CN109666983B - 一种提高聚酯fdy纤维上染率的方法 - Google Patents

一种提高聚酯fdy纤维上染率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，在按FDY工艺由聚酯熔体制备聚酯FDY纤维之前，对聚酯进行改性，聚酯改性的方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6‑四甲基‑2,5‑庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应。制得的聚酯FDY纤维在130℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.35～25.92。本发明的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，成本低廉，通过在聚酯中引入带三甲硅基侧基的二元醇和2,5,6,6‑四甲基‑2,5‑庚二醇，增大空洞自由体积，降低了染色的温度，缩短了染色的时间，提高了纤维的上染率。

Description

一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法。
背景技术
目前，高分子纤维的高性能化、高功能化已成为纤维科学界的重要研究方向。纤维不仅作为服装材料，还广泛的应用于装饰、产业用纺织品等方面。纤维分为天然纤维和化学纤维，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维。化学纤维的问世，始于20世纪20年代有机合成化学和高分子化学的发展，之后短短数十年它已经成为产业中的支柱，其产量与应用远远超过了天然纤维。其中涤纶、尼龙、腈纶是化纤中的三大纤维，而这三大纤维中又因涤纶的发展速度最快，应用最广泛，产量最高，成为化学纤维之冠，是当今最重要的纺织材料之一。
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。它是以精对苯二甲酸(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一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶的产品按形态分为短纤维和长丝，按生产方式可分初生丝、拉伸丝和变形丝，目前市场主要品种有POY预取向丝、FDY全拉伸丝和DTY拉伸变形丝。DTY拉伸变形丝是在加弹机上进行同时拉伸和假捻变形加工后的成品丝，DTY长丝性能相比FDY，产品柔软，具有蓬松性，以DTY为原料的织物有较好的蓬松性和保暖性，一般可用于服饰、帐篷以及箱包等。
PET纤维由于其规整的分子结构和较高的结晶度而具有优良的物理机械性能，但这同时也给PET纤维带来了染色的困难。分子结构中缺少能与染料发生键合的活性基团，只能利用分散染料进行染色。分散染料属于非离子型染料，分子尺寸较大，水溶性很低，加上PET纤维吸水性低，在水中不易膨化，所以用常规方法染色时，染料的分散质点难以从溶液进入纤维，即使在沸腾状态下上染率也很低。为了提高上染率，现有技术一般采用载体染色法或高温高压法，该两种方法载体染色价格昂贵，生产成本高，并在技术和生态两个方面带来问题；另外，通过载体的内增塑作用的方法有虽然利于染料在纤维内部的扩散，进而提高上染率，但残留的载体会使染料的耐光性变差，并引起污染，而高温高压染色需要特殊的耐压设备，且不适于大型连续化生产，而且耗能大，生产不安全。
因此，开发一种工艺简单、成本低廉、对设备要求低且能有效改善聚酯FDY纤维染色性能即提高聚酯FDY纤维上染率的方法具有现实意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术染色性能较差、对设备要求高、染色成本高以及上染率低的缺陷，提供一种工艺简单、成本低廉、对设备要求低且能有效改善聚酯FDY纤维染色性能即提高聚酯FDY纤维上染率的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，在按FDY工艺由聚酯熔体制备聚酯FDY纤维之前，对聚酯进行改性；
聚酯改性的方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
Figure BDA0001925449030000021
带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
Figure BDA0001925449030000022
式中，R为-CH2-、-CH(CH3)-或-C((CH3)2)-。
本发明使用2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇(3-三甲硅基-1,2-丙二醇、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇或3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇)对聚酯进行改性，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇能够显著增大改性聚酯的空间自由体积，特别是2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇中叔丁基和带三甲硅基侧基的二元醇中三甲硅基的存在会引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，增大改性聚酯空洞自由体积。由于在温度作用下，聚酯大分子链中侧基先于分子链开始运动，侧基运动的剧烈程度大于分子链的，对于颗粒状染料而言，空洞自由体积相比于狭缝自由体积更利于其扩散到纤维内部，能够降低染料分子渗透进入改性聚酯内部的难度，提高改性聚酯的染色性能，降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，提高改性聚酯的上染率。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，聚酯FDY纤维在130℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.35～25.92；相同条件下，对比样在130℃的温度条件下的上染率为83.8％，K/S值为20.75，对比样与本发明的聚酯FDY纤维的区别仅在于其材质为普通聚酯。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.5～1.2dtex，断裂强度≥4.0cN/dtex，断裂伸长率为30.0±4.0％，网络度为12±2个/m，线密度偏差率≤1.00％，断裂强度CV值≤5.00％，断裂伸长CV值≤8.0％，沸水收缩率为7.0±0.5％。本发明的2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的添加量较小，其对聚酯纤维的加工及机械性能的影响较小，本发明的聚酯FDY纤维的加工性能及机械性能与普通聚酯FDY纤维(未添加2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇)相当。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1)按1～1.2:1:1.2～1.3:2.0～3.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应2～4h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(2)按2～3:10:0.01～0.03的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40～50℃的温度条件下反应50～60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，所述带三甲硅基侧基的二元醇的合成步骤如下：
(1)按1:5～10:10～15的摩尔比将原料烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在35～40℃的温度条件下反应5～8h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至80～85℃，保温反应l0～15min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到带三甲硅基侧基的二元醇，所述浓硫酸为质量浓度70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:20～40，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.1～0.15％；
