主要为环状体，如果萃取后二聚体、三聚体的含量偏高将影响切片的粘度、数均分子量及分子量分布，从而造成原丝的强度降低、废丝率增加等一系列负面影响。聚合体中低分子可萃取物含量大，则在熔融纺丝过程中，不仅这些低分子可萃取物会从熔融体中变成气体蒸发出来，恶化纺丝环境，而且残余的低分子可萃取物会在纤维中形成“弱点”，在外力(如拉伸)作用下，这些地方就容易断裂，给纺丝造成困难。此外，低分子可萃取物也易在丝的表面析出，从而造成拉伸时毛丝和断单丝增加、成品丝的强力下降。

聚酰胺5X是由生物基戊二胺和二元酸合成的线型长链大分子，酰胺键容易形成氢键，因此，聚酰胺5X纤维的强度高，吸湿性好，纤维回潮率可达到2.0％～5.5％。然而，聚酰胺5X中低聚物的挥发会增加聚酰胺5X熔体中的气泡与缩小纺丝组件铲板周期，从而使得熔体拉丝纺丝时，出现飘丝、断单丝与制成率低等不良现象。因此，如何改善聚酰胺5X在纺丝过程中的飘丝、断单丝与制成率低等不良现象，是现有技术领域中亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术和产品的不足，即为了解决聚酰胺5X纺丝过程中较多的低聚物析出造成纺丝组件铲板周期短、飘丝与断单丝多问题，支撑率低问题，本发明提供一种聚酰胺纤维及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种聚酰胺纤维，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，

所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，

所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，

所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，

所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝、中取向丝、高取向丝、加弹丝、全牵伸丝、工业丝、连续膨体长丝、短纤维、单丝纤维。

本发明第二方面提供一种制备本发明第一方面所述的聚酰胺纤维的方法，该方法包括：

(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；

(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。

与现有技术相比，本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明所合成的聚酰胺5X树脂的低聚物、粘度、含水率与端氨基合适，无需聚合脱灰与萃取去除低聚物工序，可直接进行纺丝，降低生产成本。

2、本发明的聚酰胺5X纤维通过增加饱和过热蒸汽、改造缓冷与单体抽吸装置制得。纺丝过程中低聚物少、组件铲板周期长、断丝次数较少，得到的聚酰胺5X纤维的毛丝少、纤维的条干不均率低、染色暗纹少、染色效果好，且纤维具有优异的断裂伸长率、断裂强度，较低的沸水收缩率。纺丝和染色的成品率较高。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如前所述，本发明第一方面提供一种聚酰胺纤维，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，

所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，

所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，

所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，

所述纤维包括所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝(POY)、中取向丝(MOY)、高取向丝(HOY)、加弹丝(DTY)、全牵伸丝(FDY)、工业丝(IDY)、连续膨体长丝(BCF)、短纤维、单丝纤维。

在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的制成率为≥93％，进一步为≥94％，更进一步为≥95％。

在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的断丝次数≤2(次数/24h)，进一步为≤1(次数/24h)，更进一步为≤0(次数/24h)。

在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的毛丝个数≤2(个/9公斤卷装)，进一步为≤1(个/9公斤卷装)，更进一步为≤0(个/9公斤卷装)。

在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺纤维的染色M率为≥93％，进一步为≥94％，更进一步为≥95％。

本发明第二方面提供一种制备如前所述的聚酰胺纤维的方法，该方法包括：

(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；

(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。

根据本发明一种优选的实施方式，采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物的方法具体包括：在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，从而阻碍低聚物在喷丝板及其下方结晶形成白色絮状晶体，保持喷丝板及其下方干净，然后溶解在饱和过热蒸汽中的聚酰胺低聚物通过单体抽吸被带走，且所述单体抽吸装置中的单体抽吸罩有自动恒温加热功能，确保低聚物也不会结晶在抽吸罩入口，有效减少聚酰胺低聚物污染喷丝板及其喷丝板下方、单体抽吸罩入口，延长纺丝组件铲板周期，减少纺丝过程中低聚物造成的注头丝、断单丝现象，提高纺丝生产稳定性与制成率。

在本发明的一些实施方式中，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度为80-200℃，进一步为90-180℃，更进一步为100-160℃。

在本发明的一些实施方式中，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的压力为0.8-2.2bar，进一步为1.0-2.0bar，更进一步为1.2-1.8bar。

