一种熔融纺丝制备的氨纶及其方法

摘要

本发明属于熔融纺丝制备氨纶的技术领域，公开了一种熔融纺丝制备的氨纶及其方法。所述熔融纺丝制备的氨纶主要由聚合物二元醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂先通过预聚和扩链制备聚氨酯嵌段共聚物，然后进行熔融纺丝，并通过外部激活因素对喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流内交联基团发生交联；二异氰酸酯或扩链剂中一种或两种含有1个或多个交联基团；交联基团以化学键形式连接在二异氰酸酯和/或扩链剂中；所述添加剂包括引发剂。本发明还公开了熔融纺丝制备氨纶的方法。本发明的方法成本低、效率高，而且本发明纺制的氨纶弹性回复率和可变形性高，耐蒸煮性好。

说明书

技术领域

本发明属于氨纶制备的技术领域，具体涉及一种熔融纺丝制备的氨纶及其方法。

背景技术

氨纶是一种由氨基甲酸酯嵌段共聚物组成的聚氨酯弹性纤维。氨纶具有优异的回弹性和极高的变形性，得到广泛地应用和迅速地发展。氨纶主要采用以下四种方法制备：①干法纺丝；②湿法纺丝；③熔融纺丝和④化学纺丝。

氨纶的干法纺丝具体为首先采用低分子量聚酯二醇或聚醚二醇与过量的二异氰酸酯进行预聚，生成分子量约为3000至5000两端为异氰酸酯的预聚体；然后用溶剂将预聚体溶解，采用二胺作为扩链剂进行扩链，生成分子量为40000至100000的聚氨酯脲嵌段共聚物纺丝原液；最后经喷丝板喷出原液细流，经甬道蒸发溶剂，固化形成氨纶纤维。用干法纺丝纺制的氨纶高分子主链中含有脲键基团，其氢键结合力强，软硬链段分离程度高，氨纶的变形性能和回弹性能优异。但该法纺制的氨纶大分子之间仅仅存在氢键和范德华力，因此不耐蒸煮加工。而且该法还需使用大量的有机溶剂，易造成环境污染，加工成本高。

熔融纺丝是利用聚氨酯熔融流体进行纤维成形的一种方法。熔融纺丝采取本体预聚和扩链的方法制备纺丝切片，然后采用熔融纺丝机进行纺丝。预聚和扩链可以分步进行，也可以一步完成。熔融纺丝还可以熔体直纺，即将聚酯或聚醚二元醇、二异氰酸酯、扩链剂按一定配比在挤出机中聚合、熔融，直接纺制氨纶。脲键基团的熔点高于其热分解温度，若采用二胺作为扩链剂，在扩链产物聚氨基甲酸酯脲分子主链中会包含脲键基团，因此采取熔融纺丝纺制的氨纶不能采用二胺作为扩链剂，通常采用二醇作为扩链剂。用熔融纺丝纺制的氨纶高分子主链中只含有氨基甲酸酯基团，其氢键力弱于脲基氢键。所得氨纶的力学性能不及干法纺丝纺制氨纶的力学性能优异。但该法没有使用有机溶剂，无废水废液，避免了环境污染，降低了加工成本。

如何通过熔融纺丝获得力学性能优异、成本低、效率高、污染少的氨纶是人们需要解决的问题之一。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种熔融纺丝制备氨纶的方法。本发明纺制的氨纶大分子之间除了原有的氢键外，还有交联的化学键。因此，本发明的方法不仅成本低、效率高，而且本发明纺制的氨纶弹性回复率和可变形性高，耐蒸煮性好。

本发明的另一目的在于提供由上述方法得到的氨纶。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种熔融纺丝纺制的氨纶，主要由聚合物二元醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂先通过预聚和扩链制备聚氨酯嵌段共聚物，然后进行熔融纺丝，并通过外部激活因素对从喷丝端喷出的熔体细流进行交联处理得到；二异氰酸酯或扩链剂中至少有一种含有一个或多个交联基团；交联基团以化学键形式连接在二异氰酸酯和/或扩链剂中。

