[发明专利]一种再生基涤纶长丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成纤维及其制备方法，具体是一种再生基涤纶长丝及其制备方法。

背景技术

现有的合成高分子化合物以石油资源为基础，将在几十年内日益枯竭。因此，资源的再生技术是避免石油枯竭的必要手段。聚酯塑料制品由于其用途广泛造成其大量使用，所以其再生是目前科学研究人员所要研究的重点。但是目前由于其再生资源的纯度以及结构性能的改变，目前主要是短纤维的开发，导致其应用受到限制。且每年回收的聚酯数量仅占生产数量的37％。如何加大废聚酯的回收是一个很迫切的问题。

目前废旧聚酯瓶片的回收主要有三种，可以商业化生产的途径。目前主要有水解、醇解和乙二醇解。PET水解产物主要是TPA(对苯二甲酸)和乙二醇(EG)，可以直接合成聚酯从而取代从DMT合成PET的工艺路线。这种方法的主要缺点是高温、高压以及解聚时间较长。水解回收并不广泛用于商业化生产，因为TPA的高成本提纯。醇解的产物是单体对苯二甲酸甲酯和乙二醇。但是也存在反应温度高、压力大、PET分解不完全、成本高等缺点。传统的二醇解过程具体如下：废聚酯瓶料与过量的乙二醇(摩尔比1∶4)在170℃～190℃左右进行常压反应，催化剂采用醋酸盐等，反应进行2.5h～3.0h，PET解聚成BHET和EG，降温至100℃时过滤杂质，再加入阻聚剂，减压蒸馏出EG，然后再用热水溶解BHET，除去不溶物与低聚物，冷却结晶，过滤得白色针状BHET晶体。反应得到的高纯度BHET晶体，可以直接生产纤维级聚酯。如专利(Ekart MP，Pell JM.US patent 1997；5,635,584)用乙二醇解聚聚酯。解聚产物BHET还可以用作织物的柔软剂、不饱和聚酯、以及多羟基化合物的制备原料(Shukla SR.Recycling of waste PET into useful textile auxiliaries.Waste Manage 2008；28，51-56)。Imran(Muhammad Imran，Sub-and supercritical glycolysis of polyethylene terephthalate(PET)into the monomer bis(2-hydroxyethyl)terephthalate(BHET)Polymer Degradation and Stability，2010，95，1686-1693.)等人用最新的工艺一超临界醇解，制备了纯度较高的BHET。但是存在流程较为复杂，醇解深度要求较为严格。虽然目前不需上述较为复杂的乙二醇解聚产品已广泛用于商业规模，但是研究的方向主要将解聚产物制备短纤产品上。如澳大利亚用回收的PET作为三层包装瓶的中间层原料，再生PET广泛用于生产3-17dtex短纤维，用作非织布。美国应用再生PET来生产6.6-9.9dtex中空纤维，用作絮棉填充料。美国Dy-ersburg织物厂用100％废PET瓶再生PET切片生产绒面布，美国Well-man Fiber公司开发室外用面料，再生PET纤维与其它纤维混纺，混纺率可达89％。该公司还与其它公司合作，以废PET饮料为原料生产衣用涤纶短纤维。美国巴塔哥尼亚公司用再生PET纤维与其它纤维混纺生产运动衣，混纺率达80％。

利用再生聚酯废料制备涤纶长丝的研究研究更少，国外只有杜邦公司的一个组在利用再生瓶片进行这方面的研究，未见工业化生产报道。我国关于再生聚酯废料制备高品质涤纶长丝科学问题的研究几乎还处于空白，更没有原创性的关键技术，更未见工业化生产报道。

发明内容

本发明的目的在于提出了利用废旧聚酯制备再生基涤纶长丝，尤其一种反应均相法以及优化最佳工艺参数解聚废旧聚酯既降低了溶剂、催化剂的消耗量又提高了过程的经济性，减少了副产物甘二醇的生成。且由于催化剂的大量减少提高了循环再聚制造PET的质量，从而提高了后续的制备涤纶长丝的可能性，使纤维力学、纤维纤度达到最佳性能。制备方法简单、经济，适合工业化生产。

一种再生基涤纶长丝，其特征在于涤纶长丝力学性能2.8～3.5cN/dtex，纤维纤度为0.25dtex～4dtex。

一种再生基涤纶长丝的制备方法，包括如下步骤：

(a)在如图1所示的反应流程图中，投入一定物料配比的聚酯废料，多元醇、催化剂一定温度与压力下进行反应。多元醇与聚酯废料重量比为1/10～10/1；催化剂占PET废料的重量比率为0.005～0.3％。

所述的聚酯废料可为废旧聚酯瓶片、废旧涤纶长丝、短纤或其它用途的废旧PET材料；