[发明专利]聚酯酰胺及其制备方法以及由该聚酯酰胺制得的纤维

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种聚酯酰胺及其制备方法以及由该聚酯酰胺制得的纤维。

背景技术

聚酯纤维由于其良好的性能得到了广泛的应用，但由于其缺少亲水基团，在工业丝方面表现为与橡胶亲和力差，需进行多次浸胶处理，在民用丝方面，必须利用分散染料在高温、高压染色，由于分散染料溶解度低，同时需要加入偶氮类助催化剂，造成严重的环境污染。近年来，我国化纤产量飞速发展，其中涤纶产量居世界第一，而且产能仍在高速发展。目前涤纶纤维越来越多的用于与羊毛等天然蛋白质纤维混纺，用于制备精纺面料。然而，羊毛、真丝等天然蛋白质纤维，采用的均是价格低廉、色谱齐全、色泽鲜艳的酸性染料染色。若用普通聚酯纤维与羊毛、真丝等混纺，无法进行同浴匹染。为了解决这一问题，国内外很多学者专家进行了深入研究。目前主要采用共聚和共混两种方法解决聚酯纤维的可染性。

专利CN101942708B公开了一种聚酯-聚酰胺共聚物，其在酸性染料下上染率大于80%，然而所加入聚酰胺为己内酰胺预聚体，即需提前进行己内酰胺预聚，然后再融化加入共聚，众所周知，己内酰胺聚合过程中会存在约10%单体，进行纺丝前需先水洗去除，同时聚酰胺以低聚物形式加入，降低了聚酰胺对聚酯性能的改善效果。同时专利中尼龙低聚体加入方式为分批加入，给工艺操作带来一定难度与复杂性。

专利CN103232596A公开了一种脂肪族聚酰胺改性共聚酯提高其可染性的方法，专利中需加入间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸碱金属盐做添加剂，该添加剂价格昂贵，难于合成，同时所加入的聚酰胺为特性粘度0.5～1.0dL/g的低聚物，这就决定聚酰胺只能以嵌段形式嵌入聚酯分子链，同时裸露的端氨基易导致聚酯氨解。

专利特开昭63-256716公报，通过将分子量为200以上的聚乙二醇与磺酸基间苯二甲酸金属盐一起共聚到聚酯分子链中，从而使得聚酯纤维实现了在常压条件下的阳离子染料可染。这是因为柔性的聚乙二醇分子链段的引入，使得聚酯纤维分子链的结构更为疏松、无定型区域增大、玻璃化温度降低，从而使得阳离子染料能够在相对较低的温度下实现上染，即可在常压沸染的条件下染色。但是聚酯分子链中的聚醚链段的引入，会使得聚酯纤维的耐热性差，纺丝不稳定，影响可纺性和织物性能。

专利CN1291081C公开了一种使用聚酰胺与聚乙烯-甲基丙烯酸盐组合形成染色改性剂后加入聚酯切片中制备得到酸性可染聚酯纤维的方法。但由于聚酯与聚酰胺相容性不好，尽管有聚乙烯-甲基丙烯酸盐的改善，其纺丝仍较困难，很难实现工业化纺丝。而且，从微观结构分析，聚酰胺仅仅通过聚乙烯-甲基丙烯酸盐接在聚酯的侧链，造成引入的碱性基团不充分，酸性染料上染能力有限。

专利CN1249141C公开了一种将含有仲胺或仲胺盐的一种或多种单体的聚合物作为改性剂与聚酯组成酸性可染组合物后制备成酸性可染改性聚酯纤维的方法。但由于制备出的含仲胺或仲胺盐的一种或多种单体的聚合物工艺复杂，成本较高，要实现工业化难度较大。

专利CN101585915B通过采用二酰胺二醇、二元酸和脂肪族二元醇进行熔融缩聚，制备同时带有端羧基和端羟基结构的聚酯酰胺预聚物，再以二酰基双内酰胺和二恶唑啉扩链剂进行扩链得到聚酯酰胺。该专利的原料二酰胺二醇非化工常用原料，需预先制备，同时但该方法存在着扩链反应的通病，即分子量分布不易控制，这样会对纺丝造成一定影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种含生物基结构的聚酯酰胺，可以通过调控聚合单体比例，有效克服了聚酯和聚酰胺各自的缺点，并以该聚酯酰胺制成纤维，实现阳离子可染及高的上染率。

一方面，本发明提供一种由下述结构式Ⅰ和Ⅱ表示的结构单元组成的聚酯酰胺：

和

式中x为2～18的整数，y为2～18的整数，R₁～R₄各自独立地选自H或C₁～C₄烷基。

在本发明的聚酯酰胺的一个实施方式中，结构单元Ⅰ和结构单元Ⅱ的摩尔比例为0.2:99.8～99.8:0.2，优选为30:70～99.5:0.5，更优选为70:30～99:1。

在本发明的聚酯酰胺的另一个实施方式中，所述聚酯酰胺的特性粘度为0.3～1.8dL/g，优选为0.5～1.0dL/g。

在本发明的聚酯酰胺的另一个实施方式中，x为2～4的整数，y为4～6的整数。

另一方面，本发明还提供一种制备上述聚酯酰胺的方法，包括：