所述通过预聚和扩链制备聚氨酯嵌段共聚物分为一步法和预聚体法；

所述外部激活因素设置在喷丝端出口一侧，或者在单股熔体细流或者在一簇(多股)熔体细流的侧面或四周设置外部激活因素。在外部激活因素的作用下，熔体细流中交联基团发生交联，实现了共聚物中硬链段之间和大分子主链之间的化学交联。所述喷丝装置为喷丝板。

所述一步法是指将聚合物二元醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂一次性投入反应容器中，预聚和扩链反应同时完成，生成聚氨酯嵌段共聚物；

所述预聚体法是指先将聚合物二元醇和过量二异氰酸酯投入反应容器中进行预聚反应，生成两端带-NCO基团的预聚物，再添加扩链剂进行扩链反应，生成聚氨酯嵌段共聚物。各种添加剂根据需要可以在预聚之前加入，也可以在预聚之后加入。

所谓预聚指氨纶行业的常用术语“预聚”；

所谓扩链指氨纶行业的常用术语“扩链”。

所述的交联基团是指在外部激活因素的作用下，可以发生聚合反应，使氨纶硬链段或大分子主链之间发生化学交联的基团。交联基团可以通过碳碳键、醚键、酯键、酰胺键、过氧键等链接在二异氰酸酯上，也可以链接在扩链剂上。在预聚和/或扩链过程中，交联基团被引入聚氨酯嵌段共聚物上。交联基团在预聚、扩链和熔融纺丝过程，若无外部激活因素的作用不会发生聚合反应，仅仅在位于喷丝板出口一侧激活因素的作用下才能发生聚合反应，实现硬链段之间和大分子主链之间的化学交联。交联基团是一种不饱和基团，含有烯键、炔键、芳基、羰基等上述不饱和基团的一种或多种，或由上述两种或两种以上的不饱和基团所组成的共轭体系。

所述聚合物二醇为聚酯二元醇或聚醚二元醇，其分子量为600～5000；

所述聚醚二元醇结构为HO-(R′O)

所述聚醚二元醇是由小分子二元醇通过醚键缩聚而成。所述聚醚二元醇可以是由相同的小分子二元醇通过醚键缩聚而成，也可以是由不同的小分子二元醇通过醚键缩聚而成的嵌段共聚物或无规共聚物。所述小分子二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、环己二醇等。所述小分子二元醇可以带有取代基团，也可以不带有取代基团。所述的取代基为甲基、乙基、环烷基、芳基、卤素等。

所述聚醚二元醇可以为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇等。

所述聚酯二元醇是由小分子二元酸和过量的小分子二元醇通过酯键缩聚而成，或者聚酯二元醇为内酯单体用小分子二元醇开环聚合而成。所述小分子二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二缩乙二醇、环己二醇、苯二酚、双酚A等。所述小分子二元酸为碳酸、丁二酸、己二酸、苯二甲酸等。所述小分子二元醇和小分子二元酸中与碳连接的氢可以被取代基团取代，也可以不被取代基团取代。所述的取代基为甲基、乙基、苯基、环己基、卤素等。

所述聚酯二元醇为聚己内酯二元醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇/丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯二醇。

所述二异氰酸酯的结构为OCN-R-NCO。R为取代或未取代的亚芳基、亚烷基、亚环烷基、亚芳基与亚烷基组成的基团、亚芳基与亚环烷基组成的基团、亚烷基与亚环烷基组成的基团，或者一种或多种上述基团与交联基团所组成的基团；一个或多个交联基团既可以通过碳碳键、醚键、酯键、酰胺键、过氧键等链接在R的主链上，也可以链接在R的支链上。所述的交联基团是一种不饱和基团，含有烯键、炔键、芳基、羰基等不饱和基团中的一种或多种，或由两种或两种以上的上述不饱和基团所组成的共轭体系。含有交联基团的二异氰酸酯举例如下：

