皮芯型低熔點聚酯復合纖維的生產及熱縮性能評價

吳文錕（廈門翔鷺化纖股份有限公司，福建 廈門361026）

在紡織行業中，皮芯型低熔點聚酯復合纖維(COPET/PET)是一種常見的纖維材料，具有多種應用優勢，目前廣泛用于手術口罩、汽車內飾等領域。本文以皮芯型低熔點聚酯復合纖維為例，圍繞該纖維的生產工藝流程及在不同處理溫度和不同處理時間下的纖維性能特征、變化情況進行了分析，對聚酯復合纖維進行定性評價。

1 生產流程及實驗部分

我司的皮芯型低熔點聚酯復合纖維(COPET/PET)，皮層為熔程在110～150℃的改性低熔點聚酯(COPET)，芯層為常規半消光聚酯(PET)。我司采用皮芯復合比為50:50，在紡絲過程中不易造成皮層斷裂，具有良好的物理、機械性能，熱粘合性能優良。

低熔點聚酯(COPET)流程簡要介紹：采用半連續間歇操作(一酯化兩縮聚)的工藝流程，在聚合過程中引入第三、第四單體，改變普通PET的分子鏈規整性，從而使熔點降低，形成低熔點聚酯復合纖維所需的無定型態低熔點聚酯切片(COPET)。

將配制好的PTA/EG漿料（含第三、四單體），經泵送往酯化釜進行反應，通過酯化塔將水/EG分離，不斷去除酯化反應生成的水。酯化完成后，物料移料至第一縮聚反應釜，將少量改性助劑加入后，升溫并采用分段真空程序控制，達到聚合物反應所需的溫度及真空度。達到一定聚合度后移入終縮聚反應釜繼續反應，終縮聚反應釜配備空冷系統、熔體自循環齒輪泵、德國MARIMEX在線式粘度計、高真空絕壓變送表控制反應溫度、熔體出料量、動力粘度、壓力，有效控制產品的反應進程，減少副反應產物的生成，反應結束時開啟出料三通閥，從鑄帶頭出料，進入切粒系統切粒。產品端配備50噸自循環混料料倉，以消除間歇生產批次間差異。

復合纖維的生產流程簡介：

對制得的成品皮芯型低熔點聚酯復合纖維進行定性實驗，包括以下內容：

單纖維干熱收縮率實驗：實驗對象是30根同類同批次纖維樣品，實驗條件設計成不同的溫度（60℃、100℃、140℃、180℃）和不同的熱處理時間（20min、30min），樣品熱處理后進行長度檢測，計算單根纖維的平均收縮率。

多纖維體積干熱收縮率實驗：實驗對象為質量3.0g的松散低熔點聚酯復合纖維，將稱量好的纖維整理為規則的圓柱形狀，然后放置在金屬筒中進行高溫處理，溫度設計為120℃、140℃、160℃、180℃不同值，分別檢測多纖維高度的收縮值，計算出多纖維體積干熱收縮率。

2 結果與討論

單纖維干熱收縮率實驗結果發現：隨著溫度的升高，單纖維的干熱收縮率隨之增大，由60℃時干收縮率2%提高到140℃時干收縮率17%，當溫度繼續上升時，單纖維的干收縮率增加幅度緩慢，由140℃時干收縮率17%提高到180℃時干收縮率18.5%。可能的原因是由于纖維內部非晶體大分子鏈受到高溫的影響會從伸展狀態變為彎曲狀態，在溫度60～140℃時纖維具有較大的收縮能力，溫度提高到140℃以上，皮芯型聚酯部分結晶度增加，反而對纖維的變形形成阻礙，因此表現出干縮率增加幅度減緩。隨著處理時間的延長，單纖維干熱收縮率表現出明顯的增加，說明實驗的延長可以促進纖維的熱收縮。

多纖維體積干熱收縮率實驗結果發現：多纖維的平均高度明顯降低。在120℃時高度為5.1cm，在180℃時高度降低為3.9cm。纖維體積干熱收縮率由24%提高到43%。分析這一結果的原因可能是由于在高溫條件下，皮芯層發生熔融，多纖維之間存在熔融黏結，應對多纖維圓柱的高度變化造成影響。

對低熔點聚酯復合纖維的形態結構進行顯微觀察，發現高溫處理后的纖維橫截面發生不規則改變，如圖1所示。

圖1 低熔點聚酯復合纖維橫截面顯微圖像

3 結語

文章通過簡要介紹皮芯型低熔點聚酯復合纖維的生產流程，并對該復合纖維的單纖維干熱收縮率以及多纖維體積收縮率實驗及研究分析，希望給業內人士在皮芯型低熔點聚酯復合纖維生產中提供一些參考和啟發。