一种聚氨酯弹性丝纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯弹性丝纤维及其制备方法。所述丝纤维经过本发明专利技术所述的聚氨酯处理之后，所述纤维具有良好的抗皱、抗起毛和起球效果。

Polyurethane elastic wire fiber and preparation method thereof

The invention relates to a polyurethane elastic silk fiber and a preparation method thereof. After the silk fiber is processed by polyurethane, the fiber has good anti wrinkle, anti pilling and pilling effect.

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯弹性丝纤维及其制备方法
本专利技术涉及纺织整理领域，具体而言，本专利技术涉及聚氨酯整理过的弹性丝纤维及其制备方法，以及这种聚氨酯作为整理剂在纺织整理方面的用途。
技术介绍
聚氨酯及其纤维技术的研究，首先是由德国开始的。1849年，德国化学家A.wurtz利用对烷基硫酸配和氰酸钾的复分解反应，首次合成了聚氯配的重要原料—异氰酸酯。1850年，德国化学家A.w.Hofmann用二苯基草酰胺成功制取苯基异氰酸酯。据文献报道，1884年化学家A.wurtz用胺或氨盐与碳酰氯反应，制取异氰酸酯。异氰酸酯的发现，为聚氯酯的合成奠定了基础。据文献报道，1848年，德国化学家A.wurtz首次用乙醇和乙基异氰酸酯合成了含氨基甲酸酯键的化合物—N-乙基氨基甲酸乙酯。自1930年起，德国I.G.Farben公司的化学家OttoBayer及其同事便开始了对异氰酸酯的研究。OttoBayer等人在用芳香二异氰酸酯作芳香化试剂时，发现异氰酸酯具有与活泼氢化物反应的特性。这一发现和相关的研究，刺激了异氰酸醇化学和聚氯酯合成技术的进展。1933年化学家Carothers明在一次偶然的机会中专利技术了锦纶66纤维，使纤维领域的竞争趋于激烈。德国I.G.Farben公司为了研究出比锦纶66弹性更强的纤维，替代橡胶丝和锦纶66纤维，建立起以化学家OttoBayer为首的研究中心，对异氰酸酯与活泼氢化物的反应进行研究。1937年，OttoBayer等人首次用六亚甲基二异氰酸酯(TDI)和1，4－丁二醇合成了世界上第一个热塑性聚氨酯(TPU)材料—DurefhaneU。并采用熔法纺丝工艺将热塑性聚氨酯制成纤维，称为PerlonU纤维。1944年，这种熔纺聚氨酯纤维的月产量达到25t，热塑性聚氨酯由合成原理及纺丝过程可用下式表示：在此期间，OttoBayer及其同事用异氰酸酯制取聚氨基甲酸酯、聚脲化合物等聚氨酯材料。第二次世界大战以后，I.G.Farben公司的聚氨基甲酸酯的技术由Bayer公司继续开发。OttoBayer等人在聚氨酯原料、聚氨酯纤维、泡沫聚氨酪材料和弹性体等领域进行深入的研究，发表了多篇关于聚氨基甲酸酯原料和发泡聚氨酯的论文引起了人们对聚氯酯材料的关注。1942年，德国化学家H.Pinten用聚己二酸多元醇酯和异氰酸酯合成了披称为i-Rubber的异氰酸酯橡胶，具有化学交联的类似橡胶的聚氨酯。同年英国的ICI公司采用聚酯二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)合成了混炼型聚氨酯。1941-1942年，德国Bayer公司开始了TDI的中试生产，其月产量达到10t，用于制造硬质泡沫聚氨酯和聚氨酯涂料。在此期间，混炼型聚氨酯和浇注型聚氨酯相继在德国问世。德国在聚氨酯树脂的生产方面也是比较先进的，如BASF公司长期从事聚氨酯树脂和相关的化工原料生产，近年来推出一种可用于熔法纺丝的热塑性聚氯酯(TPU)，是专门为熔纺聚氨酯纤维设计的一种切片，其纤维制品具有极佳的机械强度和弹性。虽然聚氨酯纤维的技术虽然在各个国家广泛应用，但用于生产设备复杂、投资大、投资回收期长、生产成本高和环境污染等原因，限制了生产规模的进一步扩大。化学法和湿法由于纺速低、成本高、污染环境，已逐渐退出聚氨酯纤维生产领域；干法虽然纺速高，成本相对化学法和湿法低，但其纺丝过程中使用的溶剂对环境有一定程度的污染，因而限制着干法聚氨酯纤维生产的发展。出于成本较高相生产环境的约束，近期有些干法聚氨酯纤维厂已经开始缩减产量。近年来，为了降低聚氨酯纤维的生产成本和减少对环境的污染，人们开始研究替代聚氨酯纤维生产技术。如仅用特定结构的聚氨酯对纤维进行处理，以使纤维同样得到极佳的纤维效果。
技术实现思路
国外在上世60年代开始用聚氯酯树脂对纺织品进行抗皱整理，采用的聚氨酯树脂基本都是溶剂型及乳液型，存在不易乳化、稳定性差和有毒等缺点。上世纪70年代，逐渐应用水溶性聚氨酯树脂。作为抗皱整理剂，水性聚氨酯能够明显提高织物的回弹性、耐磨性和织物强度，而且手感滑爽丰厚。而且含有端-NCO的水性聚氨酯，可与纤维中的-OH，-NH2等发生交联反应，而且专利技术人发现，大分子重复单元上含有芳香基团，选用不同的带有芳香基团的异氰酸酯，不同的芳香基团能与分子本身未反应的异氰酸酯基形成交联，进一步提高织物的折皱回复性。不同的芳香基团对织物的抗皱、起毛和起球性能均有不同的影响。采用具有不同芳香基团的异氰酸酯，制备不同结构的交联聚氨酯，并对交联聚氨酯的结晶性能及力学性能等进行了研究。专利技术人推测，不同的芳香基团的异氰酸酯对聚氨酯交联度影响不同，从而最终导致对纤维性能的影响。因此亟需提供一种具有良好整理性能的聚氨酯，将其应用于布料后，所得布料具有极佳性能。本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯弹性丝纤维，尤其是一种通过本专利技术聚氨酯整理过的弹性丝纤维；本专利技术的另一目的在于提供一种整理性能的聚氨酯；本专利技术还有一目的在于所述聚氨酯在纺织方面的用途。为解决上述技术问题，本专利技术采用了下述技术方案：一种聚氨酯弹性丝纤维，所述纤维使用下述式I聚氨酯整理过：其中，R独立的选自取代或未取代的芳香或咋芳香基团，优选地，选自亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚甲苯基、亚二甲苯基、亚芴基、取代亚芴基；表示聚酯二醇形成的基团。所述聚氨酯的重均分子量Mw＝3.5×105～6×105，Mn＝8×104～9×104，分布系数为3.9～7.5。优选地，R独立的选自亚芴基、取代亚芴基；表示聚酯二醇形成的基团。更优选地，R独立的选自9-(2’-甲氧基-3,5-亚苯基)芴；表示聚己二酸乙二醇酯形成的基团。优选地，所述纤维为涤纶、棉布、毛、丝绸等纤维材料。本专利技术还提供了所述的聚氨酯弹性丝纤维制备方法，其包括下述步骤：(1)将纤维溶于氢氧化钠溶液中，将溶液加热，搅拌，处理后的棉布纤维在清水中洗涤，直至中性。(2)把步骤(1)所述的棉布纤维加入到权利要求1-4任一所述聚氨酯中，搅拌，整理。本专利技术还提供了一种如下所述的式I聚氨酯：其中，R独立的选自取代或未取代的芳香或咋芳香基团，优选地，选自亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚甲苯基、亚二甲苯基、亚芴基、取代亚芴基；表示聚酯二醇形成的基团。所述聚氨酯的重均分子量Mw＝3.5×105～6×105，Mn＝8×104～9×104，分布系数为3.9～7.5。优选地，R独立的选自亚芴基、取代亚芴基，表示聚酯二醇形成的基团；更优选地，R独立的选自9-(2’-甲氧基-3,5-亚苯基)芴；表示聚己二酸乙二醇酯形成的基团。最优选地，本专利技术所述聚氨酯通过下述方法制备：(1)聚己二酸乙二醇酯1mol加入到装有搅拌装置、温度计的干燥的三口烧瓶中，启动搅拌器，缓慢升温至约60℃，再加入0.5mol的9-(2’-甲氧基-3,5-苯二异氰酸酯)，恒温反应，体系中加入15毫升丙酮，直至反应完成。(2)将步骤(1)的预聚体升温至80℃，加入溶于N-甲基-2-吡咯烷酮的2,2-二羟甲基丙酸(0.01mol)，维持反应温度。加入3mol的三苯基胺，快速搅拌下加入去离子水分散1.5h，制得所述聚氨酯(其中R＝9-(2’-甲氧基-3,5-亚苯基)芴，为聚己二酸乙二醇酯形成的基团)。所述的聚氨酯可用于纺织领域。本专利技术相对于现有技术的优势：1、本专利技术所述的聚氨酯无毒、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯弹性丝纤维，其特征在于所述纤维使用下述式I聚氨酯整理过：