所述二异氰酸酯为不含交联基团的二异氰酸酯和/或含有交联基团的二异氰酸酯；不含交联基团的二异氰酸酯优选为MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)、HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、PPDI(对苯二异氰酸酯)、NDI(1，5-萘二异氰酸酯)、CHDI(1，4-环己烷二异氰酸酯)、XDI(二亚甲基苯基二异氰酸酯)。所述含有交联基团的二异氰酸酯优选为不含交联基团的二异氰酸酯通过化学键连接一个或多个交联基团，上述二异氰酸酯也可以在分子主链中链接一个或多个交联基团；也可以在一个或多个分子支链中链接一个或多个交联基团。

所述扩链剂的结构为HO-R

所述扩链剂为不含交联基团的小分子二元醇和/或含有交联基团的小分子二元醇。含有交联基团的小分子二元醇中一个或多个交联基团既可以通过碳碳键、醚键、酯键、酰胺键、过氧键等链接在小分子二元醇分子的主链上，一个或多个交联基团也可以连接在小分子二元醇的支链上。所述的交联基团是一种不饱和基团，含有烯键、炔键、芳基、羰基等不饱和基团中的一种或多种，或由两种或两种以上的上述不饱和基团所组成的共轭体系。小分子二元醇是指碳数为2～20的小分子二元醇。

所述含有交联基团的小分子二元醇扩链剂的结构举例如下：

CH

所述不含交联基团的小分子二元醇扩链剂，优选为1，4-丁二醇，乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、1，4-环己烷二醇、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚羟基醚(如：对苯二酚二羟乙基醚)、BHET(对苯二甲酸双羟基乙二醇酯)中一种以上。

所述扩链剂还可以为含有交联基团的小分子一元醇。该小分子一元醇含有两个或两个以上的交联基团。所述的交联基团是一种不饱和基团，含有烯键、炔键、芳基、羰基等不饱和基团中的一种或多种，或由两种或两种以上的上述不饱和基团所组成的共轭体系。

含有交联基团的小分子一元醇用作扩链剂时，还可以与不含交联基团的小分子二元醇和/或含交联基团的小分子二元醇以一定比例配合使用。即所述扩链剂为不含交联基团的小分子二元醇或含交联基团的小分子二元醇中一种以上与含有交联基团的小分子一元醇组成的混合物。

含有交联基团的小分子一元醇扩链剂的结构举例如下：

所述外部激活因素是指能够引起各种引发剂产生高活性中间体，进而引发交联基团交联的各种激活因素。所述外部激活因素包括中子流、质子流、电子束、γ射线、X射线、紫外光、可见光、红外光、激光、化学荧光、微波、等离子体等高能射线。所述外部激活因素优选为紫外光。所述的高活性中间体优选为游离基(自由基)。

紫外光照射的功率为1000～3000mW/cm

所述添加剂包括引发剂；还包括促进剂和阻聚剂等。所述引发剂为游离基引发剂。所述游离基引发剂优选为游离基紫外光引发剂。所述游离基紫外光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、光引发剂TPO(2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)、光引发剂TPO-L(2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯)、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4(叔丁基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4-二乙基硫杂蒽酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、光引发剂MBF、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香丁醚、二苯基乙酮、二烷氧基苯乙酮、占吨酮、芴酮或者二苯甲酮及其衍生物中的一种以上；还包括(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物(1∶1，质量比)，1-羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酮的混合物，1-羟基环己基苯基甲酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物、混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐、混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和碳酸丙烯酯的混合物、4，4′-二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐、4，4′-二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐和3-乙基-3-环氧丙烷甲醇的混合物、三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐、三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐和2-酚基乙氧基丙烯酸酯的混合物、2-苄基-2-二甲基氨基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮。

所述引发剂的添加量为聚合物二元醇与二异氰酸酯总质量的0.5～5％。

所述促进剂为在光照下能促进光引发剂分解产生高活性中间体，进而促进交联基团交联的各种物质。所述的促进剂通常为叔胺化合物，如三乙胺。所述促进剂的添加量为聚合物二元醇与二异氰酸酯总质量的0～1％。

