本发明属于纤维制备，具体是一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法。
背景技术：
1、多孔改性pbt-poy纤维是一种通过特殊工艺处理得到的聚对苯二甲酸丁二醇酯预取向丝，具有柔软和高弹性的特点。这种纤维在生产过程中引入了微孔结构，这不仅赋予了纤维独特的物理性能，也增加了其表面的粗糙度和吸湿性。
2、改性pbt-poy纤维的生产通常涉及以下步骤：聚合物制备：首先合成pbt聚合物，可以通过调整聚合物的分子量和其他特性来定制最终纤维的性质。纺丝：将pbt聚合物熔融后，通过喷丝板挤出形成连续的长丝。凝固和拉伸：纺出的长丝经过冷却凝固，然后进行初步拉伸，以形成预取向丝(poy)。微孔化处理：通过物理或化学方法引入微孔，这可能涉及到特殊的纺丝技术，如泡沫纺丝或使用发泡剂，或者后处理技术如激光打孔等。定型：对纤维进行热定型处理，以固定其形态和物理性能，增强纤维的弹性和柔软度。后处理：根据需要进行染色、涂层或其他表面处理，以提升纤维的附加功能或改善外观质感。
3、多孔改性pbt-poy纤维因其优异的柔软性和弹性而广泛用于高端服装、运动装备、医疗用品和特种织物等领域。纤维的多孔结构不仅提高了其透气性和舒适性，还增强了其吸音、隔热和缓冲性能，使得这种纤维在各种应用中表现出色。
4、现有的制备多孔改性pbt-poy纤维的方法只是优化工艺本身，而对组成多孔改性pbt-poy纤维原料并没有优化，使制备的多孔改性pbt-poy纤维的柔软性和弹性受限，同时，工艺不能精细控制纤维的孔隙结构，使多孔改性pbt-poy纤维性能不佳。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本发明提供了一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法。
2、本发明的技术方案是：一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、制备pbt复合纤维
4、首先，按重量份计，将80-100份pbt树脂、5-15份碳纳米管、5-7份γ-氨丙基三乙氧基硅烷分别加入到搅拌机中，以150-200r/min的速率搅拌处理30-40min，得到混合物a，其次，将混合物a送入双螺杆挤出机内，在270-320℃的温度和8-10mpa压力下熔融，得到混合物a熔体，再次，通过挤出方式获得直径为0.8-1.2mm的细丝，即得初级pbt复合纤维，最后，对初级pbt复合纤维进行重复连续拉伸，得到pbt复合纤维；其中，由于碳纳米管的熔点非常高，pbt树脂、碳纳米管和γ-氨丙基三乙氧基硅烷熔融时的温度时，我们实际上是在考虑pbt树脂的熔融温度，而不是碳纳米管的熔点，在熔融共混过程中，即使碳纳米管不熔化，也可以通过控制温度实现与pbt树脂的有效混合和增强复合材料的性能，将碳纳米管均匀分散到pbt中，可以在不显著影响其机械性能的前提下，提高pbt纤维的柔软性，γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为硅烷偶联剂，从原料上着手，与pbt纤维中的极性基团形成氢键，从而提高碳纳米管在pbt基体中的分散性和界面结合力，从工艺上着手，通过重复连续拉伸，使制备的pbt复合纤维的拉伸强度、模量和冲击韧性满足使用要求；
5、s2、制备pbt复合纤维熔体
6、将步骤s1得到的所述pbt复合纤维置于105-110℃的温度下干燥2-3h，冷却后，得到pbt复合纤维，然后，将所述pbt复合纤维送入螺杆挤出机进行熔融，得到pbt复合纤维熔体；
7、s3、制备改性pbt-poy原丝
8、将步骤s2得到的所述pbt复合纤维熔体通过喷丝板喷丝，并进行侧吹风冷却和集束上油，最后进行导丝和卷绕成型，得到改性pbt-poy原丝；
9、s4、改性pbt-poy原丝的孔隙调控
10、首先，将改性pbt-poy原丝进行清洗、干燥和初步拉伸处理后，放入多级热定型机中，在100-150℃的温度条件下，一级热定型处理20-30min后冷却，并进行第一次拉伸处理，得到一级改性pbt-poy原丝，然后，在180-200℃的温度条件下，二级热定型处理15-20min后冷却，并进行第二次拉伸处理，得到二级改性pbt-poy原丝，最后，在225-230℃的温度条件下，三级处理10-15min，冷却后得到改性pbt-poy纤维成品，通过不同温度和时间条件下对改性pbt-poy原丝进行多级热定型处理，可以更精细地控制孔隙结构，达到调节改性pbt-poy纤维成品空隙的目的，可以实现纤维的轻量化和提高弹性。
11、进一步地，步骤s1中，将所述pbt树脂、碳纳米管以及γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到搅拌机前，按照固液比为1g:9ml的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇混合均匀，得到混合乳液，然后，将pbt树脂和所述混合乳液并送入超声波分散机中进行超声混合制得预混液，并将所述预混液加入到搅拌机，最后，将碳纳米管以10-15g/min的添加速率添加至搅拌机中的所述预混液中，得到混合物a。
