CN107936237A - 一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法，制备方法：以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应和终缩聚反应制得生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝成形制得生物基可降解聚酯纤维；分段式预缩聚反应按先后顺序分为第一预缩聚反应和第二预缩聚反应，其中第一预缩聚反应过程中加入聚乙二醇，第二预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体。最终制得产品的回潮率≥2.0％，表面接触角≤60°。本发明的制备方法，工艺简单，有效降低了缩聚反应的停留时间，降低了能耗与物耗，经济效益好；本发明的产品，可降解性能好、纤维力学强度好、品质高，极具应用前景。
Description
技术领域
本发明属于纤维制备领域，涉及一种生物基可降解聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
生物基材料是指以可再生资源为原料，通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物质合成材料、生物质再生材料和基础化工原料。生物基材料目前主要用于生产塑料、纤维、尼龙和橡胶等，具有原料可再生、加工生产过程生成的有害物少等特点。生物基材料是现代生物制造产业发展的重点，也是社会经济绿色增长的重大产业方向。生物基材料的规模化发展，将降低化工材料工业对化石资源的依赖，有利于环境改善与经济协调发展，对于加快培育战略性新兴产业、促进我国石油化工材料转型升级、推动绿色经济增长、促进农工融合与城镇化建设具有重大意义。
在纺织品消费量日益增长的今天，每天都有大量的纤维制品生产、使用，其中必将导致大量的废弃纺织品。目前，纤维制品回收利用率不高，废弃后大多作为垃圾处理掉，而未采取针对性的降解方式，因而对环境及生态产生很大的影响。如何生态地处理纤维废弃物，已经成为一个迫切需要解决的问题。因此开发一种可降解性能优良的纺织材料是解决这一问题的重要途径。
聚合物可降解的重要基础条件是其具有优异的亲水性能，可降解过程亦是水解过程。专利CN103980468B公开了呋喃二甲酸-乳酸-二元醇共聚物及其制备方法，首先采用乳酸聚合制备低聚乳酸，然后采用呋喃二甲酸与二元醇制备呋喃二甲酸二元醇酯，最后将低聚乳酸与呋喃二甲酸二元醇酯进行共聚，获得目前产物呋喃二甲酸-乳酸-二元醇共聚物。制得的共聚物可降解且具有良好的热学性能和力学性能，但聚乳酸与呋喃二甲酸二元醇酯均是热稳定性较差的聚合物，在进行酯交换反应中，产物多以混合物为主，对最终的加工造成非常不利的影响。
脂肪族的柔性亲水链聚乙二醇是亲水性能优异的聚合物，也是目前应用最为广泛的可降解改性组分，但由于生物基聚酯与聚乙二醇热性能较差的原因，粘度低无法满足熔融纺丝加工的要求。
因此，开发一种可降解性能好且能够进行高粘度共聚合最终制纤的生物基可降解聚酯极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在聚酯材料粘度低无法满足纺丝加工要求及加工困难的问题，提供了一种可降解性能好、粘度高及热性能较好的生物基可降解聚酯，进而将其制备成纤维。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种生物基可降解聚酯纤维，回潮率≥2.0％，表面接触角≤60°，其亲水性能优良即可降解性能好。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种生物基可降解聚酯纤维，生物基可降解聚酯纤维的条干不匀率为0.6～1.0％，力学强度≥3.0cN/dtex，模量≤60cN/dtex，柔软性能明显提升。
本发明还提供制备如上所述的一种生物基可降解聚酯纤维的方法，以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应和终缩聚反应制得生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝成形制得生物基可降解聚酯纤维；
所述分段式预缩聚反应按先后顺序分为第一预缩聚反应和第二预缩聚反应，其中第一预缩聚反应过程中加入聚乙二醇，第二预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将生物基二元醇、生物基二元酸和催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率(二元醇与二元酸发生化学反应，生成小分子的水，当实际出水量与理论出水量的比值为酯化率)为92～96％得到酯化物；生物基二元醇与生物基二元酸混合时的摩尔比为1.1～1.5:1.0，催化剂的加入量为生物基二元酸的加入量的150～350ppm，酯化反应的温度为200～250℃，压力为0.1～0.4MPa；
酯化反应的反应方程式如下：
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5～1.0:1.0，聚乙二醇添加量过高会导致聚酯本身良好的力学性能变差，无法纺丝成形，过低无法实现亲水性能显著的提升，达不到生物可降解要求；第一预缩聚反应的温度为210～260℃，预缩聚反应温度过高会导致引入的聚乙二醇组分在高温下发生热降解分子链发生断裂等副反应，过低达不到聚乙二醇与酯化物进行反应的活化能，反应不充分；压力为0.1～0.2Mpa，预缩聚反应压力过大造成能耗大大增加，预缩聚反应压力过低会导致引入的改性组分聚乙二醇尚未充分进行反应九迅速被抽提到管道中，造成改性反应无法完成；时间为0.5～1.5h，预缩聚反应时间过长会导致酯化物与聚乙二醇反应的生成物发生逆反应，时间过段会导致反应不充分，聚乙二醇以共混的形式在产物中；聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5～15％，溶剂为酯化反应用到的生物基二元醇，过高的聚乙二醇质量分数会导致聚乙二醇在二元醇中溶解不充分，过低的聚乙二醇质量分数会导致引入过多的二元醇溶剂对抽真空系统造成较大负担；
第一预缩聚反应，通过将碳原子数为20～200的聚乙二醇以酯交换的方式接入到聚酯主链中，利用长碳链的聚二元醇的天然亲水性能，增加共聚酯的亲水性能，增强聚酯生物可降解性能。
第一预缩聚反应的反应方程式如下：
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的二元醇后，加入具有多羟基结构的单体并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；具有多羟基结构的单体与第一预缩聚反应的产物混合时的摩尔比为0.0001～0.0010:1.0，具有多羟基结构的单体必须严格控制添加量，添加量过低无法实现预聚体的交联反应的形成，过高的添加量会使得预聚体交联度显著增加，破坏原有生物基聚酯的线性结构，无法满足熔融纺丝加工要求；第二预缩聚反应的温度为220～260℃，第二预缩聚反应的温度是保证反应稳定进行的重要因素，过低的温度达不到反应所需要的活化能，致使具有多羟基结构的单体无法以化学反应的形式接入到生物基聚酯分子链中，过高的温度会使较高活性的具有多羟基结构的单体反应速率大大加快，甚至引起局部爆聚，影响聚合稳定性；压力为100～200KPa，过低的压力会导致引入的具有多羟基结构的单体始终停留在反应物表面上方无法充分参与反应，过高的压力会导致反应能耗的大大增加；时间为0.5～1.5h，由于具有多羟基结构的单体具有较高的反应活性，可以在短时间内完成反应，过短的时间不利于反充分进行，过久的反应时间会导致预聚体热降解副反应产生；