所述阻聚剂为高分子领域的常用术语“阻聚剂”，用于防止聚合作用的进行，如：酚类物质。含量为聚合物二元醇与二异氰酸酯总质量的0.01～2％。

聚合物二元醇和扩链剂中总的OH：二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1～1.5，优选为1：1～1.2。扩链剂中羟基与聚合物二醇中羟基的摩尔比为(0.25～1)∶1。

所述熔融纺丝制备氨纶的方法，分为一步法、预聚体法、一步挤出法、预聚体挤出法、熔体直纺法；

所述一步法，包括以下步骤：

将聚合物二醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂于60～80℃混合反应，然后在70～150℃熟化，放置，造粒，熔融纺丝，并通过外部激活因素对从喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流内部的交联基团发生交联，获得氨纶；

所述混合反应的时间为5min～30min；所述熟化的时间为1～48h；所述放置的时间为5～10天，室温放置；所述熔融纺丝时喷丝速度为100～700m/min；所述熔融纺丝是指在螺杆挤出机中或纺丝机中将聚氨酯共聚物的颗粒进行加热、熔融、挤出，挤出后输送至喷丝装置进行喷丝、冷却、牵伸、上油、缠绕成锭。

各原料在混合反应前需进行脱水处理，特别是聚合物二醇和扩链剂在反应前需进行脱水处理。如：将聚合物二醇和扩链剂进行真空脱水处理，在保护性氛围下，聚合物二醇、扩链剂以及添加剂与二异氰酸酯混合，加热反应。

所述预聚体法，包括以下步骤：

将聚合物二醇与二异氰酸酯在60～85℃进行预聚，预聚完后，加入扩链剂混匀，熟化，造粒，熔融纺丝，并通过外部激活因素对从喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流中的交联基团发生交联，获得氨纶；所述添加剂在预聚前，先与聚合物二醇混合或者添加剂在预聚后加入；

各原料在混合反应前需进行脱水处理，特别是聚合物二醇和扩链剂在反应前需进行脱水处理。如：将聚合物二醇、扩链剂进行真空脱水处理，在保护性氛围下，聚合物二醇、添加剂与过量的二异氰酸酯混合，加热反应即预聚，生成两端带-NCO基团的预聚体；然后根据预聚体中-NCO的含量，加入经脱水处理的等摩尔扩链剂进行扩链，熟化；或者真空脱水处理后，聚合物二醇与过量的二异氰酸酯混合，加热反应即预聚，生成两端带-NCO基团的预聚体；然后根据预聚体中-NCO的含量，加入脱水处理的等摩尔扩链剂和添加剂混匀，熟化。

所述预聚反应的时间为2～4h。所述熟化的条件为90～120℃熟化20～48h。

所述聚氨酯共聚物颗粒在熔融纺丝前进行真空脱水。

所述熔融纺丝是指在螺杆挤出机中或纺丝机中将聚氨酯共聚物的颗粒进行加热、熔融、挤出，挤出后输送至喷丝装置进行喷丝、冷却、牵伸、上油、缠绕成锭。

所述熔融纺丝时喷丝速度为100～700m/min；螺杆转速为20～65r/min，纺丝温度为150～220℃。

所述一步法和预聚体法中所述的反应在反应釜中进行。

所述一步挤出法，包括以下步骤：

将聚合物二醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂送入双螺杆反应挤出机中，反应，挤出铸带，切粒，脱水，熟化，熔融纺丝，并通过外部激活因素对喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流中的交联基团发生交联，获得氨纶。

所述螺杆挤出机的反应温度为150～220℃，螺杆转速为20～65r/min；

所述熔融纺丝是指在螺杆挤出机中或纺丝机中将聚氨酯共聚物的颗粒进行加热、熔融、挤出，挤出后输送至喷丝装置进行喷丝、冷却、牵伸、上油、缠绕成锭。所述熔融纺丝时喷丝速度为100～700m/min；螺杆转速为20～65r/min，纺丝时的温度为150～220℃。

