本發(fā)明涉及高分子聚酯材料，特別是涉及一種高強(qiáng)度聚酯纖維及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、吊裝帶，也稱為吊繩、吊索，用于起重和運(yùn)輸?shù)难b置，通常由聚合物材料、金屬材料制成。目前，根據(jù)材料將吊裝帶分為：聚丙烯吊裝帶、鋼絲繩吊裝帶、聚酯吊裝帶等。其中，鋼絲繩吊裝帶是由多根鋼絲繩并股編織而成，其容易損傷吊物表面，且自重過(guò)大導(dǎo)致操作難度高。聚丙烯吊裝帶雖然具有輕便、柔軟和不導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，但其存在易氧化、尺寸穩(wěn)定性差和耐候性差等缺點(diǎn)。聚酯吊裝帶具有耐溫范圍廣、耐磨性和抗撕裂強(qiáng)度高和耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于物流運(yùn)輸、建筑領(lǐng)域、化工石油和船舶與海洋工程領(lǐng)域。
2、聚酯纖維是由有機(jī)二元酸和二元醇經(jīng)縮聚反應(yīng)制成的合成纖維。雖然聚酯纖維具有彈性好、耐溫性能好、穩(wěn)定性好和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，但其強(qiáng)度無(wú)法滿足吊裝帶的高強(qiáng)度的需求。因此，需要對(duì)聚酯纖維進(jìn)行修飾或改性處理以提高其強(qiáng)度，從而滿足吊裝帶用聚酯纖維的承重需求?，F(xiàn)有技術(shù)中，cn110714237a公開了一種高輕度納米阻燃聚酯纖維的制備方法。通過(guò)在制備聚酯纖維過(guò)程中加入納米海泡石，通過(guò)海泡石和聚酯纖維的相互作用以提高聚酯纖維的強(qiáng)度。但海泡石易發(fā)生團(tuán)聚，將其直接與聚酯切片混合時(shí)，海泡石難以均勻分散在聚合物基體中發(fā)生團(tuán)聚，團(tuán)聚的海泡石會(huì)降低其與聚酯的界面作用力，從而影響聚酯纖維的強(qiáng)度。
3、因此，以海泡石作為原料，如何對(duì)其進(jìn)行改性處理制備一種具有高強(qiáng)度的聚酯纖維，以滿足吊裝帶的承重需求顯得尤為必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度聚酯纖維及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明采用海泡石和聚酯切片作為原料，采用水合肼對(duì)海泡石進(jìn)行改性，采用鞣花酸和鄰苯二胺對(duì)聚酯切片進(jìn)行改性，再將改性海泡石和改性聚酯切片共混后，經(jīng)熔融紡絲和牽伸，即得高強(qiáng)度聚酯纖維。本發(fā)明通過(guò)對(duì)海泡石和聚酯切片均進(jìn)行改性處理，在提高聚酯纖維強(qiáng)度上具有協(xié)同作用。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明的第一方面，提供了一種高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，包括以下步驟：
4、（1）將海泡石粉末、水合肼和水混合后加熱，進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥后，得改性海泡石；
5、（2）將鞣花酸溶液和tris-hcl溶液混勻后，再加入鄰苯二胺溶液，反應(yīng)得混合液；將聚酯切片浸于混合液中，取出干燥，得改性聚酯切片；
6、（3）將改性聚酯切片、改性海泡石和相容劑混勻后，經(jīng)熔融紡絲和牽伸后，即得高強(qiáng)度聚酯纖維。
7、作為優(yōu)選，步驟（1）中，海泡石粉末、水合肼和水的質(zhì)量比為（6-8）：3：（10-15）。
8、作為優(yōu)選，步驟（1）中，加熱溫度為50-80℃、反應(yīng)時(shí)間為1-3h。
9、作為優(yōu)選，步驟（1）中，干燥溫度為50-70℃、干燥時(shí)間為24-48h。
10、作為優(yōu)選，步驟（2）中，tris-hcl溶液的ph為8-9。
11、作為優(yōu)選，步驟（2）中，鞣花酸溶液的濃度為0.5-1.0g/l、鄰苯二胺溶液的濃度為0.5-1.0g/l。
12、作為優(yōu)選，步驟（2）中，鞣花酸溶液、tris-hcl溶液和鄰苯二胺溶液的體積比為（12-16）：5：（8-12）。