在第二预缩聚反应中加入具有多羟基结构的单体生成具有支化结构的预聚体。本发明通过在终缩聚反应加入具有支化结构的预聚体，一方面强化了终缩聚过程中的动力学，缩短反应时间，减少聚酯降解；另一方面具有支化型结构的预聚体相比较现有的线性结构的预聚体结构稳定，因而终缩聚反应过程造成的热降解大大减低，从而改善聚酯粘度及品质。
第二预缩聚反应的反应方程式如下：
(3)终缩聚反应；
将步骤(2.2)的预聚体进行终缩聚反应得到生物基可降解聚酯，终缩聚反应的温度为220～280℃，温度过低会导致反应速率大大降低，导致生物基可降解聚酯粘度始终无法达到纤维级要求，过高的温度会导致最终产物色泽品质下降明显；压力为1～10KPa，过低的压力会导致终缩聚反应釜中不仅小分子还有生物基可降解聚酯低聚物被抽提出造成缩聚管道的堵塞，对聚合稳定性造成极大破坏作用，过高的压力无法将小分子及时有效的抽提出，粘度增加缓慢无法得到特定的纤维级要求；时间为1.5～3.5h，过短的反应时间无法实现生物基可降解聚酯的分子量增加到纤维级要求，过长的反应时间会导致生物基可降解聚酯热降解副反应增加，影响品质。
终缩聚反应阶段，步骤(2.2)制得的具有支化型结构的预聚体经高真空条件进一步脱除小分子，粘度得到快速增加，实现终缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，降低了热降解导致的粘度降现象严重的问题。
终缩聚反应的反应方程式如下：
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯进行熔融纺丝成形得到生物基可降解聚酯纤维。
如上所述的方法，所述生物基二元醇为含2～10个碳原子的二元醇，所述生物基二元酸为含4～10个碳原子的二元酸，所述聚乙二醇中碳原子的个数为20～200，所述具有多羟基结构的单体为山梨醇和/或季戊四醇。
如上所述的方法，所述生物基二元醇为生物基乙二醇、生物基丙二醇、生物基丁二醇、生物基戊二醇、生物基己二醇、生物基庚二醇、生物基辛二醇、生物基壬二醇或生物基癸二醇；
所述生物基二元醇具体为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2-庚二醇、1,3-庚二醇、1,4-庚二醇、1,5-庚二醇、1,6-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,3-辛二醇、1,4-辛二醇、1,5-辛二醇、1,6-辛二醇、1,7-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,3-壬二醇、1,4-壬二醇、1,5-壬二醇、1,6-壬二醇、1,7-壬二醇、1,8-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,3-癸二醇、1,4-癸二醇、1,5-癸二醇、1,6-癸二醇、1,7-癸二醇、1,8-癸二醇、1,9-癸二醇或1,10-癸二醇；
所述生物基二元酸为生物基丁二酸、生物基戊二酸、生物基己二酸、生物基庚二酸、生物基辛二酸、生物基壬二酸、生物基癸二酸或呋喃二甲酸；
所述生物基二元酸具体为1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,4-丁二酸、1,2-戊二酸、1,3-戊二酸、1,4-戊二酸、1,5-戊二酸、1,2-己二酸、1,3-己二酸、1,4-己二酸、1,5-己二酸、1,6-己二酸、1,2-庚二酸、1,3-庚二酸、1,4-庚二酸、1,5-庚二酸、1,6-庚二酸、1,7-庚二酸、1,2-辛二酸、1,3-辛二酸、1,4-辛二酸、1,5-辛二酸、1,6-辛二酸、1,7-辛二酸、1,8-辛二酸、1,2-壬二酸、1,3-壬二酸、1,4-壬二酸、1,5-壬二酸、1,6-壬二酸、1,7-壬二酸、1,8-壬二酸、1,9-壬二酸、1,2-癸二酸、1,3-癸二酸、1,4-癸二酸、1,5-癸二酸、1,6-癸二酸、1,7-癸二酸、1,8-癸二酸、1,9-癸二酸、1,10-癸二酸或2,5-呋喃二甲酸。
如上所述的方法，所述催化剂为钛系催化剂，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯或钛系/锑系复配型催化剂。
如上所述的方法，所述生物基可降解聚酯的特性粘度为0.70～1.40dl/g，分子量分布指数为1.10～1.40，聚合度为100～150。
如上所述的方法，所述生物基可降解聚酯纤维为聚酯短纤维、聚酯POY、聚酯DTY或聚酯FDY；所述聚酯短纤维的纤度为0.3～5.0dtex，长度为38mm或51mm，所述聚酯POY的纤度为0.3～5.0dtex，所述聚酯DTY的纤度为0.3～5.0dtex，所述聚酯FDY的纤度为0.3～5.0dtex。
如上所述的方法，所述生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
所述生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
所述聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
所述生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
发明机理：
目前合成生物基可降解聚酯的主要困难在于可降解改性材料与生物基聚酯的热性能较差，无法进行高粘度的共聚合，产品无法满足熔融纺丝加工成纤的要求。生物基聚酯在合成过程中热降解现象严重导致其粘度较低，极大限制了其在纤维加工方面的应用。这主要是由于生物基单体本身的结构特点(如呋喃二甲酸中含有的醚键)导致其热稳定性较差，在制备过程中极易发生热降解副反应。同时，由于生物基单体由发酵得到，纯度虽然很高，但是还是无法避免存在一定的杂质(杂质包括了反应活性较低的单体、单官能团单体等)，延长了反应时间，影响聚合效率。
针对以上问题，本发明以生物基二元醇、二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应及终缩聚反应制备得到生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝工艺制得生物基可降解聚酯纤维。其中本发明的分段式预缩聚反应区别于现有的聚酯制备的预聚反应，其包括了第一预缩聚反应与第二预缩聚反应。第一预缩聚反应的是引入碳原子数为20～200的聚乙二醇，长碳链的聚二元醇以酯交换的方式接入到聚酯主链中，利用长碳链的聚二元醇的天然亲水性能，增加共聚酯的亲水性能，增强其生物可降解性能。酯化物在完成第一预缩聚反应后，进行第二预缩聚反应，将多余的二元醇真空抽除，同时补充具有多羟基结构的单体，形成具有支化结构的共聚型预聚体，通过控制添加量及预缩聚的反应温度、时间实现对生物基聚酯支化结构的调控。这样，一方面通过引入具有多羟基的结构单体实现了终缩聚过程中的动力学强化，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，降低了热降解导致的粘度降；另一方面，具有支化型结构的预聚体相比较现有的具有线性结构的预聚体结构稳定，因而终缩聚反应过程造成的热降解大大减低。本发明一方面通过在聚酯主链中引入长碳链的聚二元醇，增强聚酯生物可降解性能；另一方面强化聚合动力学过程，缩短了聚合时间，提升了聚酯品质。最终通过熔融纺丝工艺将该聚酯制成力学性能好、品质高且可降解性能优良的生物基可降解聚酯纤维，该纤维可广泛应用于家纺、服用等领域。
有益效果：
(1)本发明的一种生物基可降解聚酯纤维的制备方法，在完成酯化反应后，首先进行第一预缩聚反应，引入碳原子数为20～200的聚乙二醇使其以酯交换的方式接入到聚酯主链中，利用长碳链的聚二元醇的天然亲水性能，增加共聚酯的亲水性能，从而增强其生物可降解性能；
