[发明专利]一种阳离子可染聚酯纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阳离子可染聚酯纤维及其制备方法，制备方法为：按FDY工艺由阳离子改性聚酯熔体制得阳离子改性聚酯FDY丝即阳离子可染聚酯纤维；阳离子改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、间苯二甲酸磺酸钠链段和带叔丁基侧基的二元醇链段，带叔丁基侧基的二元醇的结构式如下：阳离子改性聚酯中分散有经过高温焙烧的固体杂多酸粉体。制得产品在120℃的温度条件下的上染率为87.8～92.2％，K/S值为23.27～25.67；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13～17％。本发明的制备方法，第三单体添加量少，成本低廉，工艺简单；制得产品染色性能及自然降解性能优良。

技术领域

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种阳离子可染聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

涤纶是我国聚酯纤维的商品名称，是合成纤维中的一个重要品种，是对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物—聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，再经纺丝和后处理制成的纤维。随着人类生活水平的不断提高，服装及装饰等领域对纤维的品质提出了更高的要求。为适应人们不断提高的需求，开发具有高附加值的差异化产品刻不容缓。

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。此外，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。

为克服这一困难，对涤纶进行改性在涤纶分子中加入SIPE(间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠)在分子链中引入可用阳离子染料进行染色的极性基团磺酸钠制得了阳离子可染聚酯。目前阳离子可染聚酯己成为改性聚酯的第一大品种。然而，阳离子改性聚酯欲得到理想的染色性能需要加入较多的第三单体间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠，间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠的加入量一般为对苯二甲酸加入量的2-3mol％(摩尔百分比)左右，其加入量较大，第三单体的引入，会生成凝聚粒子并与金属离子反应生成沉淀物，同时聚合物的生产过程中引发的副反应较多，使沉淀物成分复杂难以去除，造成阳离子改性聚酯的可纺性较差，纺丝过程中纺丝组件更换时间短，纤维的技术指标稳定性不够优异。

此外，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，涤纶纤维废弃不易处理，会给环境间接造成危害。目前涤纶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(常规涤纶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。

因此，开发一种间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠添加量低且自然降解速率快的阳离子可染聚酯纤维极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是现有技术间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠添加量高且降解速率慢的缺陷，提供一种间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠添加量低且自然降解速率快的阳离子可染聚酯纤维及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种阳离子可染聚酯纤维的制备方法，按FDY工艺由阳离子改性聚酯熔体制得阳离子改性聚酯FDY丝，即得阳离子可染聚酯纤维；