所述带三甲硅基侧基的二元醇的结构式中R为-CH(CH3)-和-C((CH3)2)-时，所述原料烯对应为3-三甲硅基-3-甲基丙烯和3-三甲硅基-3,3-二甲基丙烯。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，聚酯改性的步骤如下：
(1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇配成浆料，加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压～0.3MPa，酯化反应的温度为250～260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点；
(2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30～50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，反应温度为250～260℃，反应时间为30～50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下，反应温度为270～280℃，反应时间为50～90min。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4～7mol％(摩尔百分比)，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的摩尔比为1～2:2～3，所述催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03～0.05wt％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％(质量百分比)。2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的添加量过多，对聚酯大分子结构的规整性破坏太大，对纤维的结晶度以及力学性能(刚性)影响过大，不利于纤维的生产和应用；添加量过少，对聚酯空洞自由体积的增大不明显，难以显著提升聚酯的染色性能。本发明的带三甲硅基侧基的二元醇的加入量并不限于此，本领域技术人员可实际情况进行调整，但调整幅度不宜过大，添加量过大对聚酯大分子结构的规整性破坏太大，对纤维的结晶度以及力学性能影响过大，不利于纤维的生产和应用，添加量过低，则效果不明显。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述消光剂为二氧化钛，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，改性后聚酯的数均分子量为25000～30000，分子量分布指数为1.8～2.2。
如上所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，所述FDY工艺的流程为：计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕；
所述FDY工艺的参数为：纺丝温度285～300℃，冷却温度20～25℃，网络压力0.20～0.30MPa，一辊速度2400～2800m/min，一辊温度80～90℃，二辊速度4000～4500m/min，二辊温度120～140℃，卷绕速度3930～4415m/min。
发明机理：
聚合物中的大分子链不是完全紧密的堆砌，在大分子链之间总是有空隙存在，这部分空隙体积即为自由体积。要使小分子渗透到高分子内部，高分子内或高分子间要有足够大的空隙，所以小分子的渗透率和扩散性与高分子结构中的空隙大小(即自由体积的尺寸)有关，在一定范围内，自由体积的尺寸越大，小分子的渗透率越高，扩散性越好。自由体积又分为空洞自由体积和狭缝自由体积，空洞自由体较狭缝自由体积具更大的空间尺寸，对于小分子的渗透率的提升，空洞自由体积较狭缝自由体积效果更加明显。
自由体积的尺寸和类型主要取决于聚合物的结构，影响聚合物结构的主要因素为立体阻碍、侧基大小、侧基结构等。当聚合物主链上某一位置被侧基取代时，必然引起主链活动性的变化，从而改变了链与链间的相互作用力，链与链间的距离亦会发生相应的改变，结果导致内聚能和自由体积的变化，高分子侧链上的取代基的极性、大小、长短等对分子链的刚性、分子间的相互作用乃至聚合物结构的自由体积分数都有一定的影响，因此，取代基不同产生的效应不同，往往导致聚合物的渗透分离性能也各不相同。
本发明通过在聚酯分子链中引入带三甲硅基侧基的二元醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇显著提升了改性聚酯FDY纤维的染色性能；
带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
Figure BDA0001925449030000061
式中，R为-CH2-(带三甲硅基侧基的二元醇为3-三甲硅基-1,2-丙二醇)、-CH(CH3)-(带三甲硅基侧基的二元醇为3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇)或-C((CH3)2)-(带三甲硅基侧基的二元醇为3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇)；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
Figure BDA0001925449030000062
对于乙二醇直链分子，主链上的C原子处于一上一下呈锯齿形排列，当主链上某个亚甲基上的H原子被甲基(-CH3)取代时，取代基上的C原子与主链C原子不在同一平面内，于是，中心C上的四个sp3杂化轨道分别与周围四个C原子上的空轨道重叠，形成四个完全相同的σ键，呈正四面体排列，四个碳原子分别位于正四面体的四个顶点，当甲基的三个氢进一步被甲基或三甲硅基取代时，能够形成一个更大的四面体结构，这种呈正四面体形排列的分子链相对于呈锯齿形排列的分子链，空洞自由体积明显增大了很多，能够显著提高小分子的渗透率和扩散性，此外，由于三甲硅基中碳硅键的键长大于碳碳键的键长，有利于原子自由旋转，进而有利于增大空洞自由体积；而当主链上某个亚甲基上的H原子被长支链取代基取代时，主要增大的是狭缝自由体积，增大幅度较小，对小分子的渗透率和扩散性的提升效果有限，同时由于长支链取代基的刚性较小，分子链之间容易发生缠结，不利于自由体积的增大。
带三甲硅基侧基的二元醇中三甲硅基的存在和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，导致改性聚酯的空洞自由体积增大。与短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相比，三甲硅基和叔丁基占据了较大的空间位置，在分子链排列的方式上将获得更大的自由体积；与长支链取代基相比，一方面三甲硅基和叔丁基增大的自由体积更多的是空洞自由体积，而长支链取代基增大的自由体积更多的是狭缝自由体积，另一方面三甲硅基和叔丁基的刚性大于长支链取代基，减少了分子链之间的缠结，因而三甲硅基和叔丁基较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积。带三甲硅基侧基的二元醇和,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的引入使得改性聚酯的空间自由体积增大，特别是空洞自由体积增大更为明显，空间自由体积的增大将使水或其它分子如染料等更容易渗透到改性聚酯大分子内部，对改性聚酯的染色等产生积极的影响，克服了普通涤纶由于分子排列过于紧密导致上染难度过大的问题，其降低了染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，同时也提高了纤维的上染率。本发明引入的带三甲硅基侧基的二元醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇均能起到增大了聚酯的空洞自由体积的作用，两者均起到较好作用时，对染色性能的提升更佳。
