CN106637481B - 一种改性聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常压分散染料可染改性聚酯纤维，包括共聚酯和结晶促进剂，所述改性聚酯纤维由90～99wt％的共聚酯和1～10wt％结晶促进剂共混纺丝而成；所述共聚酯中含有碳原子数不大于8的脂肪族侧基二元醇。本发明的改性聚酯纤维不仅具有常温常压下分散染料可染深色的特点，而且还具有良好的尺寸稳定性，可较好地与不耐高温的棉、羊毛、真丝等天然纤维以及氨纶等弹性纤维混用或混纺。

Description

一种改性聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及化纤领域，具体地说，涉及一种改性聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维是当前合成纤维的第一大品种，它具有高度立体规整的大分子链结构以及高结晶度和取向度的凝聚态结构，这些结构特点赋予了聚酯纤维良好的物理和机械性能、耐化学腐烛、抗微生物侵蚀等性能优点，但也带来了聚酯纤维不易染色等性能缺陷。尽管聚酯纤维中含有能与分散染料分子形成氢键的酯基，由于其结构特点，染料分子只有在高温、高压条件下才能进入纤维内部上染。
目前大部分厂家采用高温高压染色方法对聚酯纤维织物进行染色,此方法不但条件苛刻、污染设备及工作环境、能耗高,而且会对与聚酯纤维混用或混纺的不耐高温的棉、羊毛、真丝等天然纤维以及氨纶等弹性纤维造成较大的损伤。因此，为了进一步扩大聚酯纤维的应用领域，需开发分散染料常压可染聚酯纤维以满足市场的需求。
申请号为201110385779.4的中国专利公开了一种常温常压分散可染改性聚酯纤维，该聚酯纤维中含有占总二元酸结构单元5～10mol％的带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇结构单元，占聚酯纤维1～5wt％的聚乙二醇结构单元，占聚酯纤维0.01～0.50wt％的受阻酚类抗氧剂。所述聚酯纤维不仅具有常温常压下分散可染的特点，还具有较高的耐热性及抗黄变特性能。但是该专利的技术方案使用聚乙二醇与含侧基二元醇改性聚酯共聚后产生的纤维破坏了聚酯链段的规整性，影响了所得产品的尺寸稳定性。
申请号为201010220511.6的中国专利公开了一种低温可染聚酯及其用途，由按重量百分比计1～35％的可染聚酯和65～99％的聚酯基料熔融共混后酯交换制得；其中，构成可染聚酯的二元醇主要成分为具有以下式(1)所示结构的脂肪族二元醇结构单元：HO-(XO)a-M-O-(YO)b-H式(1)；该发明的聚酯可通过公知的方法做成纤维，进而形成织物，制得的成品在常温常压下针对分散染料具有良好的染色性，降低了高温高压染色带来的高额设备投资，而且使用熔融共混法避免了在缩聚过程中因为具有式(1)结构的共聚二元醇的挥发而造成的C2-4二元醇回收工序的再投资。该专利所述可染聚酯中占主要成分的聚酯基料为没有经过改性的普通聚酯材料，虽然采用共混的方式将普通聚酯基料和二元醇改性聚酯制成纤维，但由于规整的聚酯链段存在会影响产品整体可染性。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明旨在提供一种改性聚酯纤维及其制备方法，采用含侧基二元醇改性聚酯作为主要成分，辅以结晶促进剂生成聚酯纤维，并且提供了相应的制备方法，以获得可以常温常压进行染色并且具有良好尺寸稳定性的聚酯纤维。
为达到上述目的，具体采用如下技术方案：
一种改性聚酯纤维，包括共聚酯和结晶促进剂，所述改性聚酯纤维由90～99wt％的共聚酯和1～10wt％结晶促进剂共混纺丝而成；所述共聚酯中含有碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇。
含侧基脂肪族二元醇的侧基取代基的位阻效应，可调节共聚酯的结晶区和非晶区的形态，使结晶区部分微晶化、使得共聚酯的结构更加疏松，染料分子能够更容易的渗透进纤维中，从而赋予了共聚酯纤维分散染料常压可染的性能。
此外，本发明的共聚酯与结晶促进剂共混熔融的过程时间短，因此期间酯交换反应影响甚微，不会对纤维的结晶性能产生影响。
本发明的进一步方案是：所述结晶改性剂为聚醚酯。
本发明的进一步方案是：所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的20～90wt％，优选为40～70wt％，更优选40wt％。
本发明的进一步方案是：所述聚醚嵌段为数均分子量均在1000～10000范围的聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的至少一种，优选的聚醚嵌段为聚乙二醇或聚丁二醇；
聚醚嵌段的优选数均分子量范围为4000～8000，更优选的数均分子量为4000；
所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种，优选的聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯
聚醚酯的柔性聚醚链段可以起到内增塑的作用，降低共聚酯大分子链形成折迭链时所需克服的能垒，有利于微晶的生长，提高共聚酯在纤维加工成型过程中的结晶能力，从而改善纤维的尺寸稳定性。此外，聚醚酯相比于聚醚作为结晶促进剂，由于聚醚酯分子链中聚酯嵌段的存在，消除了聚醚链段在纺丝组件内产生滑移的诱引因素，从而使纺丝过程具有良好的稳定性。
本发明的进一步方案是：所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15～1:5，优选的摩尔比为0.15～0.5:5，更优选的摩尔比为0.15:5。
该碳原子数为8以下的含侧基脂肪族二元醇占共聚酯总二元酸总量的3～20mol％，含侧基二元醇含量低于3mol％时，制得的共聚酯纤维的染色性能达不到分散染料常压可染的效果；含侧基二元醇含量高于20mol％时，制得的共聚酯纤维易因上染速率过快而产生染斑且染色牢度较低达不到后道应用的要求。
本发明的进一步方案是：所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇为1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或三甲基戊二醇中的至少一种。
本发明还提供了一种改性聚酯纤维的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将共聚酯与结晶促进剂按所述重量配比混合，形成共混物；
(2)将步骤(1)所得的共混物在230～290℃温度下熔融，优选温度为260～280℃；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物进行纺丝制得成品。
在上述熔融温度和结晶促进剂添加比例下，改性聚酯熔体具有良好的纺丝性能。改性聚酯熔体进行纺丝后，通过对牵伸、卷绕工艺进行调整，能够制备出不同类型的纤维，比如短纤维、全拉伸丝FDY或假捻变形丝DTY。
本发明的进一步方案是：当所述制得的成品为改性聚酯全拉伸丝FDY时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为3500～5200m/min，热辊GR1的速度为600～1800m/min，温度为60～120℃，热辊GR2的速度为3550～5250m/min，温度为110～200℃。