(2)本发明的一种生物基可降解聚酯纤维的制备方法，在完成第一预缩聚反应后，进行第二预缩聚反应，将多余的二元醇真空抽除，同时补充具有多羟基结构的单体，形成具有支化型结构的预聚体，一方面强化了终缩聚过程中的动力学，降低了生物基聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降；另一方面，由于预聚体结构稳定，大大减低终缩聚反应过程造成的热降解，这大大降低了缩聚反应的停留时间，降低了能耗与物耗，同时提升了聚酯品质；
(3)本发明的一种生物基可降解聚酯纤维的制备方法，工艺简单，制备过程合理，经济效益好；
(4)本发明的一种生物基可降解聚酯纤维，完全满足短纤维工艺、POY纤维工艺、FDY纤维工艺、复合纺丝工艺的要求，可降解性能好，纤维力学强度好，品质高，可广泛应用于家纺、服用等领域，极具应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种生物基可降解聚酯短纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-丙二醇、1,2-丁二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,2-丙二醇与1,2-丁二酸混合时的摩尔比为1.2:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-丁二酸的加入量的150ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5:1.0，第一预缩聚反应的温度为220℃，压力为0.1MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为10％，聚乙二醇中碳原子的个数为150，溶剂为酯化反应用到的1,2-丙二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-丙二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，第二预缩聚反应的温度为260℃，压力为100KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为230℃，压力为10KPa，时间为1.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯短纤维的纤度为0.48dtex，长度为38mm，回潮率为2.0％，表面接触角为55°。生物基可降解聚酯短纤维的条干不匀率为0.8％，力学强度为4.1cN/dtex，模量为55cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯短纤维的特性粘度为0.70dl/g，分子量分布指数为1.11，聚合度为100。
对比例1
一种生物基可降解聚酯的制备方法，其步骤与实施例1基本一致，不同的是
步骤(2.2)中不加入山梨醇，即真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-丙二醇后，直接进行第二预缩聚反应后进行终缩聚反应，各步骤中涉及的工艺条件除终缩聚反应时间外与实施例1基本一致，经反复试验发现，当终缩聚反应时间为1.5h，最终制得的生物基可降解聚酯的分子量分布指数为2.0，粘度为0.50dl/g，当终缩聚反应时间为3.5h时制得的生物基可降解聚酯的特性粘度最大为0.60dl/g，生物基可降解聚酯的分子量分布指数为1.8，仍远不能达到纺丝的要求，这主要是由于终缩聚反应时间过长聚酯发生热降解导致的。将实施例1与对比例1对比可以看出，山梨醇的加入使得生物基可降解聚酯的分子量能够满足纺丝加工的要求，且强化了缩聚反应过程中的动力学，降低了生物基可降解聚酯在高温条件下停留的时间，进而降低了热降解导致的粘度降。
实施例2
一种生物基可降解聚酯短纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-戊二醇、1,4-戊二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,2-戊二醇与1,4-戊二酸混合时的摩尔比为1.2:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,4-戊二酸的加入量的150ppm，酯化反应的温度为240℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5:1.0，第一预缩聚反应的温度为220℃，压力为0.1MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为10％，聚乙二醇中碳原子的个数为20，溶剂为酯化反应用到的1,2-戊二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-戊二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，第二预缩聚反应的温度为260℃，压力为100KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为230℃，压力为10KPa，时间为1.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯短纤维的纤度为3.5dtex，长度为51mm，回潮率为3.5％，表面接触角为52°。生物基可降解聚酯短纤维的条干不匀率为1.0％，力学强度为4.2cN/dtex，模量为48cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯短纤维的特性粘度为0.74dl/g，分子量分布指数为1.15，聚合度为100。
实施例3
一种生物基可降解聚酯短纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-戊二醇、1,5-戊二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,3-戊二醇与1,5-戊二酸混合时的摩尔比为1.2:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,5-戊二酸的加入量的150ppm，酯化反应的温度为240℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5:1.0，第一预缩聚反应的温度为220℃，压力为0.1MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为10％，聚乙二醇中碳原子的个数为50，溶剂为酯化反应用到的1,3-戊二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,3-戊二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，第二预缩聚反应的温度为260℃，压力为100KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为230℃，压力为10KPa，时间为1.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯短纤维的纤度为4.2dtex，长度为38mm，回潮率为2.4％，表面接触角为50°。生物基可降解聚酯短纤维的条干不匀率为1.0％，力学强度为3.5cN/dtex，模量为60cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯短纤维的特性粘度为0.98dl/g，分子量分布指数为1.24，聚合度为102。
实施例4