在本发明的一些实施方式中，所述缓冷温度为180-320℃，进一步为220-300℃，更进一步为240-280℃。

在本发明的一些实施方式中，所述缓冷高度为≤5cm，进一步为≤4cm，更进一步为≤3cm。

在本发明的一些实施方式中，所述单体抽吸的压力为≥0.6MPa，进一步为≥0.65MPa，更进一步为≥0.7MPa。

在本发明的一些实施方式中，所述单体抽吸罩的温度为100-260℃，进一步为120-230℃，更进一步为140-200℃。

在本发明的一些实施方式中，所述喷丝板的直径为≤88mm，进一步为≤77mm，更进一步为≤66mm。

根据本发明一些实施方式中，所述聚酰胺纤维制备过程中组件铲板周期≥16h，进一步为≥18h，更进一步为≥20h。

本发明对步骤(b)所述的冷却、上油、卷绕所采用的装置以及操作条件没有特别的限定，采用本领域的常规操作即可，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择。

在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺5X树脂包括1,5-戊二胺结构单元和二元酸结构单元，所述聚酰胺5X树脂含有数均分子量为2000以下的聚酰胺低聚物，且所述聚酰胺低聚物的含量为1.0wt％以下。

根据本发明的一些实施方式，所述聚酰胺5X树脂的数均分子量为2000以上。所述数均分子量是使用凝胶渗透色谱(以下简称为GPC)，由在后述的实施例的测定条件下得到的各试样的洗脱曲线，根据由基线和洗脱曲线包围出的在从数均分子量2000以上到主峰的检测结束的分子量以下的区域的面积而算出、并经过标准聚甲基丙烯酸甲酯(标准PMMA)换算而求出的。

另外，本发明的聚酰胺树脂含有通过与上述相同的条件下的GPC测定而求出的数均分子量为2000以下的聚酰胺低聚物。

根据本发明的一些实施方式，所述聚酰胺低聚物的含量为0.95wt％以下，进一步为0.9wt％以下。

在本发明一些优选实施方式中，所述戊二胺可以为化学来源或者生物物质来源的戊二胺，进一步为生物物质来源的1,5-戊二胺。

在本发明一些优选实施方式中，所述二元酸结构单元中90mol％以上来自于己二酸。

根据本发明的一些实施方式，所述聚酰胺5X树脂的二元酸结构单元还包括来自于丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸和十八烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述聚酰胺低聚物选自以下结构中的至少一种：

其中，n1和n2分别选自1～8的整数；优选地，n1和n2分别选自1～6的整数；更优选地，n1和n2各自独立地为1-5的整数；进一步优选地，n1为2、3或4；n2为2、3、4或5；

m1和m2分别选自2～18的整数；优选地，m1和m2各自独立地为4～16的整数；进一步优选地，m1为4、8或10，m2为4、8或10。

根据本发明的一些实施方式，所述聚酰胺5X树脂含有如式I所示结构的第一聚酰胺：

所述第一聚酰胺的数均分子量为2000以上，且所述聚酰胺5X树脂中第一聚酰胺的含量为85wt％以上，进一步为90wt％以上，更进一步为95wt％以上。例如所述聚酰胺5X树脂中第一聚酰胺的含量为99～99.98wt％。

在本发明一些实施方式中，所述聚酰胺5X树脂的相对粘度为2.3～3.6，优选2.4～3.5，进一步优选为2.5～3.4。

在本发明一些实施方式中，所述聚酰胺5X树脂的含水量为300～900ppm，优选350～800ppm，进一步优选为400～700ppm。

在本发明一些实施方式中，所述聚酰胺5X树脂的端氨基含量为40～70mol/ton，优选43～60mol/ton，进一步优选为45～55mol/ton。

根据本发明一些实施方式，所述聚酰胺5X树脂的制备方法包括：

(1)在惰性气体氛围下，将1,5-戊二胺、二元酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；

(2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.5～2.4MPa，排气保压，保压结束时反应体系的温度为235～268℃，再降压使反应体系内压力降至0～0.2MPa，降压结束后反应体系的温度为248～282℃，抽真空，得到聚酰胺5X熔体；

(3)将步骤(2)所得的熔体出料，拉条切粒。

在本发明的一些实施方式中，步骤(1)中，1,5-戊二胺和二元酸的摩尔比为(1～1.08)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤(2)中，所述抽真空为使反应体系内的相对真空度为-0.02MPa～-0.08MPa。