本发明的进一步方案是：当所述制得的成品为改性聚酯假捻变形丝DTY时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为2000～4000m/min，制得预取向丝POY，预取向丝POY经过加弹工艺制得假捻变形丝DTY，所述加弹工艺为：加工速度300～1200m/min，拉伸倍数1.3～3倍，变形温度120～210℃，定型温度100～200℃，D/Y为1.2～2.5。
本发明的进一步方案是：当所述制得的成品为改性聚酯短纤维时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为600～1800m/min，拉伸温度为50～130℃，一级牵伸倍率为2～4倍，二级牵伸倍率为1.05～2倍，卷曲温度为60～130℃，定型温度为80～200℃。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供的改性聚酯纤维由于采用了共聚酯作为主要成分，具有良好的分散染料常压可染性，上染率高达85～99％；
2.本发明提供的改性聚酯纤维由于结晶促进剂的存在，具有优良的尺寸稳定性，成品的沸水收缩率仅为1～8％；
3.本发明提供的改性聚酯纤维由于上染率高，减少了污染因子的排放，因此本发明的改性聚酯纤维具有优异的低碳环保性能，可节约成本提高生产率。
具体实施方式
下面给出实施例对本发明进行进一步说明，有必要指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与甲基丙二醇聚合而成，甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量4000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度4200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃，热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex，断裂强度4.2cN/dtex，断裂伸长38％，常压下分散染料上染率为95％，沸水收缩率为3.5％。
实施例2
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成，三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量6000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的50wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在280℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度5200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃，热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度4.8cN/dtex，断裂伸长10％，常压下分散染料上染率为85％，沸水收缩率为1％。
实施例3
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与1,2-丙二醇聚合而成，1,2-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.75:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量6000的聚丙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的60wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在260℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度5200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃，热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为2.0dtex，断裂强度3.4cN/dtex，断裂伸长40％，常压下分散染料上染率为97％，沸水收缩率为6.3％。
实施例4
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成，3-甲基-1,5-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.25:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量10000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的90wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比99:1均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在290℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度3500m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度600m/min、温度为120℃，热辊GR2的速度为3550m/min、温度为200℃。
该纤维的线密度为0.5dtex，断裂强度4.8cN/dtex，断裂伸长10％，常压下分散染料上染率为89％，沸水收缩率为3.2％。
实施例5
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸，1,2-丙二醇和甲基丙二醇聚合而成，1,2-丙二醇，甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:0.35:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量1000的聚丙二醇和数均分子量4000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯总量的10wt％，聚乙二醇嵌段占聚醚酯总量的30wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度4200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃，热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex，断裂强度4.0cN/dtex，断裂伸长42％，常压下分散染料上染率为94％，沸水收缩率为4.3％。
实施例6
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与新戊二醇聚合而成，新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量8000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的70wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比97:3均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度3000m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为600m/min、牵伸倍率为1.6倍、变形温度为180℃、D/Y为1.8；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为160℃；最后以卷绕速度960m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为1.5dtex，断裂强度3.4cN/dtex，断裂伸长35％，常压下分散染料上染率为98％，沸水收缩率为5.1％。