一种生物基可降解聚酯短纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,4-戊二醇、1,2-己二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,4-戊二醇与1,2-己二酸混合时的摩尔比为1.2:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-己二酸的加入量的150ppm，酯化反应的温度为240℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5:1.0，第一预缩聚反应的温度为220℃，压力为0.1MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为10％，聚乙二醇中碳原子的个数为200，溶剂为酯化反应用到的1,4-戊二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,4-戊二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，第二预缩聚反应的温度为260℃，压力为100KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为230℃，压力为10KPa，时间为1.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯短纤维的纤度为0.3dtex，长度为51mm，回潮率为3.1％，表面接触角为48°。生物基可降解聚酯短纤维的条干不匀率为0.7％，力学强度为3.8cN/dtex，模量为52cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯短纤维的特性粘度为1.05dl/g，分子量分布指数为1.20，聚合度为124。
实施例5
一种生物基可降解聚酯POY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-丙二醇、1,3-丁二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为95％得到酯化物；1,3-丙二醇与1,3-丁二酸混合时的摩尔比为1.4:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,3-丁二酸的加入量的200ppm，酯化反应的温度为210℃，压力为0.2MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.8:1.0，第一预缩聚反应的温度为250℃，压力为0.15MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为13％，聚乙二醇中碳原子的个数为150，溶剂为酯化反应用到的1,3-丙二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,3-丙二醇后，加入季戊四醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；季戊四醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0008:1.0，第二预缩聚反应的温度为220℃，压力为180KPa，时间为1.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为260℃，压力为4KPa，时间为2.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯POY的纤度为5.0dtex，回潮率为2.0％，表面接触角为60°。物基可降解聚酯聚酯POY纤维的条干不匀率为1.0％，力学强度为3.0cN/dtex，模量为60cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯POY纤维的特性粘度为1.22dl/g，分子量分布指数为1.29，聚合度为118。
实施例6
一种生物基可降解聚酯POY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,5-戊二醇、1,3-己二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为95％得到酯化物；1,5-戊二醇与1,3-己二酸混合时的摩尔比为1.4:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,3-己二酸的加入量的200ppm，酯化反应的温度为210℃，压力为0.2MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.8:1.0，第一预缩聚反应的温度为250℃，压力为0.15MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为13％，聚乙二醇中碳原子的个数为140，溶剂为酯化反应用到的1,5-戊二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,5-戊二醇后，加入季戊四醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；季戊四醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0008:1.0，第二预缩聚反应的温度为220℃，压力为180KPa，时间为1.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为260℃，压力为4KPa，时间为2.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯POY的纤度为2.0dtex，回潮率为2.4％，表面接触角为50°。物基可降解聚酯聚酯POY纤维的条干不匀率为0.6％，力学强度为3.8cN/dtex，模量为52cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯POY纤维的特性粘度为0.95dl/g，分子量分布指数为1.40，聚合度为110。
实施例7
一种生物基可降解聚酯POY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-己二醇、1,4-己二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为95％得到酯化物；1,2-己二醇与1,4-己二酸混合时的摩尔比为1.4:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,4-己二酸的加入量的200ppm，酯化反应的温度为210℃，压力为0.2MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.8:1.0，第一预缩聚反应的温度为250℃，压力为0.15MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为13％，聚乙二醇中碳原子的个数为60，溶剂为酯化反应用到的1,2-己二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-己二醇后，加入季戊四醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；季戊四醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0008:1.0，第二预缩聚反应的温度为220℃，压力为180KPa，时间为1.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为260℃，压力为4KPa，时间为2.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯POY的纤度为5.0dtex，回潮率为3.1％，表面接触角为41°。物基可降解聚酯聚酯POY纤维的条干不匀率为0.8％，力学强度为4.0cN/dtex，模量为55cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯POY纤维的特性粘度为0.70dl/g，分子量分布指数为1.17，聚合度为135。