在本发明的一些实施方式中，真空时间维持18～70min。

在本发明的一些实施方式中，真空结束温度控制在263～278℃。

在本发明的一些实施方式中，步骤(3)中，所述切粒在水中进行，水温为15～50℃。

本发明步骤(1)所述的惰性气体选自氮气、氩气、氦气等中的一种或几种，进一步优选高纯度氮气、高纯度氩气、高纯度氦气中的一种或几种。

本发明所述二元酸的种类如前所述，此处不再赘述。

在没有特别说明的情况下，本发明所述压力均表示表压。

以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均可从商业渠道获得。

1、相对粘度ηr的检测方法

乌氏粘度计浓硫酸法：准确称量干燥后的聚酰胺样品0.5±0.0002g，加入50mL浓硫酸(96％)溶解，在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸流经时间t0和聚酰胺溶液流经时间t。

相对粘数计算公式：

相对粘度ηr＝t/t0

其中：t：溶液流经时间；t0：溶剂流经时间。

2、含水率

取1g树脂样品，利用卡尔费休水分测定仪测定，检测温度200℃，检测时间20min。

3、端氨基含量测定

利用三氟乙醇溶解样品后，分别用盐酸标准液和氢氧化钠标准液滴定，并计算。

4、分子量检测方法：

由使用凝胶渗透色谱(GPC)得到的各试样的洗脱曲线(纵轴：由检测器得到的信号强度、横轴：洗脱时间)，根据标准样品聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)定标计算出洗脱曲线中主峰(聚合物峰)的数均分子量。

测定在下述条件下进行。

检测器：RI检测器

色谱柱：2 x PSS 7μPFG Linear M column 300x8.0mm溶剂：以0.05摩尔/L的浓度含有三氟乙酸钠的六氟异丙醇。

温度：40℃

流速：1mL/min

注入量：100μL

浓度：3～5g/L

试样制备：在含有0.01摩尔/L三氟乙酸钠的六氟异丙醇中，以按聚酰胺树脂换算为0.5mg/mL的方式秤量各实施例等中得到的聚酰胺树脂或聚酰胺树脂组合物，并于室温下搅拌1小时而使其溶解，利用疏水性膜滤器(孔径0.22μm)过滤所得溶液，制备了试样。

PMMA标准试样：使用Fluka制备的STANDARD81506-1EA(数均分子量范围:500～27000000)制作了标准洗脱曲线(校正曲线)。

5、聚酰胺低聚物含量的检测方法：

将聚酰胺样品在鼓风烘箱中130℃干燥7小时，然后放入铝塑袋封口后放入干燥器中冷却，然后准确称量聚酰胺样品约2g，将聚酰胺样品置于250mL圆底烧瓶中，加入100mL纯净水，用加热套加热回流24小时，取聚酰胺样品用纯水清洗三遍，聚酰胺样品在130℃鼓风烘箱中干燥7小时，然后转移至事先称重的铝塑袋中，封口后放入干燥器中冷却，称铝塑袋与聚酰胺样品总重与铝塑袋重量相减，得到水煮后聚酰胺样品重量，通过对比聚酰胺样品水煮前、后重量差计算出低聚物含量。各样品均取平行样检测。熔体中低聚含量检测时将熔体导入密闭容器中，冷却后取样按上述方法检测。

6、断裂伸长率

按照GB/T 14344测定。

7、断裂强度

按照GB/T 14344测定。

8、沸水收缩率

按照GB/T 6505-2008测定。

9、断丝次数

断丝次数(次数/24h)：人工统计。较少的断丝次数被认为是指更好的可纺性。

10、条干不均率

按GB/T 14346-93方法进行测定。

11、纤维制成率

制成率＝(制备的成品纤维重量/总共投入树脂重量)×100％。

12、M率

采用染色均匀度方法(ASTMZ7667-1999)测定上述制备方法制备得到聚酰胺纤维的染色均匀度，并采用5级判色标准方法测定M率。

M率＝(染色均匀度≥4.5级的纤维数量)/所有染色纤维总数量)×100％。

13、毛丝个数

毛丝个数采用人工判定。

制备例1

(1)在氮气条件下，将1,5-戊二胺、己二酸和水混合均匀，其中，1,5-戊二胺和己二酸的摩尔比为1.05:1，制得65wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比；尼龙盐溶液浓度为10wt.％时的pH值为7.83。

