CN107216448A - 用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其特征为它在二元酸、二元醇和添加剂调成的浆料中添加甲基丙二醇后直接酯化为酯化物，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～1.2dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品，其中甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:4～1:99。本发明还设计该用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片的制备方法。本发明具有的优点是其熔融纺丝生产的聚酯短丝和长丝具有良好的可染性、可纺性及弹性。

Description

用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片及制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性聚酯切片，尤其涉及一种用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片及制备方法。
背景技术
聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称；一般为将二元酸、二元醇和添加剂调成浆料后通过直接酯化法制成成品聚酯，该成品聚酯主要指聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)等线型热塑性树脂。是最早用作纺织原料的材料之一, 也是当前合成纤维的第一大品种。最大的优点是抗皱性和保形性很好，且具有较高的强度。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。聚酯纤维具有许多优良的纺织性能和服装用性能，用途广泛，可以纯纺织造，也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维和其他化学纤维混纺交织，制成花色繁多、坚牢挺括、易洗易干、免烫和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。聚酯纤维织物适用于男女衬衫、外衣、儿童衣着、室内装饰织物和地毯等。由于其具有良好的蓬松性，也可用作絮棉。在工业上高强度涤纶可用作轮胎帘子线、运输带、消防水管、缆绳、渔网等，也可用作电绝缘材料、耐酸过滤布和造纸毛毯等。用聚酯纤维制作无纺织布可用于室内装饰物、地毯底布、医药工业用布、絮绒、衬里等。
同天然纤维相比，聚酯纤维存在透气性差、染色性差、回弹性差等缺点。为了改善这些缺点，目前采取的技术路线包括化学改性和物理变形的方法。化学改性方法有：添加有亲水基团的单体比如低聚体聚乙二醇等进行共聚，能提高纤维的吸湿率。这种方法会在聚酯的分子链主链中引入大量的醚键，造成纤维制品热稳定性下降，并降低材料的可纺性，增加纺丝过程中的断丝率。还有添加亲染料基团的单体如磺酸盐、3，5二甲酸二甲酯苯磺酸钠和碳原子数6～10的脂肪族二元酸乙二醇聚酯进行嵌段共聚而制得，这种方法需要使用酯交换的聚合工艺，工艺复杂，且有剧毒的甲醇副产物生成。物理方法包括制成各种异形涤纶、与其他高聚物复合纺丝、着色的涤纶、细旦涤纶和高收缩涤纶等，工艺复杂成本较高。或使用高温、高压的方法染色，这种方法对设备的要求较高，还存在能耗高，难以连续化生产的缺点，而且染色后的纤维或织物耐光牢度差，使得最终的产品使用价值降低。
综上所述，目前虽然现已有一些技术可以提高聚酯纤维的可染性、可纺性及弹性，但这些方法各自还存在一定的缺欠，在指标上也还不能满足较高的性能要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其在熔融纺丝生产的聚酯短丝和长丝具有良好的可染性、可纺性及弹性。
本发明的技术内容为：一种用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其特征为它在二元酸、二元醇和添加剂调成的浆料中添加甲基丙二醇后直接酯化为酯化物，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～1.2dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品，其中甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:4～1:99。
在上述用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片中，甲基丙二醇包括1-甲基-1,3-丙二醇与2-甲基-1,3-丙二醇，可以使用其中一种，也可以共同使用其组合物；甲基丙二醇与二元醇的摩尔比优选为1:9～1:99，更优选为1:13～1:24。
在上述用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片中，二元酸、二元醇和添加剂采用的是本领域常用的原料，二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、2，6-萘二甲酸，二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇；催化剂为乙二醇锑，二元酸、二元醇和添加剂调成的浆料时的使用量为本领域常用的使用量。
本发明的另一目的在于提高上述用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片的制备方法。
用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片的制备方法，其特征为它包括如下步骤：
（1）、将二元酸、二元醇和添加剂按比例调成浆料；再在浆料中加入甲基丙二醇制得改性浆料，使甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:4～1:99；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为240～290℃，酯化压力为0.05～0.3Mpa，反应时间2～5小时；酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～1.2dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～280℃，真空度为500～2000pa，预缩聚时间为1～2小时；终聚合温度为270～290℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2～3小时。
在上述用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片的制备方法中，二元酸、二元醇和添加剂调浆料时使用的比例为常规比例。
本发明的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片是通过在聚酯分子链上共聚第三单体甲基丙二醇（MPO），破坏聚合物分子的对称性和相互排列的秩序，增加分子间的空间，从而降低聚酯的结晶速度和玻璃化转变温度。
聚酯在制造纤维的工艺中，采用熔融纺丝并进行热定型处理；在这一过程中，本发明的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片制成的改性聚酯纤维内部分子链将较为无序排列，结果将使纤维具有一定的回弹性，此外使染料更快且更容易被固定住；因此制成的纤维将具有降低结晶性、易染性、增加延展性等特性，另一方面降低的结晶性不至于让纤维的分子结构过于松散而产生断裂。此特点用于工业上代表可以用更少的能量、更低的成本生产聚酯纤维。
本发明与现有技术相比所具有的优点为，本发明的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片加工生产的改性聚酯纤维同普通聚酯纤维相比具有延展性好、回弹性好、染色性好等优点，并具有更加稳定的纺丝性能，可生产聚酯长丝和短纤。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
（1）、将对苯二甲酸、乙二醇和乙二醇锑按常规比例调成浆料；再在浆料中加入2-甲基-1,3-丙二醇制得改性浆料，使2-甲基-1,3-丙二醇与乙二醇的摩尔比为5:95；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为250～280℃，酯化压力为0.3Mpa，反应时间2.5小时，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～0.7dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～275℃，真空度为800pa，预缩聚时间为1小时；终聚合温度为270～285℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2.5小时。
实施例2：
（1）、将对苯二甲酸、丙二醇和乙二醇锑按常规比例调成浆料；再在浆料中加入2-甲基-1,3-丙二醇制得改性浆料，使2-甲基-1,3-丙二醇与丙二醇的摩尔比为5:95；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为250～280℃，酯化压力为0.3Mpa，反应时间2.5小时，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.8～1.0dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～275℃，真空度为800pa，预缩聚时间为1小时；终聚合温度为270～285℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2.5小时。
实施例3：
（1）、将对苯二甲酸、丁二醇和乙二醇锑按常规比例调成浆料；再在浆料中加入2-甲基-1,3-丙二醇制得改性浆料，使2-甲基-1,3-丙二醇与丁二醇的摩尔比为3:97；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为250～280℃，酯化压力为0.3Mpa，反应时间2.5小时，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.9～1.1dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～275℃，真空度为800pa，预缩聚时间为1小时；终聚合温度为270～285℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2.5小时。
实施例4：
（1）、将对苯二甲酸、乙二醇和乙二醇锑按常规比例调成浆料；再在浆料中加入1-甲基-1,3-丙二醇制得改性浆料，使1-甲基-1,3-丙二醇与乙二醇的摩尔比为4:96；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为250～280℃，酯化压力为0.3Mpa，反应时间2.5小时，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～0.7dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～275℃，真空度为800pa，预缩聚时间为1小时；终聚合温度为270～285℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2.5小时。