实施例8
一种生物基可降解聚酯POY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-己二醇、1,5-己二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为95％得到酯化物；1,3-己二醇与1,5-己二酸混合时的摩尔比为1.4:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,5-己二酸的加入量的200ppm，酯化反应的温度为210℃，压力为0.2MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.8:1.0，第一预缩聚反应的温度为250℃，压力为0.15MPa，时间为1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为13％，聚乙二醇中碳原子的个数为20，溶剂为酯化反应用到的1,3-己二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,3-己二醇后，加入季戊四醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；季戊四醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0008:1.0，第二预缩聚反应的温度为220℃，压力为180KPa，时间为1.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为260℃，压力为4KPa，时间为2.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯POY的纤度为1.8dtex，回潮率为4.2％，表面接触角为48°。物基可降解聚酯聚酯POY纤维的条干不匀率为0.8％，力学强度为3.0cN/dtex，模量为40cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯POY纤维的特性粘度为1.23dl/g，分子量分布指数为1.22，聚合度为125。
实施例9
一种生物基可降解聚酯DTY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-丁二醇、1,4-丁二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,2-丁二醇与1,4-丁二酸混合时的摩尔比为1.1:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,4-丁二酸的加入量的180ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.4MPa，；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.6:1.0，第一预缩聚反应的温度为210℃，压力为0.19MPa，时间为1.0h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5％，聚乙二醇中碳原子的个数为160，溶剂为酯化反应用到的1,2-丁二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-丁二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为2:3)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0005:1.0，第二预缩聚反应的温度为230℃，压力为200KPa，时间为2.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220℃，压力为5KPa，时间为3.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如实施例5，聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯DTY的纤度为3.2dtex，回潮率为3.0％，表面接触角为45°。物基可降解聚酯DTY纤维的条干不匀率为0.9％，力学强度为3.8cN/dtex，模量为45cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯DTY纤维的特性粘度为1.10dl/g，分子量分布指数为1.35，聚合度为122。
实施例10
一种生物基可降解聚酯DTY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,4-己二醇、1,6-己二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,4-己二醇与1,6-己二酸混合时的摩尔比为1.1:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,6-己二酸的加入量的180ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.4MPa，；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.6:1.0，第一预缩聚反应的温度为210℃，压力为0.19MPa，时间为1.0h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5％，聚乙二醇中碳原子的个数为180，溶剂为酯化反应用到的1,4-己二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,4-己二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为2:3)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0005:1.0，第二预缩聚反应的温度为230℃，压力为200KPa，时间为2.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220℃，压力为5KPa，时间为3.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如实施例6，聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯DTY的纤度为0.3dtex，回潮率为3.1％，表面接触角为54°。物基可降解聚酯DTY纤维的条干不匀率为0.6％，力学强度为5.5cN/dtex，模量为42cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯DTY纤维的特性粘度为1.33dl/g，分子量分布指数为1.20，聚合度为109。
实施例11