有益效果：
(1)本发明的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，通过在聚酯中引入改性组分——带三甲硅基侧基的二元醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇增大空洞自由体积，降低了染色的温度，缩短了染色的时间，提高了纤维的上染率；
(2)本发明的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，成本低廉，工艺简单，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。
Figure BDA0001925449030000071
实施例1
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1:1:1.2:2.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应2h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按2:10:0.01的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40℃的温度条件下反应50min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇配成浆料，加入三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3MPa，酯化反应的温度为250℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90.1％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-1,2-丙二醇的摩尔比为1:2，三氧化二锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％、0.20wt％和0.01wt％；
(1.3)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力499Pa，反应温度为250℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力99Pa，反应温度为270℃，反应时间为50min，制得数均分子量为25000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，网络压力0.20MPa，一辊速度2400m/min，一辊温度80℃，二辊速度4000m/min，二辊温度120～140℃，卷绕速度3930m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.4cN/dtex，断裂伸长率为34.0％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.80％，断裂强度CV值为4.00％，断裂伸长CV值为6.4％，沸水收缩率为7.5％；其在130℃的温度条件下的上染率为88.3％，K/S值为23.35。
对比例1
一种聚酯FDY的制备方法，其其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)并未添加2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇，其制得的聚酯DTY丝的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.5cN/dtex，断裂伸长率为33.0％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.78％，断裂强度CV值为4.10％，断裂伸长CV值为6.4％，沸水收缩率为7.5％；在测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为84.7％，K/S值为21.67。
对比例2
一种聚酯FDY的制备方法，其其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)并未添加2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，其制得的聚酯DTY丝的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为35.0％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.80％，断裂强度CV值为4.07％，断裂伸长CV值为6.4％，沸水收缩率为7.6％；在测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为86.6％，K/S值为22.05。
对比例3
一种聚酯FDY的制备方法，其其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)并未添加3-三甲硅基-1,2-丙二醇，其制得的聚酯DTY丝的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.4cN/dtex，断裂伸长率为33.8％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.80％，断裂强度CV值为4.00％，断裂伸长CV值为6.4％，沸水收缩率为7.5％；在测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为86.9％，K/S值为22.17。
综合分析实施例1及对比例1～3可以发现，本发明通过添加2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇显著提升了纤维的染色性能，其中2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇相互协同，两者均能增大聚酯的空洞自由体积，当两者均起作用时其对染色性能的提高效果较好。此外，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇的添加对纤维其他性能影响较小，并不影响其加工性能及机械性能。
对比例4
一种聚酯FDY的制备方法，其其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)采用1,2十二烷基二醇替代3-三甲硅基-1,2-丙二醇，其制得的聚酯DTY丝的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为35.0％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.80％，断裂强度CV值为4.00％，断裂伸长CV值为6.4％，沸水收缩率为7.5％；在测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为22.21。
与实施例1对比可以发现，三甲硅基相对于长支链取代基更有利于提升纤维的染色性能，这主要是因为一方面三甲硅基增大的自由体积更多的是空洞自由体积，而长支链取代基增大的自由体积更多的是狭缝自由体积，另一方面三甲硅基的刚性大于长支链取代基，减少了分子链之间的缠结，因而三甲硅基较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积，进而更有利于提升纤维的染色性能。
对比例5
一种聚酯FDY的制备方法，其其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)采用1,2十二烷基二醇替代2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，其制得的聚酯DTY丝的单丝纤度为1.2dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为36.0％，网络度为14个/m，线密度偏差率为0.80％，断裂强度CV值为4.00％，断裂伸长CV值为6.6％，沸水收缩率为7.7％；在测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为86.3％，K/S值为21.85。