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯弹性丝纤维，其特征在于所述纤维使用下述式I聚氨酯整理过：其中，R独立的选自取代或未取代的芳香或咋芳香基团，优选地，选自亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚甲苯基、亚二甲苯基、亚芴基、取代亚芴基；表示聚酯二醇形成的基团。所述聚氨酯的重均分子量Mw＝3.5×105～6×105，Mn＝8×104～9×104，分布系数为3.9～7.5。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性丝纤维，其特征在于：R独立的选自亚芴基、取代亚芴基；表示聚酯二醇形成的基团。3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯弹性丝纤维，其特征在于：R独立的选自9-(2’-甲氧基-3,5-亚苯基)芴；表示聚己二酸乙二醇酯形成的基团。4.根据权利1所述的一种聚氨酯弹性丝纤维，其特征在于：所述纤维为涤纶、棉布、毛、丝绸等纤维材料。5.权利要求1-4任一所述的聚氨酯弹性丝纤维制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将纤维溶于氢氧化钠溶液中，将溶液加热，搅拌，处理后的棉布纤维在清水中洗涤，直至中性。(2)把步骤(1)所述的棉布纤维加入到权利要求1-4任一所述聚氨酯中，搅拌，整理。6.一种如下所述的式I聚氨酯：其中，R独立的选自取代或未取代的芳香或咋芳香基团，优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎见松，
申请(专利权)人：浙江鸿辰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33