12、说明：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷在乙醇内溶解分散，然后与pbt树脂混合，并采用超声混合技术，以确保均匀的涂覆，然后，为了确保碳纳米管能够在预混液中均匀分散，通过控制其添加速率和搅拌速率完成，上述过程先将pbt树脂与硅烷偶联剂混合可以确保树脂表面被有效修饰，从而提高与碳纳米管的相容性和界面结合强度。而分散碳纳米管的方式则直接影响其分布均匀性，进而影响pbt复合纤维的性能。
13、更进一步地，步骤s1中，将所述混合物a送入双螺杆挤出机内前，先置于烘箱中，在25-80℃的温度条件下预干燥处理1-2h，然后，将混合物a转移至减压干燥箱内，在70-110℃的温度条件下，减压干燥处理3-5h，最后，将减压干燥处理后的混合物a置于高温烘箱中，在120-250℃的温度条件下，高温干燥处理1-2h即可，其中，减压干燥箱内的气压为1.5kpa。
14、说明：通过预干燥处理可以除去混合物a中的大部分乙醇溶剂，在减压条件下，更彻底地除去残留的乙醇溶剂，高温干燥进一步去除残留的乙醇溶剂，并促进pbt树脂的结晶，通过严格控制各个干燥过程的温度和时间，可避免pbt树脂或碳纳米管的降解或过度干燥导致的物理性质改变，上述过程可避免因残留乙醇溶剂而引起的缺陷，如气泡或裂纹，有助于碳纳米管在pbt基体中更均匀地分散，γ-氨丙基三乙氧基硅烷可增强碳纳米管与pbt之间的相容性和界面粘结力，从而提高pbt复合纤维的力学性能，确保其在实际应用中的可靠性和耐久性。
15、进一步地，步骤s3中，进行侧吹风冷却时，风温设定为22-24℃，相对湿度为85％，风速为0.3-0.5m/s，进行卷绕成型时，卷绕速率为2700-2900m/min。
16、说明：通过控制上述参数，可以得到均匀的纤维直径和良好的物理性能。
17、进一步地，步骤s2中，将所述pbt复合纤维送入螺杆挤出机后，所述螺杆挤出机的螺杆各区段温度为：一区180-200℃，二区220-230℃，三区220-230℃，四区240-250℃，一区的停留时间为15-20s，一区的停留时间为1-2min，三区的停留时间为5-8s，三区的停留时间为1-2min，各区的压力为15-17mpa。
18、说明：通过控制螺杆挤出机的螺杆各区段温度、停留时间以及压力，可以优化加工过程，提高产品质量，减少能耗和原料浪费，从而提升整体的生产效率。
19、进一步地，步骤s4中，对所述改性pbt-poy原丝进行清洗时，将改性pbt-poy原丝依次放入盛放有异丙醇、氢氧化钠溶液以及清水的容器中，分别进行脱脂处理、碱洗处理以及水洗处理，其中，异丙醇的体积浓度为90％，氢氧化钠溶液的浓度为1.5-2mol/l。
20、说明：通过脱脂处理去除改性pbt-poy原丝表面的油脂、蜡质和其他有机杂质，通过碱洗处理去除原丝上的无机污垢，如灰尘、金属离子等，在脱脂和碱洗之后，需使用清水彻底冲洗原丝，去除残留的化学药剂和松散的杂质，能够有效地清洁和准备pbt-poy原丝，使其达到适合后续加工的状态，同时也保证了处理过程的安全性和环境的可持续性。
21、进一步地，步骤s4中，一级热定处理时，所述多级热定型机内的升温速率为8-10℃/min，二级热定处理时，升温速率为15-20℃/min，三级热定处理时，升温速率为30-35℃/min。
22、说明：通过控制每个阶段的升温速率，逐步升温而不是一次性达到高温，这样可以让纤维内部结构有足够的时间适应温度变化，减少热冲击。
23、进一步地，步骤s4中，将所述改性pbt-poy原丝在热定型前，配制体积浓度为1-5％的三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液，并将三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液添加至喷雾设备内，以0.08-15ml/s的速率喷洒至改性pbt-poy原丝表面，其中，喷雾压力150-500bar，三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液的喷洒时间为2-3min。
24、说明：三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液能够在高温下释放出非活泼的气体，从而稀释空气中的氧气浓度，降低改性pbt-poy原丝燃烧的可能性，此外，苯三唑化合物在高温下形成的炭层也能有效隔绝氧气，进一步提高改性pbt-poy原丝的阻燃性能，可以在一定程度上防止高温对改性pbt-poy原丝的直接损伤。