一种生物基可降解聚酯DTY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,5-己二醇、1,2-庚二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,5-己二醇与1,2-庚二酸混合时的摩尔比为1.1:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-庚二酸的加入量的180ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.4MPa，；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.6:1.0，第一预缩聚反应的温度为210℃，压力为0.19MPa，时间为1.0h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5％，聚乙二醇中碳原子的个数为90，溶剂为酯化反应用到的1,5-己二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,5-己二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为2:3)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0005:1.0，第二预缩聚反应的温度为230℃，压力为200KPa，时间为2.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220℃，压力为5KPa，时间为3.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如实施例7，聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯DTY的纤度为2.2dtex，回潮率为2.8％，表面接触角为41°。物基可降解聚酯DTY纤维的条干不匀率为0.7％，力学强度为4.0cN/dtex，模量为55cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯DTY纤维的特性粘度为1.40dl/g，分子量分布指数为1.25，聚合度为100。
实施例12
一种生物基可降解聚酯DTY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,6-己二醇、1,3-庚二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92％得到酯化物；1,6-己二醇与1,3-庚二酸混合时的摩尔比为1.1:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,3-庚二酸的加入量的180ppm，酯化反应的温度为200℃，压力为0.4MPa，；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.6:1.0，第一预缩聚反应的温度为210℃，压力为0.19MPa，时间为1.0h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5％，聚乙二醇中碳原子的个数为200，溶剂为酯化反应用到的1,6-己二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,6-己二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为2:3)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0005:1.0，第二预缩聚反应的温度为230℃，压力为200KPa，时间为2.0h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为220℃，压力为5KPa，时间为3.5h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如实施例8，聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯DTY的纤度为3.8dtex，回潮率为2.0％，表面接触角为46°。物基可降解聚酯DTY纤维的条干不匀率为0.9％，力学强度为3.2cN/dtex，模量为59cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯DTY纤维的特性粘度为1.28dl/g，分子量分布指数为1.36，聚合度为147。
实施例13
一种生物基可降解聚酯FDY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-丁二醇、1,2-戊二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为94％得到酯化物；1,3-丁二醇与1,2-戊二酸混合时的摩尔比为1.3:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,2-戊二酸的加入量的350ppm，酯化反应的温度为250℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为1.0:1.0，第一预缩聚反应的温度为240℃，压力为0.1MPa，时间为0.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为8％，聚乙二醇中碳原子的个数为130，溶剂为酯化反应用到的1,3-丁二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,3-丁二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为1:1)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0010:1.0，第二预缩聚反应的温度为250℃，压力为130KPa，时间为2.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为250℃，压力为1KPa，时间为2.0h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯FDY的纤度为2.9dtex，回潮率为3.2％，表面接触角为50°。物基可降解聚酯聚酯FDY纤维的条干不匀率为1.0％，力学强度为4.6cN/dtex，模量为59cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯FDY纤维的特性粘度为1.40dl/g，分子量分布指数为1.10，聚合度为128。
实施例14