实施例7
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成，2-甲基-1,3-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量2000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的60wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比92:8均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在230℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度2000m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为300m/min、牵伸倍率为3倍、变形温度为120℃、D/Y为2.5；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为100℃；最后以卷绕速度900m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度3.0cN/dtex，断裂伸长45％，常压下分散染料上染率为99％，沸水收缩率为7.9％。
实施例8
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-2,4-戊二醇聚合而成，2-甲基-2,4-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.3:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量6000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比94:6均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在265℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度2800m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为800m/min、牵伸倍率为2.0倍、变形温度为210℃、D/Y为2.5；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为200℃；最后以卷绕速度1600m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为0.8dtex，断裂强度3.2cN/dtex，断裂伸长30％，常压下分散染料上染率为93％，沸水收缩率为4.3％。
实施例9
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与1,2-丙二醇聚合而成，1,2-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量4000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比96:4均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度4000m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为1200m/min、牵伸倍率为1.3倍、变形温度为160℃、D/Y为1.2；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为140℃；最后以卷绕速度1560m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为2.0dtex，断裂强度3.6cN/dtex，断裂伸长40％，常压下分散染料上染率为95％，沸水收缩率为5.5％。
实施例10
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与3-甲基-1,5-戊二醇聚合而成，3-甲基-1,5-戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.75:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量6000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在245℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度2600m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为800m/min、牵伸倍率为1.8倍、变形温度为140℃、D/Y为1.6；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为120℃；最后以卷绕速度1440m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度2.8cN/dtex，断裂伸长50％，常压下分散染料上染率为98％，沸水收缩率为7.6％。
实施例11
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸，1,2-丙二醇和新戊二醇聚合而成，1,2-丙二醇，新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.2:0.3:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量4000的聚乙二醇和数均分子量8000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中聚乙二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt％，聚丁二醇嵌段占聚醚酯总量的50wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比97:3均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在275℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度3000m/min，得到改性聚酯预取向丝POY。将预取向丝POY在加弹机上进行牵伸变形加工，其加工速度为600m/min、牵伸倍率为1.6倍、变形温度为180℃、D/Y为1.8；进一步在定型箱中定型，其中定型箱温度为160℃；最后以卷绕速度960m/min卷装，得到改性聚酯假捻变形丝DTY。
