[发明专利]半消光涤纶预取向丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种半消光涤纶预取向丝及其制备方法，制备方法为：按POY工艺由聚酯熔体制得聚酯POY丝，即得半消光涤纶预取向丝；聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、消光剂、掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体和经过高温焙烧的多相固体酸碱粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应，消光剂的含量为0.20～0.27wt％。制得产品在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降14～17％。本发明的制备方法，工艺简单，成本低廉，降低锑系催化剂的添加量，减少了锑排放；制得的产品，自然降解速率快，色相好，应用前景好。

技术领域

本发明属于改性纤维技术领域，涉及一种半消光涤纶预取向丝及其制备方法。

背景技术

涤纶在三大合成纤维(涤纶、锦纶和丙纶)中工业化最晚，但发展速度最快。目前，全球涤纶需求量仍以每年6～7％的速度增长，而同期全球锦纶的需求保持平稳，棉花增长率也维持在2％左右，其中包括中国在内的亚洲地区的涤纶消耗量几乎占全球涤纶纤维供应量的一半。涤纶的需求量之所以增长如此之快，主要是其本身具有以下特点：1)涤纶性能优异，模量高，耐热性好，是比较理想的纺织纤维材料；2)涤纶的机械力学性能可塑性大，可以通过不同的加工方法生产棉型、毛型短纤维、长丝或工业用途产品；3)由于石油化学工业的发展，涤纶生产所需要的原料可以更为经济和方便的获得，大大降低的生产企业进入这一行业的门槛；4)价格低廉，目前涤纶的价格低于除丙纶以外的所有其他合成纤维。

随着社会进步和生活水平的提高，人们对服用纤维的要求也越来越高，从最初的牢固耐穿发展到当前的舒适性和功能性。涤纶纤维的差异化及功能化是其发展的必然要求。

由于常规涤纶的形状规整，表面光滑且具有一定的透明度，在光线的照射下，其反射光线的强度很大，具有明显的反光和闪烁现象，纤维的视觉舒适度不高。在纤维内添加少量折射率不同的物质，使光线向不同方向进行漫反射，将降低纤维光泽度，提高其视觉舒适度，这就是纤维产品的消光处理。二氧化钛俗称钛白，由于其折射率高(TiO₂的折射率为2.60，空气为1.00)，将其添加在聚酯中利用其与聚酯的折射率差能够实现消光，是一种理想的聚酯消光添加剂。

预取向丝具有较高的取向度、较大的断裂伸长率及较低的结晶度，其结构稳定，在存放运输过程中不变质，后加工性能好，其主要用于加工各种变形丝和抗伸丝，是一种重要的纤维产品。

但随着PET产业的快速发展，虽然PET不会直接对环境造成危害，但由于其使用后的废品数目巨大且对大气和微生物试剂的抵抗性很强，其制得纤维废弃不易处理，会给环境间接造成危害。目前PET纤维废弃物的处理方法主要有：填埋、焚烧及回收利用。从环境角度而言，填埋和焚烧虽然是最简单的方法，却有许多缺陷，对环境亦会造成一定的污染。化学降解回收是处理PET废弃物有效而科学的途径，主要方法包括醇解、氨解等，化学降解的产物如醇、酸、酯等还可以作为化学原料重新利用。但由于PET结构致密、结晶度高，自然降解时间很长(常规PET纤维的降解周期可达16～48年)，这大大限制了化学降解回收在PET废弃物处理领域的应用。

此外，目前PET聚酯材料生产所使用的合成方法主要分为酯交换法(DMT法)和直缩(PTA法)，聚酯合成过程中采用的催化剂主要是锑系催化剂。目前市面上常见的锑系催化剂如Sb₂O₃在聚酯合成过程中的添加量较大，而金属锑会对人与自然都会带来危害，锑系催化剂的添加量较大对环境产生的影响也较大，不利于聚酯的环保生产，同时锑系催化剂在缩聚反应中会转化为锑单质，使聚酯色泽发灰亮度降低，锑系催化剂添加量越大，对聚酯的色泽和质量等影响越大，但添加量小的锑系催化剂无法对参与聚酯合成的所有原料的反应进行催化，无法满足聚酯生产的需要。

因此，开发一种能够高效率降解回收处理且Sb₂O₃添加量较小的半消光涤纶预取向丝极具现实意义。

发明内容