含有羟基的原料在反应前需进行脱水处理。

所述预聚体挤出法，具体包括以下步骤：

首先将聚合物二醇和过量的二异氰酸酯送入双螺杆反应挤出机前段进行预聚，生成两端带-NCO的预聚体。然后根据预聚体中-NCO的含量，向螺杆挤出机中段加入等摩尔的扩链剂进行扩链反应，挤出铸带，切粒，熟化。切片在熔融纺丝前，先进行脱水，然后进行熔融纺丝。并通过外部激活因素对喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流中的交联基团熔体发生交联，获得氨纶。

所述添加剂在预聚前与聚合物二醇混合或者添加剂在预聚后加入；

各种原料在反应前需进行脱水处理，特别是聚合物二醇和扩链剂在反应前需进行脱水处理。如：将聚合物二醇、扩链剂进行真空脱水处理；在保护性氛围下，聚合物二醇、添加剂与过量二异氰酸酯混合，预聚，生成两端带-NCO的预聚体，然后根据预聚体中-NCO含量加入经脱水处理的等摩尔扩链剂混匀，进行扩链反应；或者真空脱水处理后，聚合物二醇与过量二异氰酸酯混合，生成两端带-NCO的预聚体，然后加入脱水处理的等摩尔扩链剂和添加剂混匀，进行扩链反应。

所述熔体直纺法，包括以下步骤：

将聚合物二醇、二异氰酸酯、扩链剂以及添加剂在螺杆挤出机中进行反应，挤出后直接输送至喷丝装置进行喷丝，并通过外部激活因素对从喷丝端喷出的熔体细流进行照射，使熔体细流中的交联基团发生交联，获得氨纶；所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，螺杆挤出机中反应的温度为150～220℃，螺杆的转速为20～65r/min。含有羟基的原料在反应前需进行脱水处理。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明所述纺制氨纶的方法低成本、无溶剂，高效率。所纺制氨纶的弹性回复率好，耐蒸煮性高，即130℃蒸煮后断裂强度保持率更高(由干法纺丝得到的普通氨纶在130℃蒸煮后断裂强度保持率通常都低于55％；而由本发明方法所得氨纶在同样条件断裂强度保持率通常都高于65％，有的甚至更高)。

本发明也不同于现行的熔融纺丝：现行的熔融纺丝技术为了提高氨纶的力学性能，在螺杆挤出的出口和喷丝板之间，引入交联剂，与聚氨酯熔体混合，进行交联反应。即交联剂是后引入的，不是聚氨酯“自带的”。交联剂与聚氨酯熔体一经混合，必须马上从喷丝板喷出，否则就会堵塞熔体流道和喷丝板。由于交联剂与聚氨酯熔体的混合时间太短，再加上聚氨酯熔体粘度大，会使两者的混合不充分，不均匀，这会导致聚氨酯的交联程度不高，也不均匀。而本发明是将交联基团通过预聚和交联以化学键的形式引入聚氨酯中，是聚氨酯自身固有的，不是在纺丝过程中添加的。因为在本发明中交联基团均匀的分布在聚氨酯大分子中，因此，本发明的交联反应更均一，更有效。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例采用一步法：在装有电动搅拌装置、加热装置、温度计和真空接口的不锈钢反应釜中加入相对分子量1000的聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、扩链剂(2，2-二(羟基甲基)丙烯酸丁酯，cas号：7024-08-0)、游离基光引发剂TPO、促进剂三乙胺和阻聚剂，搅拌混合均匀，加热升温至140℃，在真空度106Pa下采用喷雾干燥脱水，使其水分含量低于100mg/kg；降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空，在氮气保护下加入1.66倍PBA摩尔数的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，以100r/min转速搅拌，升温至70℃，保温25min，使反应物混合均匀，将反应物倒入已预热的聚四氟乙烯盘中，在氮气保护的130℃烘箱中熟化8h后，使聚合反应完全，室温放置1周后破碎为颗粒，并在螺杆中加热、熔融、挤出输送至喷丝板以600m/min的速度喷出。螺杆挤出机各区温分别为：160、180、190、200、180℃。在喷丝板下方临近区域汞紫外灯光的照射下，从喷丝板喷出熔体细流内的交联基团发生交联、固化，随后经冷却、缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表1所示。