一种生物基可降解聚酯FDY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,2-庚二醇、1,4-庚二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为94％得到酯化物；1,2-庚二醇与1,4-庚二酸混合时的摩尔比为1.3:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,4-庚二酸的加入量的350ppm，酯化反应的温度为250℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为1.0:1.0，第一预缩聚反应的温度为240℃，压力为0.1MPa，时间为0.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为8％，溶剂为酯化反应用到的1,2-庚二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,2-庚二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为1:1)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0010:1.0，第二预缩聚反应的温度为250℃，压力为130KPa，时间为2.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为250℃，压力为1KPa，时间为2.0h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯FDY的纤度为3.5dtex，回潮率为2.0％，表面接触角为56°。物基可降解聚酯聚酯FDY纤维的条干不匀率为0.8％，力学强度为4.5cN/dtex，模量为40cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯FDY纤维的特性粘度为0.85dl/g，分子量分布指数为1.38，聚合度为130。
实施例15
一种生物基可降解聚酯FDY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,3-庚二醇、1,5-庚二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为94％得到酯化物；1,3-庚二醇与1,5-庚二酸混合时的摩尔比为1.3:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,5-庚二酸的加入量的350ppm，酯化反应的温度为250℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为1.0:1.0，第一预缩聚反应的温度为240℃，压力为0.1MPa，时间为0.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为8％，聚乙二醇中碳原子的个数为200，溶剂为酯化反应用到的1,3-庚二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,3-庚二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为1:1)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0010:1.0，第二预缩聚反应的温度为250℃，压力为130KPa，时间为2.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为250℃，压力为1KPa，时间为2.0h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯FDY的纤度为2.8dtex，回潮率为3.1％，表面接触角为60°。物基可降解聚酯聚酯FDY纤维的条干不匀率为0.8％，力学强度为3.0cN/dtex，模量为60cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯FDY纤维的特性粘度为0.98dl/g，分子量分布指数为1.18，聚合度为110。
实施例16
一种生物基可降解聚酯FDY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,4-庚二醇、1,6-庚二酸和钛酸四丁酯混合均匀后进行酯化反应至酯化率为94％得到酯化物；1,4-庚二醇与1,6-庚二酸混合时的摩尔比为1.3:1.0，钛酸四丁酯的加入量为1,6-庚二酸的加入量的350ppm，酯化反应的温度为250℃，压力为0.3MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为1.0:1.0，第一预缩聚反应的温度为240℃，压力为0.1MPa，时间为0.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为8％，聚乙二醇中碳原子的个数为30，溶剂为酯化反应用到的1,4-庚二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,4-庚二醇后，加入山梨醇和季戊四醇的混合物(质量比为1:1)并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇和季戊四醇的混合物与酯化物混合时的摩尔比为0.0010:1.0，第二预缩聚反应的温度为250℃，压力为130KPa，时间为2.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为250℃，压力为1KPa，时间为2.0h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯FDY的纤度为0.3dtex，回潮率为3.8％，表面接触角为45°。物基可降解聚酯聚酯FDY纤维的条干不匀率为1.0％，力学强度为4.4cN/dtex，模量为52cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯FDY纤维的特性粘度为1.05dl/g，分子量分布指数为1.29，聚合度为144。
实施例17
一种生物基可降解聚酯FDY纤维的制备方法，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将1,4-丁二醇、1,3-戊二酸和钛系/锑系复配型催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为96％得到酯化物；1,4-丁二醇与1,3-戊二酸混合时的摩尔比为1.5:1.0，钛系/锑系复配型催化剂的加入量为1,3-戊二酸的加入量的300ppm，酯化反应的温度为220℃，压力为0.1MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.7:1.0，第一预缩聚反应的温度为260℃，压力为0.2MPa，时间为1.0h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为15％，聚乙二醇中碳原子的个数为70，溶剂为酯化反应用到的1,4-丁二醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的1,4-丁二醇后，加入山梨醇并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；山梨醇与酯化物混合时的摩尔比为0.0001:1.0，第二预缩聚反应的温度为260℃，压力为190KPa，时间为1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2)的预聚体进行终缩聚反应得到聚酯，终缩聚反应的温度为280℃，压力为8KPa，时间为3.0h。
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
制得的生物基可降解聚酯FDY的纤度为5.0dtex，回潮率为3.6％，表面接触角为55°。物基可降解聚酯聚酯FDY纤维的条干不匀率为0.6％，力学强度为4.6cN/dtex，模量为59cN/dtex，柔软性能明显提升。生物基可降解聚酯FDY纤维的特性粘度为1.40dl/g，分子量分布指数为1.34，聚合度为150。
实施例18～24
