为了扩大氨纶的应用领域,更好地满足生活用品的消费水准,解决常规氨纶产品不能满足应用要求的问题,有必要针对应用需求开发更多性能优秀的功能化氨纶纤维。本文介绍了耐热氨纶的研发必要性和制备方法。
氨纶在高温下硬段降解,交联结构被破坏。与涤纶混纺时,通常需要在约140℃温度下进行了多次染色,导致氨纶产品弹性下降,纱线断裂,影响产品性能。耐热氨纶在高温下(超过140℃)经过多次染色,其弹性和强度仍没有明显的下降趋势,因此开发耐高温的氨纶是氨纶产品的重要方向。
(1)提高硬段比例法
氨纶的耐热性可在制造纺丝原液及纺丝过程中提高。在纺丝原液的制造过程中,增加聚合物的分子量及硬段比例,使聚合物即使降解也可以保持较长的链段。在纺丝过程中,可以通过改变甬道风量及卷绕方法等改进工艺流程。陆华琴等人制作原液的时候,提高了芳环的比例,刚度提高,并且添加了防黄剂UDT,防黄剂在高温下优先降解,对聚氨酯链上的脲基起到了保护作用。在干法纺丝过程中,降低甬道温度及卷绕牵伸比,防止张力过大导致丝线断裂的情况。Mehdipour等人合成了一种新型的基于酰亚胺的二醇扩链剂,且和异氧酸酯封端的预聚物发生反应,聚合物主链中酰亚胺单元的存在,增加了芳环的比例,刚性提高,在230℃高温下未发现明显的失重情况。
(2)添加剂改性法
使用添加剂也可以提高耐热性,比如使用抗氧化剂改善端基,降低降解速度或者直接添加有机硅等耐高温基团。Ln等人采用二苯基硅烷二醇(DSiD)作为添加剂,制作了一系列含硅的聚氨酯,加入聚合物主链的DSiD提高了聚氨酯的热稳定性,与改性前相比,弹性回复率提高了20%~30%,并随DSiD含量的增加而增加。陈龙等人分别制作了羟基封端及氨基封端的第一预聚物与第二预聚物,经过溶解之后,添加扩链剂和终止剂制得聚氨酯溶液并纺丝,得到了断裂伸长率达到480%~540%的耐热氨纶。
随着氨纶产品应用范围的逐步扩大,常规的氨纶纤维产品已经不能满足消费者日益增长的需求,制备耐热氨纶和提高其性能已经迫在眉睫。
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