本发明涉及复合纤维领域,具体为一种低熔点超短纤维及其制备方法。
背景技术:
1、超短纤维的纤维形式和切断长度具备多样性,使其能够广泛应用于多个领域,例如卫生产品、无纺布、造纸等。针对不同的应用场景使用不同的超短纤维品种,其品种繁多,包括聚酯超短纤维、聚丙烯超短纤维、芳纶超短纤维、玻璃纤维、es复合纤维等。
2、在一些无纺布、无尘纸的生产中要求纤维具备较低的熔点,通常以聚酯复合纤维为主,采用较低熔点的聚酯如pet作为皮层结构,皮层熔点低于芯层熔点,具有热熔粘合温度低、粘合迅速的特点。然而这类低熔点聚酯复合纤维含有间苯二甲酸,一是成本较高;二是刚性较大,可纺性差,纤维成型不良,进而导致柔软度相对较差,在无纺布中应用受限。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足之处,本发明采用聚烯烃为主原料制备了一种低熔点的超短复合纤维。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种低熔点超短纤维,为es复合纤维,包括皮层和芯层,所述皮层的材料包括:pe、改性母粒;所述芯层的材料为pe;
4、其中,所述改性母粒的制备过程如下:
5、s1、介孔二氧化硅分散在甲烷磺酸水溶液中,升温至90 ℃搅拌回流过夜,降温后水洗过滤,然后与γ-氨丙基三甲氧基硅烷于水中混合均匀,升温至50 ℃搅拌24 h,降至室温后过滤,用乙醇冲洗,干燥,得氨基化介孔二氧化硅;
6、s2、以醋酸乙烯酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸为单体、aibn为引发剂、含末端双键的黄原酸酯为链转移剂通过raft体系合成超支化聚合物;
7、s3、将步骤s1和步骤s2的产物分别分散溶解在四氢呋喃中,随后将二者混合,在氮气氛围下搅拌回流过夜,随后离心分离,所得产物用乙醇和水洗涤,真空干燥,得超支化聚合物介孔二氧化硅;
8、s4、将马来酸酐和引发剂溶解在四氢呋喃中,随后加入超支化聚合物介孔二氧化硅和pe混合均匀,通过反应型双螺杆挤出机反应挤出,切粒烘干即得。
9、上述制备改性母粒的过程中,首先对介孔二氧化硅进行氨基化改性,在其表面形成氨基活性位点,可进行酰胺化反应等;其次,以活性自由基聚合制备含酯基和羧基的超支化聚合物链,以氨基化的介孔二氧化硅为模板在其表面进行接枝反应形成有机整体;之后将该有机整体与马来酸酐在引发剂的引发作用下在反应型双螺杆挤出机中同pe接枝聚合,形成了以pe为载体的改性母粒,具有介孔和三维网状结构。能够降低pe分子间作用力,减少晶体之间的相互作用力,降低结晶度,进而降低熔点。改性母粒与pe混合具有良好的分散性和复合性,避免混合不均引起的生产过程中的飘丝、断丝以及后纺过程中的浆丝情况的发生。
10、进一步地,所述皮层和芯层的质量比为40~45:60~55;改性母粒在皮层中占比为10~20 wt%。
11、进一步地,所述介孔二氧化硅是以正硅酸乙酯为硅源、p123为模板剂通过溶胶-凝胶法制得。
12、进一步地,所述步骤s1中,介孔二氧化硅与γ-氨丙基三甲氧基硅烷的质量体积比为1:1。
13、进一步地,所述步骤s2中,含末端双键的黄原酸酯为(2-乙氧基二硫代酸酯基)醋酸乙烯酯;醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、aibn以及含末端双键的黄原酸酯的摩尔比为100:10~50:50~90:0.5:1。
14、进一步地,所述步骤s3中,步骤s1和步骤s2的产物的用量比为0.05~0.1:1。
15、进一步地,所述步骤s4中,马来酸酐、引发剂、超支化聚合物介孔二氧化硅和pe的质量比为5~10:0.5~1:1~5:90。
16、本发明进一步提供如上低熔点超短纤维的制备方法,包括如下步骤:
17、前纺流程:将皮层和芯层的原料分别经两台加料斗进入两台螺杆挤压机熔融挤压成熔体,过滤后,经计量泵精密计量进入纺丝箱体,来到纺丝组件,形成具有皮芯结构的原丝;
18、后纺流程:从前纺横动过来的原丝集束后经浸油槽、蒸汽预热箱、水浴槽、三道牵伸、上油辊、卷曲机、松驰热定型机、切断成所需尺寸的超短纤维。
19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本申请采用聚烯烃为主原料生产低熔点超短纤维,相较于聚酯成本得到有效控制、柔软度得到有效提升;在皮层结构中添加了改性母粒,含介孔二氧化硅和超支化聚合物链,具有介孔和三维网状结构,减少分子间链缠结,减弱了pe分子链间的相互作用力,减弱了晶体之间的相互作用力,有效降低皮层的熔点;生产过程顺利,较少出现浆丝、飘丝、绕辊现象。
1.一种低熔点超短纤维,其特征在于,为es复合纤维,包括皮层和芯层,所述皮层的材料包括:pe、改性母粒;所述芯层的材料为pe;
2.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述皮层和芯层的质量比为40~45:60~55;改性母粒在皮层中占比为10~20wt%。
3.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述介孔二氧化硅是以正硅酸乙酯为硅源、p123为模板剂通过溶胶-凝胶法制得。
4.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述步骤s1中,介孔二氧化硅与γ-氨丙基三甲氧基硅烷的质量体积比为1:1。
5.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述步骤s2中,含末端双键的黄原酸酯为(2-乙氧基二硫代酸酯基)醋酸乙烯酯;醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、aibn以及含末端双键的黄原酸酯的摩尔比为100:10~50:50~90:0.5:1。
6.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述步骤s3中,步骤s1和步骤s2的产物的用量比为0.05~0.1:1。
7.根据权利要求1所述的低熔点超短纤维,其特征在于,所述步骤s4中,马来酸酐、引发剂、超支化聚合物介孔二氧化硅和pe的质量比为5~10:0.5~1:1~5:90。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的低熔点超短纤维的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
