CN104231248A - 一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法 - Google Patents

一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法 Download PDF

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闻秀银
钱明球
陈海燕
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Abstract

本发明公开一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法,将精对苯二甲酸(PTA)、1,4-丁二醇(BDO)与聚醚多元醇(PTMEG)进行共聚,得到特性粘度为0.90dl/g~1.05dl/gPBT共聚酯切片;然后经熔融纺丝、牵伸、假捻等工序,制成弹性纤维;该纤维产品具有优良的断裂强度、断裂伸长率、卷曲收缩率和低模量等优点,其纺织品具有自然回弹性好、弹性高、染色鲜艳、柔软等特点并且生产方法简单、易操作。

Description

一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法
技术领域
本发明涉及一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法,属于高分子纤维技术领域。
背景技术
PBT具有优良的弹性,特别适用于制作游泳衣、训练服、健美服、体操服、网球服、舞蹈紧身衣、滑雪裤、弹力牛仔服、连袜裤、长筒袜及医疗上应用的绷带等高弹性纺织品,PBT的应用领域正不断地由工业领域向民用领域拓展,市场前景广阔。
目前制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称PBT)长丝最普遍的方法主要是采用常规的PBT聚酯,经熔融纺丝、牵伸、假捻等工艺制成长丝,尽管制成的PBT长丝具有优良的弹性,但纤维的弹性远远不能与具有伸缩性分子链的氨纶的弹性相比。因此需对其聚酯进行改性以提高PBT长丝弹性。
目前国内外已见有改性PBT共混纤维制造方法的专利报道,但生产技术各不相同。
1、中国专利200910101795.4中公开了一种改性PBT聚酯的制作方法,该方法采用1,2-丙二醇制备改性聚对苯二甲酸丁二醇酯,发明效果是打破聚酯大分子链的规整性,降低聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶性,增加聚酯的亲水性,提高聚酯的染色能力。
2、中国专利01112901.8中公开了一种高弯曲弹性回复性共聚纤维的制备方法,该方法是应用催化剂合成含有聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚丁二醇的三元共聚酯,经熔融纺丝和后拉伸工艺制得具有优良弯曲回弹性和染色性的共聚酯纤维。
国内非专利文献已见制备聚醚多元醇/聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯弹性体的文献报道,但本发明采用精对苯二甲酸、1 , 4-丁二醇、聚醚多元醇的共聚酯制备PBT共聚酯弹性长丝,在所检索文献中未见述及。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于提供一种高弹性、自然回弹性好且生产成本较低的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法。
技术方案:本发明所述的一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的生产方法,包括如下步骤:首先添加三单体PTMEG(聚醚多元醇)与PTA(精对苯二甲酸)、BDO(1,4-丁二醇)进行共聚,BDO:PTA摩尔比为(1.5~1.9):1,PTMEG的添加比例为PTA质量的5%-20%,依次经过酯化反应和缩聚反应,酯化温度200℃~230℃,聚合温度为235℃~260℃,制得特性粘度为0.90dl/g~1.05dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯。
进一步地,PTMEG的添加比例为PTA质量的6%,制得聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.98dl/g。
进一步地,PTMEG的添加比例为PTA质量的20%,制得聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.95dl/g。 
   一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯弹性纤维的生产方法,首先将上述的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分在30ppm以下;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为255℃~270℃,纺丝速度为2400m/min~2800m/min,卷取张力为0.10 cN/dtex~0.20cN/dtex;最后在第一热箱温度为180℃~210℃、第二热箱关闭、加弹速度为400m/min~600m/min、牵伸倍率为1.35~1.55的条件下,将第二步中制得的原丝进行假捻加工,制得弹性长丝纤维。
所制得的弹性长丝纤维具有如下性能:
a)2.70cN/detx~3.50cN/detx的断裂强度;
b)20%~35%的断裂伸长率;
c)35%~50%的卷曲收缩率;
d)45%~55%的弹性回复率(定伸长10%,拉伸60次结果);
e)10cN/ dtex~15cN/ dtex的低模量。
优选地,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.98dl/g,将该聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分为20ppm;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2700m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;最后在第一热箱温度为185℃、加弹速度为500m/min、牵伸倍率为1.4的条件下,将第二步中制得的原丝进行牵伸假捻,制得弹性纤维。
优选地,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.95dl/g,将该聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分为23ppm;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2400m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;最后在第一热箱温度为195℃、加弹速度为600m/min、牵伸倍率为1.5的条件下,将第二步中制得的原丝进行牵伸假捻,制得弹性纤维。