与实施例1对比可以发现，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇相对于含长支链取代基的1,2十二烷基二醇更有利于提升纤维的染色性能，这主要是因为一方面2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇中的叔丁基增大的自由体积更多的是空洞自由体积，而1,2十二烷基二醇中的长支链取代基增大的自由体积更多的是狭缝自由体积，另一方面2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇中的叔丁基的刚性大于1,2十二烷基二醇中的长支链取代基，减少了分子链之间的缠结，因而2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇较1,2十二烷基二醇在聚酯分子链排列的方式上具有更多的自由体积，进而更有利于提升纤维的染色性能。
实施例2
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1.1:1:1.2:2.3的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应2h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按2:10:0.01的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在45℃的温度条件下反应50min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:5:10的摩尔比将3-三甲硅基-3-甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在35℃的温度条件下反应5h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至80℃，保温反应10min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-CH(CH3)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:20，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.1％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中在常压下进行酯化反应，酯化反应的温度为260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的95％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:2.0，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的7mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为2:3，乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt％、0.25wt％和0.05wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力450Pa，反应温度为260℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力90Pa，反应温度为280℃，反应时间为90min，制得数均分子量为30000，分子量分布指数为2.2的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度300℃，冷却温度25℃，网络压力0.30MPa，一辊速度2800m/min，一辊温度90℃，二辊速度4500m/min，二辊温度140℃，卷绕速度4415m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.6dtex，断裂强度为4.1cN/dtex，断裂伸长率为27.0％，网络度为11个/m，线密度偏差率为0.98％，断裂强度CV值为4.80％，断裂伸长CV值为7.8％，沸水收缩率为6.6％；其在130℃的温度条件下的上染率为93.2％，K/S值为25.92。
实施例3
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1.2:1:1.25:2.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应3h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按3:10:0.03的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40℃的温度条件下反应50min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:10:15的摩尔比将3-三甲硅基-3-甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在40℃的温度条件下反应8h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至85℃，保温反应15min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-CH(CH3)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:40，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.15％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入醋酸锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.2MPa，酯化反应的温度为255℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的92％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.6，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5.5mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为2:2，醋酸锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％、0.22wt％和0.3wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在40min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为255℃，反应时间为40min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力95Pa，反应温度为276℃，反应时间为70min，制得数均分子量为27000，分子量分布指数为2.0的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度290℃，冷却温度22℃，网络压力0.250MPa，一辊速度2600m/min，一辊温度85℃，二辊速度4200m/min，二辊温度130℃，卷绕速度4200m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为30.0％，网络度为12个/m，线密度偏差率为0.90％，断裂强度CV值为4.50％，断裂伸长CV值为7.2％，沸水收缩率为7.0％；其在130℃的温度条件下的上染率为90.7％，K/S值为24.62。
实施例4