实施例中聚合物二醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二醇与扩链剂中羟基的摩尔比为1∶0.66；引发剂TPO的用量为总质量的0.8％，促进剂三乙胺的用量为总质量的0.1％，酚类阻聚剂的用量为总质量的0.1％。

扩链剂的结构为

表1实施例1熔纺氨纶的力学性能

实施例2

本实施例采用预聚体法：首先将聚乙二醇(PEG)、光引发剂、促进剂、阻聚剂混合均匀，在120℃和133.3Pa真空度的条件下，脱水1.5～2h，将其含水率降至100mg/kg以下。降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空。在氮气保护下，将脱水后的混合物，加入不锈钢反应釜中，搅拌，加入1.88倍PEG摩尔数的2，4-二异氰酸酯甲苯(TDI)，在80℃下反应2h，测定预聚体中游离的异氰酸酯基含量不再发生变化，升温至100℃，在剧烈搅拌下加入干燥后准确计量的扩链剂(季戊四醇二丙烯酸酯与BDO等摩尔数的混合物)，搅拌10min，转入内衬聚四氟乙烯的模具中，在110℃烘箱中熟化24h后粉碎成聚氨酯嵌段共聚物颗粒。将颗粒置于104℃，压力100kPa的真空干燥箱中脱水干燥24h。干燥好的切片在纺丝机上纺丝，颗粒在螺杆中加热、熔融、挤出输送至喷丝板喷出。在喷丝板下方汞紫外灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部固有的交联基团发生交联、固化，随后经冷却、缠绕成锭。其纺丝工艺如下：螺杆I～V区温度分别为160、180、195、200、190℃，机头温度190～220℃，螺杆转速25r/min，螺杆压力8.8MPa，测吹风温度25℃，卷绕速度600m/min。所得氨纶的力学性能如表2所示。聚合物二醇和扩链剂总的羟基与NCO的摩尔比为1∶1；引发剂TPO的用量为总质量的0.8％，促进剂三乙胺的用量为总质量的0.1％，酚类阻聚剂的用量为总质量的0.1％。

表2实施例2熔纺氨纶的力学性能

实施例3

本实施例采用一步/挤出法：相对分子量2000的四氢呋喃二醇(PTMG)、扩链剂(N，N-二(2-羟基乙基)丙烯酰胺，CAS号：10196-26-6)、光引发剂、促进剂和阻聚剂在120℃、13.33Pa(0.1mmHg)下进行真空干燥脱水1h后，将其含水率降至100mg/kg以下。降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空。将经过干燥处理后的PTMG、扩链剂[N，N-二(2-羟基乙基)丙烯酰胺]、光引发剂、促进剂、阻聚剂混合均匀。将混合物和MDI，按设计比例用计量泵送入双螺杆反应挤出机。螺杆直径69mm，转速45r/min；长径比41.5∶1；螺杆I～V区温度分别为160、180、185、190、190、200℃。将挤出物聚氨酯嵌段共聚物铸带、切粒，即得氨纶切片。将氨纶切片置于105℃，压力100kPa的真空干燥箱中脱水干燥48h、熟化。将干燥好的切片在纺丝机上纺丝，其纺丝工艺如下：螺杆I～V区温度分别为150、180、120、200、190℃，机头温度190～220℃，螺杆转速35r/min，螺杆压力8.6MPa。氨纶切片在螺杆中加热、熔融、挤出输送至喷丝板喷出。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部固有的交联基团发生交联、固化，用25℃侧风降温冷却，按800m/min的卷绕速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表3所示。

实施例中聚合物二醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二醇与扩链剂中羟基的摩尔比为1∶0.78；引发剂TPO的用量为总质量的0.8％，促进剂三乙胺的用量为总质量的0.1％，酚类阻聚剂的用量为总质量的0.1％。