Claims (4)

1.一种用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其特征为它在二元酸、二元醇和添加剂调成的浆料中添加甲基丙二醇后直接酯化为酯化物，酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～1.2dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品，其中甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:4～1:99。
2.根据权利要求1所述的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其特征为甲基丙二醇为1-甲基-1,3-丙二醇或/和2-甲基-1,3-丙二醇，甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:9～1:99。
3.根据权利要求1所述的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片，其特征为甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:13～1:24。
4.用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片的制备方法，其特征为它包括如下步骤：
（1）、将二元酸、二元醇和添加剂按比例调成浆料；再在浆料中加入甲基丙二醇制得改性浆料，使甲基丙二醇与二元醇的摩尔比为1:4～1:99；
（2）、使上述制成的改性浆料进入酯化反应釜直接酯化为酯化物，酯化温度为240～290℃，酯化压力为0.05～0.3Mpa，反应时间2～5小时；酯化物再经预聚釜、终聚釜进行液相缩聚，液相缩聚后经冷却切片制得特性粘度为0.5～1.2dl/g的用于制造高弹性聚酯纤维的改性聚酯切片成品；预聚合温度为260～280℃，真空度为500～2000pa，预缩聚时间为1～2小时；终聚合温度为270～290℃，真空度为小于50pa，终缩聚时间为2～3小时。
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