一种生物基可降解聚酯短纤维的制备方法，具体步骤同实施例1，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的生物基可降解聚酯短纤维的纤度、长度、回潮率、表面接触角、条干不匀率、力学强度及模量，具体如下：
实施例25～31
一种生物基可降解聚酯POY的制备方法，具体步骤同实施例5，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的生物基可降解聚酯POY的纤度、长度、回潮率、表面接触角、条干不匀率、力学强度及模量，具体如下：
实施例32～37
一种生物基可降解聚酯DTY的制备方法，具体步骤同实施例9，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的生物基可降解聚酯DTY的纤度、长度、回潮率、表面接触角、条干不匀率、力学强度及模量，具体如下：
实施例38～44
一种生物基可降解聚酯FDY的制备方法，具体步骤同实施例13，所不同的是步骤(1)中使用的生物基二元醇和生物基二元酸的种类以及制备出的生物基可降解聚酯FDY的纤度、长度、回潮率、表面接触角、条干不匀率、力学强度及模量，具体如下：
Claims (10)
1.一种生物基可降解聚酯纤维，其特征是：回潮率≥2.0％，表面接触角≤60°。
2.根据权利要求1所述的一种生物基可降解聚酯纤维，其特征在于，生物基可降解聚酯纤维的条干不匀率为0.6～1.0％，力学强度≥3.0cN/dtex，模量≤60cN/dtex。
3.制备如权利要求1或2所述的一种生物基可降解聚酯纤维的方法，其特征是：以生物基二元醇和生物基二元酸为原料，采用熔融缩聚的方法，先后经过酯化反应、分段式预缩聚反应和终缩聚反应制得生物基可降解聚酯，再经熔融纺丝成形制得生物基可降解聚酯纤维；
所述分段式预缩聚反应按先后顺序分为第一预缩聚反应和第二预缩聚反应，其中第一预缩聚反应过程中加入聚乙二醇，第二预缩聚反应过程中加入具有多羟基结构的单体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)酯化反应；
将生物基二元醇、生物基二元酸和催化剂混合均匀后进行酯化反应至酯化率为92～96％得到酯化物；生物基二元醇与生物基二元酸混合时的摩尔比为1.1～1.5:1.0，催化剂的加入量为生物基二元酸的加入量的150～350ppm，酯化反应的温度为200～250℃，压力为0.1～0.4MPa；
(2)分段式预缩聚反应；
(2.1)第一预缩聚反应，向步骤(1)的酯化物中加入聚乙二醇并混合均匀后进行第一预缩聚反应；聚乙二醇与酯化物混合时的摩尔比为0.5～1.0:1.0，第一预缩聚反应的温度为210～260℃，压力为0.1～0.2MPa，时间为0.5～1.5h，聚乙二醇以浆液的形式进行添加，浆液中聚乙二醇的质量分数为5～15％，溶剂为酯化反应用到的生物基二元醇；
(2.2)第二预缩聚反应，真空抽除第一预缩聚反应后体系中多余的二元醇后，加入具有多羟基结构的单体并混合均匀后进行第二预缩聚反应得到预聚体；具有多羟基结构的单体与第一预缩聚反应的产物混合时的摩尔比为0.0001～0.0010:1.0，第二预缩聚反应的温度为220～260℃，压力为100～200KPa，时间为0.5～1.5h；
(3)终缩聚反应；
将步骤(2.2)的预聚体进行终缩聚反应得到生物基可降解聚酯，终缩聚反应的温度为220～280℃，压力为1～10KPa，时间为1.5～3.5h；
(4)熔融纺丝成形；
将步骤(3)的生物基可降解聚酯进行熔融纺丝成形得到生物基可降解聚酯纤维。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述生物基二元醇为含2～10个碳原子的二元醇，所述生物基二元酸为含4～10个碳原子的二元酸，所述聚乙二醇中碳原子的个数为20～200，所述具有多羟基结构的单体为山梨醇和/或季戊四醇。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述生物基二元醇为生物基乙二醇、生物基丙二醇、生物基丁二醇、生物基戊二醇、生物基己二醇、生物基庚二醇、生物基辛二醇、生物基壬二醇或生物基癸二醇；
所述生物基二元醇具体为1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2-庚二醇、1,3-庚二醇、1,4-庚二醇、1,5-庚二醇、1,6-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,3-辛二醇、1,4-辛二醇、1,5-辛二醇、1,6-辛二醇、1,7-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,3-壬二醇、1,4-壬二醇、1,5-壬二醇、1,6-壬二醇、1,7-壬二醇、1,8-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,3-癸二醇、1,4-癸二醇、1,5-癸二醇、1,6-癸二醇、1,7-癸二醇、1,8-癸二醇、1,9-癸二醇或1,10-癸二醇；
所述生物基二元酸为生物基丁二酸、生物基戊二酸、生物基己二酸、生物基庚二酸、生物基辛二酸、生物基壬二酸、生物基癸二酸或呋喃二甲酸；
所述生物基二元酸具体为1,2-丁二酸、1,3-丁二酸、1,4-丁二酸、1,2-戊二酸、1,3-戊二酸、1,4-戊二酸、1,5-戊二酸、1,2-己二酸、1,3-己二酸、1,4-己二酸、1,5-己二酸、1,6-己二酸、1,2-庚二酸、1,3-庚二酸、1,4-庚二酸、1,5-庚二酸、1,6-庚二酸、1,7-庚二酸、1,2-辛二酸、1,3-辛二酸、1,4-辛二酸、1,5-辛二酸、1,6-辛二酸、1,7-辛二酸、1,8-辛二酸、1,2-壬二酸、1,3-壬二酸、1,4-壬二酸、1,5-壬二酸、1,6-壬二酸、1,7-壬二酸、1,8-壬二酸、1,9-壬二酸、1,2-癸二酸、1,3-癸二酸、1,4-癸二酸、1,5-癸二酸、1,6-癸二酸、1,7-癸二酸、1,8-癸二酸、1,9-癸二酸、1,10-癸二酸或2,5-呋喃二甲酸。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述催化剂为钛系催化剂，所述钛系催化剂为钛酸四丁酯或钛系/锑系复配型催化剂。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生物基可降解聚酯的特性粘度为0.70～1.40dl/g，分子量分布指数为1.10～1.40，聚合度为100～150。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生物基可降解聚酯纤维为聚酯短纤维、聚酯POY、聚酯DTY或聚酯FDY；所述聚酯短纤维的纤度为0.3～5.0dtex，长度为38mm或51mm，所述聚酯POY的纤度为0.3～5.0dtex，所述聚酯DTY的纤度为0.3～5.0dtex，所述聚酯FDY的纤度为0.3～5.0dtex。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述生物基可降解聚酯先后经干燥、螺杆挤出、纺丝组件过滤、喷丝、冷却、牵伸、落筒和平衡制得聚酯短纤维，具体工艺参数如下：
所述生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、集束上油和卷绕制得聚酯POY，具体工艺参数如下：
所述聚酯POY经过8小时平衡后，先后经第一罗拉、第Ⅰ热箱、冷却板、PU盘式假捻器、第二罗拉、网络喷嘴、第Ⅱ热箱、第三罗拉、油轮和卷绕罗拉制得聚酯DTY，具体工艺参数如下：
所述生物基可降解聚酯先后经熔融挤出、预过滤、熔体分配管道分配、静态混合、计量泵计量、纺丝组件过滤、冷却成形、第一热辊、第二热辊、集束上油和卷绕制得聚酯FDY，具体工艺参数如下：
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