扩链剂的结构为：

表3实施例3熔纺氨纶的力学性能

实施例4

本实施例采用预聚/挤出法：将相对分子量1000聚己二酸乙二醇(30)/1，4-丁二醇(70)酯二醇(PEBA)、扩链剂(季戊四醇二丙烯酸酯，PEDA)、游离基光引发剂、促进剂和阻聚剂，在105℃、0.1MPa真空下脱水4小时后，使其水分含量低于100mg/kg。降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空。在氮气保护下，聚合物二醇、引发剂、促进剂和阻聚剂的混合物和MDI分别以熔融状态进入各自计量泵，按照设计比例准确计量、混合后，形成均一的粘稠液。该粘稠液连续进入双螺杆挤出机混合、反应，加入扩链剂(季戊四醇二丙烯酸酯，PEDA)，扩链反应，直接挤出铸带、造粒成氨纶切片。螺杆直径69mm，转速35r/min；长径比41.5∶1；螺杆I～V区温度分别为150、170、175、190、220、210℃。将挤出物聚氨酯嵌段共聚物铸带、切粒，即得氨纶切片。颗粒在氮气保护的110℃烘箱内后熟化12h，使聚合反应完全。熟化、干燥的颗粒在纺丝机上纺丝，其纺丝工艺如下：螺杆I～V区温度分别为160、180、190、205、190℃，机头温度190～220℃，螺杆转速35r/min，螺杆压力8.8MPa。物料在螺杆中经加热、熔融、挤出输送至喷丝板喷出。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部固有的交联基团发生交联、固化，随后经冷却，并以650m/min的速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表4所示。

实施例中聚合物二元醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二元醇与扩链剂中羟基的摩尔比为1∶1；引发剂TPO的用量为0.8％，促进剂三乙胺的用量为0.1％，酚类阻聚剂的用量为0.1％。

扩链剂的结构为

表4实施例4熔纺氨纶的力学性能

实施例5

本实施例采用熔体直纺技术纺制氨纶：将扩链剂(季戊四醇二丙烯酸酯，PEDA)、光引发剂、促进剂、阻聚剂混合均匀；分别将扩链剂等混合物和相对分子量2000的聚四氢呋喃二醇(PTMG)在120℃、13.33Pa(0.1mmHg)下进行真空干燥脱水1h后，将其含水率降至100mg/kg以下；降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空。在氮气保护下，分别将干燥后的扩链剂混合物、干燥后的PTMG和MDI，按设计比例用计量泵送入双螺杆反应挤出机，螺杆挤出机的螺杆直径75mm，转速65r/min，螺杆压力8.5MPa；长径比85∶1；螺杆I～V区温度分别为150、190、195、220、200℃。挤出的聚氨酯熔体直接输送至喷丝板喷出纺丝。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部固有的交联基团发生交联、固化，随后经25℃侧风冷却，以680m/min的速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表5所示。

实施例中聚合物二元醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二元醇与扩链剂中羟基的摩尔比为1∶1；引发剂TPO的用量为0.8％，促进剂三乙胺的用量为0.1％，酚类阻聚剂的用量为0.1％。

表5实施例5熔纺氨纶的力学性能

实施例6

本实施例采用熔体直纺技术纺制氨纶：将扩链剂(季戊四醇丙烯酸三酯和BDO，摩尔比为1∶1)、光引发剂、促进剂、阻聚剂等混合均匀。分别将扩链剂混合物和相对分子量3000的聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)在110℃、0.1MPa下进行真空干燥脱水2h后，将其含水率降至100mg/kg以下。降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空。在氮气保护下，分别将干燥后的扩链剂混合物、干燥后的PBA和MDI，按设计比例用计量泵送入双螺杆反应挤出机。螺杆挤出机的螺杆直径75mm，转速50r/min，螺杆压力8.5MPa；长径比85∶1；螺杆I～V区温度分别为150、180、195、215、200℃。挤出的聚氨酯熔体直接输送至喷丝板喷出纺丝。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部交联基团发生交联、固化，随后经25℃侧风冷却，以680m/min的速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表6所示。