该纤维的线密度为1.5dtex，断裂强度3.3cN/dtex，断裂伸长37％，常压下分散染料上染率为98％，沸水收缩率为6.7％。
实施例12
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与1,3-丁二醇聚合而成，1,3-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量4000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的40wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在250℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度600m/min，得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在50℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍；在70℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.1倍，之后将纤维在60℃进行卷曲。然后在80℃进行定型，定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纤维。
该纤维的线密度为1.5dtex，断裂强度3.0cN/dtex，断裂伸长28％，常压下分散染料上染率为99％，沸水收缩率为8.0％。
实施例13
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与新戊二醇聚合而成，新戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.25:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量2000的聚乙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的20wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在285℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度1800m/min，得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在75℃进行一级牵伸，牵伸倍数3倍；在130℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.2倍，之后将纤维在130℃进行卷曲。然后在200℃进行定型，定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纤维。
该纤维的线密度为4.0dtex，断裂强度4.4cN/dtex，断裂伸长50％，常压下分散染料上染率为88％，沸水收缩率为5.4％。
实施例14
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与2-甲基-1,3-丙二醇聚合而成，2-甲基-1,3-丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.4:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量1000的聚丙二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丙二醇酯，其中聚醚嵌段占聚醚酯总量的30wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在285℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度1200m/min，得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在65℃进行一级牵伸，牵伸倍数2.8倍；在85℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.4倍，之后将纤维在100℃进行卷曲。然后在130℃进行定型，定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯毛型短纤维。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度4.0cN/dtex，断裂伸长38％，常压下分散染料上染率为92％，沸水收缩率为6.1％。
实施例15
本实施例中，共聚酯由对苯二甲酸与1,3-丁二醇聚合而成，1,3-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1:5；结晶促进剂聚醚酯的聚醚嵌段为数均分子量2000的聚丙二醇和数均分子量4000的聚丁二醇，聚酯嵌段为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其中聚丙二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt％，聚丁二醇嵌段占聚醚酯总量的20wt％，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比90:10均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在250℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度600m/min，得到改性聚酯初生丝UDY。将初生丝UDY在50℃进行一级牵伸，牵伸倍数4倍；在70℃进行二级牵伸，牵伸倍数1.1倍，之后将纤维在60℃进行卷曲。然后在80℃进行定型，定型后的纤维在切断机上切短、打包后得到改性聚酯棉型短纤维。
该纤维的线密度为1.5dtex，断裂强度3.0cN/dtex，断裂伸长29％，常压下分散染料上染率为98％，沸水收缩率为8.3％。
对比例1
本对比例中，共聚酯由对苯二甲酸与甲基丙二醇聚合而成，甲基丙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.5:5；未添加结晶促进剂，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(2)将步骤(1)中熔融后的共聚酯送入纺丝组件，卷绕速度4200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1200m/min、温度为80℃，热辊GR2的速度为4250m/min、温度为130℃。
该纤维的线密度为1.0dtex，断裂强度4.1cN/dtex，断裂伸长36％，常压下分散染料上染率为89％，沸水收缩率为11.3％。
对比例2
本对比例中，共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成，三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5；未添加结晶促进剂，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯切片在270℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(2)将步骤(1)中熔融后的共聚酯送入纺丝组件，卷绕速度5200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃，热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度4.6cN/dtex，断裂伸长10％，常压下分散染料上染率为70％，沸水收缩率为9.4％。
