[发明专利]一种改性聚酯POY纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性聚酯POY纤维及其制备方法，将改性聚酯熔体进行纺丝制得改性聚酯POY纤维；改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸和含氟二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；带叔丁基侧基的二元酸为5‑叔丁基‑1,3‑苯二甲酸、2‑叔丁基‑1,6‑己二甲酸、3‑叔丁基‑1,6‑己二甲酸或2,5‑二叔丁基‑1,6‑己二甲酸；含氟二元酸为2,2‑二氟‑1,3‑丙二酸、2,2‑二氟‑1,4‑丁二酸、2,2‑二氟‑1,5‑戊二酸或2,2,3,3‑四氟‑1,4‑丁二酸，改性后POY纤维上染率和K/S值高。本发明的方法工艺简单，改性聚酯POY纤维染色性能好且自然降解效率高。

技术领域

本发明属于改性聚酯纤维技术领域，涉及一种改性聚酯POY纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维，即聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)，商品名涤纶，是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。聚酯纤维具有强度高、弹性好、尺寸稳定性好、耐热、耐磨和耐光性好等优良特性。

涤纶纤维的生产按其使用原料状态的不同，可以分为切片纺丝和熔体纺丝两类。切片纺丝工艺流程如下:聚合物切片一干燥一熔融一纺丝一后处理一成品。切片纺丝灵活性大，便于纺丝厂合理布局，变换品种方便，切片纺丝适用于小批量、多品种聚酯的生产。涤纶纤维熔体纺丝又称熔体直纺，使用的原料是聚合物熔体，熔体纺丝不必进行干燥、熔融，其纺丝、后处理过程与切片纺丝相同。熔体纺丝工艺流程为：聚合物熔体一纺丝一后处理一成品。熔体纺丝流程短，设备投资少，PET用量和热消耗低，有利于降低成本。因此在品种单一、生产规模大及连续酯化缩聚工艺成熟的情况下，大都趋向于采用熔体纺丝生产涤纶纤维。

目前熔体纺涤纶纤维虽然产量较大，然而由于涤纶属于疏水性纤维，其分子上不含有亲水性基团，其分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能和染料发生结合的活性基团，涤纶纤维的染色性能不佳。涤纶纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象，其分子排列相当紧密，这进一步增大了涤纶纤维的上染难度。目前常规涤纶(PET)纤维一般选用分散染料在高温(130℃)高压下进行染色，只有在高温高压下进行染色才能保证纤维的上染率，而高温高压对设备的要求较高，能耗较大，同时由于上染难度大，其染色所需时间较长，导致该工艺的成本较高，一定程度上限制了多彩涤纶纤维的应用。虽然现有技术中有利用化学改性等方法如通过引入第三或第四组分进行共聚，或通过引入具有不同特性的官能团，或对通过改善聚酯大分子对染料的亲和力的方法来改善涤纶纤维的染色性能，但其或对纤维的染色性能提升有限，或者制备技术复杂不可控，或改性方法对纤维的其他性能如力学性能影响较大。

另外，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，PET废弃物已成为全球性的环境污染有机物。目前，常见的对PET废弃物的处理方法有填埋、焚烧及回收利用，填埋和焚烧虽然是最简单的方法，对环境亦将造成一定的污染，降解回收是处理PET废弃物有效而科学的途径，但由于PET结构致密，结晶度高，自然降解时间很长，目前回收利用的比例还很小，最高约13％，在实际应用中对于PET的降解多采用化学降解的方法，化学分解法主要有水解法和醇解法，此外还有氨解、胺解和热解等。但目前所使用的化学降解法依然存在降解速率慢，降解效果差等问题，其仍然无法解决大量的废旧服装的降解回收利用。基于环境意识的增强、资源节约及可持续性的需求，服用聚酯纤维(涤纶长丝)的自然降解已成为我国科技工作者迫切需要解决的问题。

因此，研究一种染色性能好且自然降解效率高的涤纶纤维具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种染色性能好且自然降解效率高的改性聚酯POY纤维。POY丝的性能相比于常规纺丝，主要体现为取向度高且纤维较柔软。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：