实施例中聚合物二元醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二元醇与扩链剂中羟基的摩尔比为2∶1；引发剂TPO的用量为1％，促进剂三乙胺的用量为0.2％，酚类阻聚剂的用量为0.1％。

表6实施例6熔纺氨纶的力学性能

实施例7

本实施例采用一步法：在装有电动搅拌装置、加热装置、温度计和真空接口的不锈钢反应釜中加入一定量的相对分子量2000的四氢呋喃二醇(PTMG)、扩链剂BDO、光引发剂、促进剂和阻聚剂，搅拌混合均匀，加热升温至110℃，在真空度106Pa下采用薄膜干燥脱水，将其水含量降至100mg/kg以下；降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空，在氮气保护下加入2，2’-二丙烯酰氧基MDI，快速搅拌，使反应物混合均匀，脱气，升温至70℃，保温20min，将反应物倒入已预热的聚四氟乙烯盘中，在氮气保护的120℃烘箱中熟化48h后，使聚合反应完全。室温放置1周后破碎为氨纶颗粒。

将氨纶切片置于110℃，0.09MPa电热真空干燥箱中脱水干燥24h。将干燥好的颗粒在纺丝机上纺丝，其纺丝工艺如下：螺杆I～V区温度分别为160、190、215、220、200℃，机头温度200℃，螺杆转速35r/min，螺杆压力10MPa，组件压力9.5MPa，环境湿度65％。聚氨酯嵌段共聚物在螺杆中加热、熔融、挤出输送至喷丝板喷出。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部交联基团发生交联、固化，经25℃侧风冷却，以450m/min速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表7所示。

实施例中聚合物二元醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二元醇与扩链剂中羟基的摩尔比为2∶0.8；引发剂TPO的用量为1％，促进剂三乙胺的用量为0.2％，酚类阻聚剂的用量为0.05％。

2，2’-二丙烯酰氧基MDI的结构为

表7实施例7熔纺氨纶的力学性能

实施例8

本实施例采用一步法：在装有电动搅拌装置、加热装置、温度计和真空接口的不锈钢反应釜中加入一定量的相对分子量2000的四氢呋喃二醇(PTMG)、扩链剂(季戊四醇二丙烯酸酯)、光引发剂、促进剂和阻聚剂，搅拌混合均匀，加热升温至110℃，在真空度106Pa下采用薄膜干燥脱水，将其水含量降至100mg/kg以下；降温至40℃以下，通入干燥氮气(含水量小于0.002％)解除真空，在氮气保护下加入2，2’-二丙烯酰氧基MDI，快速搅拌，使反应物混合均匀，脱气，升温至70℃，保温20min，将反应物倒入已预热的聚四氟乙烯盘中，在氮气保护的120℃烘箱中熟化48h后，使聚合反应完全。室温放置1周后破碎为氨纶颗粒。

将氨纶切片(即氨纶颗粒)置于110℃，0.09MPa电热真空干燥箱中脱水干燥24h。将干燥好的颗粒在纺丝机上纺丝，其纺丝工艺如下：螺杆I～V区温度分别为165、180、210、215、200℃，机头温度200℃，螺杆转速35r/min，螺杆压力10MPa，组件压力5～8MPa，环境湿度65％。聚氨酯嵌段共聚物在螺杆中加热、熔融、挤出输送至喷丝板喷出。在喷丝板下方紫外汞灯的照射下，从喷丝板喷出的熔体细流内部交联基团发生交联、固化，经25℃侧风冷却，以450m/min速度缠绕成锭。所得氨纶的力学性能如表8所示。

实施例中聚合物二元醇与扩链剂中总的羟基与二异氰酸酯中NCO的摩尔比为1∶1，聚合物二元醇与扩链剂中羟基的摩尔比为1∶1；引发剂TPO的用量为1％，促进剂三乙胺的用量为0.2％，酚类阻聚剂的用量为0.1％。

表8实施例8熔纺氨纶的力学性能