(2)将上述溶液加热，反应体系内压力升至2.2MPa，用时1小时30分钟，排气，在2.42MPa保压，保压结束时反应体系的温度为250℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.002MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为270℃，降压用时1小时。抽真空使反应体系内相对真空度维持在-0.05MPa，抽真空时间为28min，真空后的温度为273℃，得到聚酰胺熔体。

(3)将步骤(2)所得的熔体熔融出料，拉条切粒，得到聚酰胺56树脂；所述切粒在水中进行，水温为19℃，滚轴的转速为500rpm，切粒的时间为23min。

制备例2

(1)在氮气条件下，将1,5-戊二胺、癸二酸和水混合均匀，其中，1,5-戊二胺和癸二酸的摩尔比为1.07:1，制得60wt.％的尼龙盐溶液，所述百分比为占尼龙盐溶液的质量百分比；尼龙盐溶液浓度为10wt.％时的pH值为7.8。

(2)将上述溶液加热，反应体系内压力升至2.2MPa，用时1小时30分钟，排气，在2.4MPa保压，保压结束时反应体系的温度为245℃，保压用时3小时，再降压使反应体系内压力降至0.002MPa(表压)，降压结束后反应体系的温度为260℃，降压用时1小时。抽真空使反应体系内相对真空度维持在-0.05MPa，抽真空时间25min，真空后的温度为268℃，得到聚酰胺熔体。

(2)将步骤(2)所得的熔体熔融出料，拉条切粒，得到聚酰胺510树脂；所述切粒在水中进行，水温为18℃，滚轴的转速为510rpm，切粒的时间为25min。

实施例1

将制备例1制得的聚酰胺56树脂通过加料器加入纺丝设备中，经过单螺杆加热均匀分配到纺丝组件中，纺丝箱温度为282℃。经喷丝板喷出而成为熔体细流，喷丝板孔径为0.22mm，长度为0.605mm，孔数为48孔。在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，然后溶解在饱和过热蒸汽中的聚酰胺低聚物通过单体抽吸被带走，且单体抽吸装置中的单体抽吸罩有自动恒温加热功能，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度为120℃，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的压力为1.6bar，缓冷温度为250℃，缓冷高度为3cm，单体抽吸的压力为0.65MPa，单体抽吸罩的温度为150℃，喷丝板的直径为77mm。然后经过侧吹风装置冷却成型，侧吹风装置的风温18℃，风湿85％，风速0.42m/s。冷却成形的丝束经过上油，纺丝甬道后，被牵引到第一导丝盘与第二导丝盘，在卷绕机上卷绕成丝饼，第一导丝盘速度为4490m/mi，第二导丝盘速度为4510m/mi，卷绕速度为4500m/min，得到聚酰胺56预取向丝(POY)。

实施例2

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度调整为130℃。

实施例3

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将缓冷温度调整为280℃。

实施例4

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将缓冷高度调整为2cm。

实施例5

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将单体抽吸的压力调整为0.75MPa。

实施例6

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺510预取向丝(POY)，区别在于，用制备例2制得的聚酰胺510树脂代替聚酰胺56树脂。

对比例1

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置与缓冷装置。

对比例2

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置。

对比例3

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，无缓冷装置。

对比例4

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度调整为70℃。

对比例5

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将缓冷温度调整为150℃。

对比例6

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将缓冷高度调整为6cm。

对比例7

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将单体抽吸的压力调整为0.5MPa。

对比例8

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺56预取向丝(POY)，区别在于，将喷丝板的直径调整为95mm。

对比例9

按照与实施例1相同的工艺制备聚酰胺510预取向丝(POY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置与缓冷装置，且用制备例2制得的聚酰胺510树脂代替聚酰胺56树脂。

实施例7-12

分别将实施例1-6制得的聚酰胺56预取向丝或聚酰胺510预取向丝经导丝器、切丝器到第1罗拉，在热箱中进行热拉伸，接着采用冷却板冷却定型，通过假捻器获得一定的捻度，在经张力在线检测器、第2罗拉，然后通过网络喷嘴加网络，随后在通过第3罗拉、断丝感应器、油轮上油，最后卷绕，得到聚酰胺56加弹丝(DTY)或聚酰胺510加弹丝(DTY)。加工速度为600m/min，拉伸比为1.28，D/Y比为1.65，热箱温度为185℃。