13、作為優(yōu)選，步驟（2）中，反應(yīng)時(shí)間為10-20min。
14、作為優(yōu)選，步驟（2）中，聚酯切片浸于混合液的時(shí)間為12-24h。
15、作為優(yōu)選，步驟（2）中，干燥溫度為70-80℃、干燥時(shí)間為12-24h。
16、作為優(yōu)選，步驟（3）中，所述相容劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-570。
17、作為優(yōu)選，步驟（3）中，改性聚酯切片、改性海泡石和相容劑的質(zhì)量比為100：（10-20）：（0.5-1.5）。
18、作為優(yōu)選，步驟（3）中，熔融紡絲過(guò)程中，紡絲速度為12-20m/s、溫度為250-280℃；牽伸過(guò)程中，牽伸倍數(shù)為3.5-4.5、牽伸溫度為70-90℃。
19、本發(fā)明的第二方面，提供了上述制備方法制備得到的高強(qiáng)度聚酯纖維。
20、本發(fā)明的第三方面，提供了上述高強(qiáng)度聚酯纖維在制備吊裝帶中的應(yīng)用。
21、本發(fā)明的有益效果：
22、本發(fā)明采用水合肼對(duì)海泡石進(jìn)行改性處理得改性海泡石，然后采用鞣花酸和鄰苯二胺對(duì)聚酯切片進(jìn)行改性處理得改性聚酯切片，最后將改性海泡石和改性聚酯切片混合后，經(jīng)熔融紡絲和牽伸，制得高強(qiáng)度聚酯纖維。其中，采用水合肼對(duì)海泡石進(jìn)行改性處理，可以提高海泡石在聚酯纖維中的分散性、防止發(fā)生團(tuán)聚，從而提高聚酯纖維的強(qiáng)度。采用鞣花酸和鄰苯二胺對(duì)聚酯切片進(jìn)行改性，可提高聚酯切片與改性海泡石之間的界面作用力，從而提高最終制得聚酯切片的強(qiáng)度。本發(fā)明采用海泡石和聚酯切片作為原料，對(duì)海泡石和聚酯切片進(jìn)行同時(shí)改性處理，在提高聚酯纖維的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率上具有協(xié)同作用。
1.一種高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，海泡石粉末、水合肼和水的質(zhì)量比為（6-8）：3：（10-15）。
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，加熱溫度為50-80℃、反應(yīng)時(shí)間為1-3h；干燥溫度為50-70℃、干燥時(shí)間為24-48h。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，tris-hcl溶液的ph為8-9，鞣花酸溶液的濃度為0.5-1.0g/l、鄰苯二胺溶液的濃度為0.5-1.0g/l。
5.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，鞣花酸溶液、tris-hcl溶液和鄰苯二胺溶液的體積比為（12-16）：5：（8-12）。
6.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，反應(yīng)時(shí)間為10-20min；聚酯切片浸于混合液的時(shí)間為12-24h。
7.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述相容劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-570，改性聚酯切片、改性海泡石和相容劑的質(zhì)量比為100：（10-20）：（0.5-1.5）。
8.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度聚酯纖維的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，熔融紡絲過(guò)程中，紡絲速度為12-20m/s、溫度為250-280℃；牽伸過(guò)程中，牽伸倍數(shù)為3.5-4.5、牽伸溫度為70-90℃。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的高強(qiáng)度聚酯纖維。
10.權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度聚酯纖維在制備吊裝帶中的應(yīng)用。