25、更进一步地，将所述三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液喷洒至改性pbt-poy原丝表面时，采用旋转雾化喷嘴，所述旋转雾化喷嘴以5-8°/s的速率重复旋转。
26、说明：通过控制雾化喷嘴的类型和角度，可以优化喷雾过程，获得理想的喷雾效果和产品质量。
27、相对于现有技术，本发明的有益效果是：
28、本发明的在制备多孔改性pbt-poy纤维时，从原料着手，在pbt树脂中添加碳纳米管和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，使制备pbt复合纤维在柔软度、拉伸强度以及冲击韧性方面满足使用要求，利用该pbt复合纤维制备的多孔改性pbt-poy纤维的柔软性以及弹性性能大有改观，满足使用要求，从工艺着手，对制备的改性pbt-poy原丝进行多级热定型处理，可以更精细地控制孔隙结构，达到调节改性pbt-poy纤维成品空隙的目的，实现纤维的轻量化和多孔化，进一步提高弹性的同时，还能避免多孔结构导致纤维不均匀而造成的的强度和弹性的局部差异，提高多孔改性pbt-poy纤维产品的整体质量。
1.一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s1中，将所述pbt树脂、碳纳米管以及γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到搅拌机前，按照固液比为1g:9ml的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇混合均匀，得到混合乳液，然后，将pbt树脂和所述混合乳液并送入超声波分散机中进行超声混合制得预混液，并将所述预混液加入到搅拌机，最后，将碳纳米管以10-15g/min的添加速率添加至搅拌机中的所述预混液中，得到混合物a。
3.根据权利要求2所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s1中，将所述混合物a送入双螺杆挤出机内前，先置于烘箱中，在25-80℃的温度条件下预干燥处理1-2h，然后，将混合物a转移至减压干燥箱内，在70-110℃的温度条件下，减压干燥处理3-5h，最后，将减压干燥处理后的混合物a置于高温烘箱中，在120-250℃的温度条件下，高温干燥处理1-2h即可，其中，减压干燥箱内的气压为1.5kpa。
4.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s3中，进行侧吹风冷却时，风温设定为22-24℃，相对湿度为85％，风速为0.3-0.5m/s，进行卷绕成型时，卷绕速率为2700-2900m/min。
5.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将所述pbt复合纤维送入螺杆挤出机后，所述螺杆挤出机的螺杆各区段温度为：一区180-200℃，二区220-230℃，三区220-230℃，四区240-250℃，一区的停留时间为15-20s，一区的停留时间为1-2min，三区的停留时间为5-8s，三区的停留时间为1-2min，各区的压力为15-17mpa。
6.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s4中，对所述改性pbt-poy原丝进行清洗时，将改性pbt-poy原丝依次放入盛放有异丙醇、氢氧化钠溶液以及清水的容器中，分别进行脱脂处理、碱洗处理以及水洗处理，其中，异丙醇的体积浓度为90％，氢氧化钠溶液的浓度为1.5-2mol/l。
7.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s4中，一级热定处理时，所述多级热定型机内的升温速率为8-10℃/min，二级热定处理时，升温速率为15-20℃/min，三级热定处理时，升温速率为30-35℃/min。
8.根据权利要求1所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，步骤s4中，将所述改性pbt-poy原丝在热定型前，配制体积浓度为1-5％的三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液，并将三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液添加至喷雾设备内，以0.08-15ml/s的速率喷洒至改性pbt-poy原丝表面，其中，喷雾压力150-500bar，三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液的喷洒时间为2-3min。
9.根据权利要求8所述的一种柔软超高弹性的多孔改性pbt-poy纤维的制备方法，其特征在于，将所述三(2,3-二溴丙基)苯三唑溶液喷洒至改性pbt-poy原丝表面时，采用旋转雾化喷嘴，所述旋转雾化喷嘴以5-8°/s的速率重复旋转。