对比例3
本对比例中，共聚酯由对苯二甲酸与三甲基戊二醇聚合而成，三甲基戊二醇与对苯二甲酸的摩尔比为0.15:5；添加聚乙二醇(聚醚)作为结晶促进剂，使用以上材料按如下步骤进行制备：
(1)将共聚酯与结晶促进剂以质量比95:5均匀混合，形成共混切片；
(2)将步骤(1)中的共混切片在280℃温度下经螺杆挤出机熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物送入纺丝组件，卷绕速度5200m/min，得到改性聚酯全拉伸丝FDY。其中，热辊GR1的速度1800m/min、温度为90℃，热辊GR2的速度为5250m/min、温度为160℃。
该纤维的线密度为3.0dtex，断裂强度4.5cN/dtex，断裂伸长12％，常压下分散染料上染率为76％，沸水收缩率为8.9％。
为了进一步说明本发明的有益效果以下将对实施例1～15和对比例1～3所制备纤维的性能进行测试，测试项目如下：线密度(dtex)，测试方法：短纤维参照GB/T 14335-2008，长丝参照GB/T 14343-2008；断裂强度(cN/dtex)和断裂伸长(％)，测试方法：短纤维参照GB/T 14337-2008，长丝参照GB/T14344-2008；沸水收缩率(％)：参照GB/T 6505-2008；上染率(％)，测试方法：参照GB/T 23976.1-2009。
测试结果见表1。
表1实施例1～15和对比例1～3所制备纤维的性能测试结果
由表1可知，实施例1～15所制备的纤维均具有良好分散染料常压染色性能和尺寸稳定性能。对比例1～2所制备的纤维的分散染料常压染色性能和尺寸稳定性能均明显差于实施例1～2所制备的纤维，而在实施例2的基础上仅添加了聚乙二醇作为结晶促进剂的对比例3与实施例2相比，在分散染料常压染色性能和尺寸稳定性上均不如使用了聚醚酯作为结晶促进剂的实施例2，究其原因，是由于结晶促进剂聚醚酯的柔性聚醚链段起到了内增塑的作用，降低共聚酯大分子链形成折迭链时所需克服的能垒，利于微晶的生长，提高了共聚酯在纤维加工成型过程中的结晶能力，从而改善纤维的尺寸稳定性。此外，结晶促进剂聚醚酯的内增塑作用，可有效促进分散染料向纤维内部扩散，提高共聚酯纤维的分散染料常压染色性能。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种改性聚酯纤维，包括共聚酯和结晶促进剂，其特征在于，所述改性聚酯纤维由90～99wt％的共聚酯和1～10wt％结晶促进剂共混纺丝而成；所述共聚酯中含有碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇结构单元，所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15～1:5；所述结晶促进剂为聚醚酯，所述聚醚酯由聚酯嵌段和占聚醚酯总质量20～90wt％的聚醚嵌段构成，聚醚嵌段的数均分子量范围为4000～8000。
2.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的40～70wt％。
3.根据权利要求2所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的40wt％。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的改性聚酯纤维，其特征在于，
所述聚醚嵌段选自聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的至少一种；所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚醚嵌段选自聚乙二醇或聚丁二醇。
6.根据权利要求4所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚醚嵌段的数均分子量为4000。
7.根据权利要求4所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
8.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15～0.5:5。
9.根据权利要求8所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇与共聚酯所含二元酸的摩尔比为0.15:5。
10.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维，其特征在于，所述碳原子数不大于8的含侧基脂肪族二元醇为1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、甲基丙二醇、新戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或三甲基戊二醇中的至少一种。
11.一种如权利要求1～10任意一项所述改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将共聚酯和结晶促进剂按所述重量配比混合，形成共混物；
(2)将步骤(1)所得的共混物在230～290℃温度下熔融；
(3)将步骤(2)中熔融后的共混物进行纺丝制得成品。
12.根据权利要求11所述的改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的共混物在260～280℃温度下熔融。
13.根据权利要求11所述的改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，当所述制得的成品为改性聚酯全拉伸丝FDY时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为3500～5200m/min，热辊GR1的速度为600～1800m/min，温度为60～120℃，热辊GR2的速度为3550～5250m/min，温度为110～200℃。
14.根据权利要求11所述的改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，当所述制得的成品为改性聚酯假捻变形丝DTY时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为2000～4000m/min，制得预取向丝POY，预取向丝POY经过加弹工艺制得假捻变形丝DTY，所述加弹工艺为：加工速度300～1200m/min，拉伸倍数1.3～3倍，变形温度120～210℃，定型温度100～200℃，D/Y为1.2～2.5。
15.根据权利要求11所述的改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，当所述制得的成品为改性聚酯短纤维时，步骤(3)所述纺丝为：纺丝速度为600～1800m/min，拉伸温度为50～130℃，一级牵伸倍率为2～4倍，二级牵伸倍率为1.05～2倍，卷曲温度为60～130℃，定型温度为80～200℃。
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