其中:制得的PBT共聚物是以PBT作为硬链段,以PTMEG作为软链段, 经共聚反应而制得的聚酯,通过无规共聚改性,其分子结构与氨纶接近,PBT共聚酯长丝纤维弹性与普通PBT比提高15%以上,可制成纤度为150dtex/144F的牵伸变形丝(DTY)。
本发明与现有技术相比,其有益效果是:通过本发明制得的纤维产品具有弹性高、染色性及自然回弹性好、以及优良的断裂强度、断裂伸长率、弹性回复率等特点且生产方法简单、易操作。 
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1:一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法,首先添加三单体PTMEG与PTA、BDO进行共聚,BDO:PTA摩尔比为1.7:1,PTMEG的添加比例以PTA的质量作为参考,为PTA质量的6%,依次经过酯化反应和缩聚反应,酯化温度200℃~230℃,聚合温度为235℃~260℃,制得一种特性粘度为0.98dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯。
将上述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥至水分20ppm,经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2700m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;然后在村田-33J加弹机上进行牵伸假捻,在第一热箱温度为185℃、第二热箱关闭、加弹速度为500m/min、牵伸倍率为1.40的条件下进行牵伸假捻,制得弹性聚酯纤维。该纤维具有优良弹性及自然回弹率的特点,具有以下性能:
a)3.30cN/detx的断裂强度;
b)27.5%的断裂伸长率;
c)45.0%的卷曲收缩率;
d)46%的弹性回复率(定伸长10%,拉伸60次结果);
e)13.2cN/detx的低模量。
实施例2:一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯及其弹性纤维的生产方法,首先添加三单体PTMEG与PTA、BDO进行共聚,BDO:PTA摩尔比为1.8:1, PTMEG的添加比例以PTA的质量作为参考,为PTA质量的20%,依次经过酯化反应和缩聚反应,酯化温度200℃~230℃,聚合温度为235℃~260℃,制得一种特性粘度为0.95dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯。
将上述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥至水分23ppm,经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2400m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;然后在村田-33J加弹机上进行假捻加工,第一热箱温度为195℃、第二热箱关闭、力弹速度为600m/min、牵伸倍率为1.5的条件下进行假捻加工,制得弹性聚酯纤维。该纤维具有优良弹性及自然回弹率的特点,具有以下性能:
a)3.20cN/detx的断裂强度;
b)28.0%的断裂伸长率;
c)50%的卷曲收缩率;
d)55%的弹性回复率(定伸长10%,拉伸60次结果);
e)10cN/detx的低模量。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的生产方法,其特征在于,包括如下步骤:首先添加三单体PTMEG与PTA、BDO进行共聚,BDO与PTA摩尔比为(1.5~1.9):1,PTMEG的添加比例为PTA质量的5%~20%,依次经过酯化反应和缩聚反应,酯化温度200℃~230℃,聚合温度为235℃~260℃,制得特性粘度为0.90dl/g~1.05dl/g聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯。
2.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的生产方法,其特征在于,PTMEG的添加比例为PTA质量的6%,制得聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.98dl/g。
3.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的生产方法,其特征在于,PTMEG的添加比例为PTA质量的20%,制得聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.95dl/g。
4.  一种聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯弹性纤维的生产方法,其特征在于,首先将权利要求1制得的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分在30ppm以下;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为255℃~270℃,纺丝速度为2400 m/min~2800m/min,卷取张力为0.10cN/dtex~0.20cN/dtex;最后在第一热箱温度为180℃~210℃、第二热箱关闭、加弹速度为400m/min~600m/min、牵伸倍率为1.35~1.55的条件下,将第二步中制得的原丝进行假捻加工,制得弹性纤维。
5.根据权利要求4所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯弹性纤维的生产方法,其特征在于,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.98dl/g,将该聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分为20ppm;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2700m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;最后在第一热箱温度为185℃、加弹速度为500m/min、牵伸倍率为1.4的条件下,将第二步中制得的原丝进行假捻加工,制得弹性纤维。
6.根据权利要求4所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯弹性纤维的生产方法,其特征在于,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯的特性粘度为0.95dl/g,将该聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯切片送入干燥机内干燥,使干燥后的共聚酯切片水分为23ppm;然后经料仓送入螺杆熔融,通过计量泵,由纺丝组件挤出成型,纺丝温度为260℃,纺丝速度为2400m/min,卷取张力为0.10cN/dtex;最后在第一热箱温度为195℃、加弹速度为600m/min、牵伸倍率为1.5的条件下,将第二步中制得的原丝进行假捻加工,制得弹性纤维。
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