对比例10-18

将对比例1-9制得的聚酰胺56预取向丝或聚酰胺510预取向丝经导丝器、切丝器到第1罗拉，在热箱中进行热拉伸，接着采用冷却板冷却定型，通过假捻器获得一定的捻度，在经张力在线检测器、第2罗拉，然后通过网络喷嘴加网络，随后在通过第3罗拉、断丝感应器、油轮上油，最后卷绕，得到聚酰胺56加弹丝(DTY)或聚酰胺510加弹丝(DTY)。加工速度为600m/min，拉伸比为1.28，D/Y比为1.65，热箱温度为185℃。

实施例13

将实施例1制得的聚酰胺56树脂通过加料器加入纺丝设备中，经过单螺杆加热均匀分配到纺丝组件中，纺丝箱温度为280℃。经喷丝板喷出而成为熔体细流，喷丝板孔径为0.22mm，长度为0.605mm，孔数为48孔。在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，然后溶解在饱和过热蒸汽中的聚酰胺低聚物通过单体抽吸被带走，且所述单体抽吸装置中的单体抽吸罩有自动恒温加热功能，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度为130℃，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的压力为1.5bar，缓冷温度为260℃，缓冷高度为3cm，单体抽吸的压力为0.6MPa，单体抽吸罩的温度为120℃，喷丝板的直径为77mm。然后经过侧吹风装置冷却成型，侧吹风装置的风温20℃，风湿90％，风速0.40m/s。冷却成形的丝束经过上油，纺丝甬道后，被牵引到第一对冷辊与第二对热辊，第一对冷辊速度为2840m/min，第二对冷辊4830m/min，卷绕速度为4800m/min，牵伸倍数为1.7，定型温度为165℃，得到聚酰胺56全拉伸长丝(FDY)。

实施例14

按照与实施例13相同的工艺制备聚酰胺510全拉伸长丝(FDY)，区别在于，用制备例2制得的聚酰胺510树脂代替制备例1制得的聚酰胺56树脂。

对比例19

按照与实施例13相同的工艺制备聚酰胺56全拉伸长丝(FDY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置与缓冷装置。

对比例20

按照与实施例13相同的工艺制备聚酰胺56全拉伸长丝(FDY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置。

对比例21

按照与实施例13相同的工艺制备聚酰胺510全拉伸长丝(FDY)，区别在于，无饱和过热蒸汽装置，且用制备例2制得的聚酰胺510树脂代替聚酰胺56树脂。

表1聚酰胺5X树脂性能测试结果表

表2聚酰胺5X POY纤维性能测试结果表

表3聚酰胺5X DTY纤维测试结果表

表4聚酰胺5X FDY纤维测试结果表

表1～4可知：本发明通过增加饱和过热蒸汽、缓冷与单体抽吸装置，使得在纺丝过程中有效减少聚酰胺5X低聚物污染喷丝板及其喷丝板下方、单体抽吸罩入口，延长纺丝组件铲板周期，减少纺丝过程中低聚物造成的注头丝、断单丝现象，提高纺丝生产稳定性与制成率，从而使得到的聚酰胺5X纤维的毛丝少、纤维的条干不均率低、染色暗纹少、染色效果好，且具有优异的断裂伸长率、断裂强度，较低的沸水收缩率，纺丝和染色的成品率较高。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种聚酰胺纤维，其特征在于，所述聚酰胺纤维的断裂强度为3.5～9.5cN/dtex，进一步为3.6～9.0cN/dtex，更进一步为3.7～8.5cN/dtex；和/或，

所述聚酰胺纤维的断裂伸长率为15～90％，进一步为18～80％，更进一步为22～60％；和/或，

所述聚酰胺纤维的沸水收缩率为3～12％，进一步为4～11％，更进一步为5～10％；和/或，

所述聚酰胺纤维的条干不均率为≤1.5％，进一步为≤1.3％，更进一步为≤1.1％；和/或，

所述聚酰胺纤维包括未牵伸丝、预取向丝、中取向丝、高取向丝、加弹丝、全牵伸丝、工业丝、连续膨体长丝、短纤维、单丝纤维。

2.一种制备如权利要求1所述的聚酰胺纤维的方法，其特征在于，该方法包括：

(a)将聚酰胺5X熔体直接通过熔体增压泵送入纺丝箱体中，或者将聚酰胺5X树脂加热至熔融状态形成聚酰胺5X熔体，然后送入纺丝箱体中；

(b)将聚酰胺5X熔体通过计量泵准确计量后，经喷丝板喷出而成为熔体细流，同时采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物，然后通过冷却、上油、卷绕，得到所述聚酰胺纤维。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用饱和过热蒸汽装置、缓冷装置与单体抽吸装置去除其中的聚酰胺低聚物的方法具体包括：在纺丝箱体中配备饱和过热蒸汽装置，进入纺丝箱体后的饱和过热蒸汽经箱体再次加热后从喷丝板下方四周喷入，从喷丝孔及其纤维表面溢出的聚酰胺低聚物溶解在饱和过热蒸汽中，同时在喷丝板下方配有缓冷装置用于增加缓冷温度，抑制其结晶析出，然后溶解在饱和过热蒸汽中的聚酰胺低聚物通过单体抽吸被带走，且所述单体抽吸装置中的单体抽吸罩有自动恒温加热功能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的温度为80-200℃，进一步为90-180℃，更进一步为100-160℃；和/或，

进入纺丝箱体前的饱和过热蒸汽的压力为0.8-2.2bar，进一步为1.0-2.0bar，更进一步为1.2-1.8bar；和/或，

所述缓冷温度为180-320℃，进一步为220-300℃，更进一步为240-280℃；和/或，

所述缓冷高度为≤5cm，进一步为≤4cm，更进一步为≤3cm；和/或

所述单体抽吸的压力为≥0.6MPa，进一步为≥0.65MPa，更进一步为≥0.7MPa；和/或，

所述单体抽吸罩的温度为100-260℃，进一步为120-230℃，更进一步为140-200℃；和/或，

所述喷丝板的直径为≤88mm，进一步为≤77mm，更进一步为≤66mm；和/或，

所述聚酰胺纤维制备过程中组件铲板周期≥16h，进一步为≥18h，更进一步为≥20h。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂包括1,5-戊二胺结构单元和二元酸结构单元，所述聚酰胺5X树脂含有数均分子量为2000以下的聚酰胺低聚物，且所述聚酰胺低聚物的含量为1.0wt％以下。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂的数均分子量为2000以上；和/或，

所述聚酰胺低聚物的含量为0.95wt％以下，进一步为0.9wt％以下；和/或，

所述1,5-戊二胺为化学来源或者生物物质来源的1,5-戊二胺，进一步为生物物质来源的1,5-戊二胺；和/或，

所述二元酸结构单元中90mol％以上来自于己二酸；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的二元酸结构单元还包括来自于丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸和十八烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺低聚物选自以下结构中的至少一种：

其中，n1和n2分别选自1～8的整数；优选地，n1和n2分别选自1～6的整数；更优选地，n1和n2各自独立地为1-5的整数；进一步优选地，n1为2、3或4；n2为2、3、4或5；

m1和m2分别选自2～18的整数；优选地，m1和m2各自独立地为4～16的整数；进一步优选地，m1为4、8或10，m2为4、8或10。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂含有如式I所示结构的第一聚酰胺：

所述第一聚酰胺的数均分子量为2000以上，且所述聚酰胺5X树脂中第一聚酰胺的含量为85wt％以上，进一步为90wt％以上，更进一步为95wt％以上。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂的相对粘度为2.3～3.6，优选2.4～3.5，进一步优选为2.5～3.4；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的含水量为300～900ppm，优选350～800ppm，进一步优选为400～700ppm；和/或，

所述聚酰胺5X树脂的端氨基含量为40～70mol/ton，优选43～60mol/ton，进一步优选为45～55mol/ton。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺5X树脂的制备方法包括：

(1)在惰性气体氛围下，将1,5-戊二胺、二元酸和水混合均匀，制得聚酰胺的盐溶液；

(2)将聚酰胺的盐溶液加热，反应体系内压力升至0.5～2.4MPa，排气保压，保压结束时反应体系的温度为235～268℃，再降压使反应体系内压力降至0～0.2MPa，降压结束后反应体系的温度为248～282℃，抽真空，得到聚酰胺5X熔体；

(3)将步骤(2)所得的熔体出料，拉条切粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，1,5-戊二胺和二元酸的摩尔比为(1～1.08)：1；和/或，

步骤(2)中，所述抽真空为使反应体系内的相对真空度为-0.02MPa～-0.08MPa；和/或，

步骤(2)中，真空时间维持18～70min；和/或，

步骤(2)中，真空结束温度控制在263～278℃；和/或，

步骤(3)中，所述切粒在水中进行，水温为15～50℃。