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1.2:1:1.3:2.5的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应3h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按2.5:10:0.02的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在45℃的温度条件下反应60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:10:10的摩尔比将3-三甲硅基-3-甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在36℃的温度条件下反应6h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至84℃，保温反应12min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-CH(CH3)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:30，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.14％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.25MPa，酯化反应的温度为250℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的94％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.9，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的7mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为1.5:2.5，乙二醇锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％、0.20wt％和0.05wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为258℃，反应时间为45min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力96Pa，反应温度为270℃，反应时间为55min，制得数均分子量为26000，分子量分布指数为1.9的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度300℃，冷却温度20℃，网络压力0.20MPa，一辊速度2800m/min，一辊温度90℃，二辊速度40000m/min，二辊温度140℃，卷绕速度3930m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.5dtex，断裂强度为4.0cN/dtex，断裂伸长率为26.0％，网络度为10个/m，线密度偏差率为1.00％，断裂强度CV值为5.00％，断裂伸长CV值为8.0％，沸水收缩率为6.5％；其在130℃的温度条件下的上染率为93.0％，K/S值为25.75。
实施例5
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1:1:1.3:3.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应4h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按2.5:10:0.02的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在50℃的温度条件下反应55min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:8:12的摩尔比将3-三甲硅基-3,3-二甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在40℃的温度条件下反应5h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至85℃，保温反应10min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-C((CH3)2)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:25，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.12％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.15MPa，酯化反应的温度为260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的96％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:2.0，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为1:3，醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％、0.25wt％和0.04wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为255℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力95Pa，反应温度为280℃，反应时间为80min，制得数均分子量为29000，分子量分布指数为2.1的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度300℃，冷却温度20℃，网络压力0.20MPa，一辊速度2400m/min，一辊温度85℃，二辊速度4200m/min，二辊温度130℃，卷绕速度4215m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为1.0dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为33.0％，网络度为13个/m，线密度偏差率为0.85％，断裂强度CV值为4.20％，断裂伸长CV值为6.8％，沸水收缩率为7.2％；其在130℃的温度条件下的上染率为88.8％，K/S值为23.52。
实施例6
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1.1:1:1.2:3.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应4h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按3:10:0.03的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在50℃的温度条件下反应60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:10:10的摩尔比将3-三甲硅基-3,3-二甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在35℃的温度条件下反应6h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至80℃，保温反应15min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-C((CH3)2)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:35，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.14％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3MPa，酯化反应的温度为250℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的94％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的6mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为1:2，醋酸锑、二氧化钛和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt％、0.20wt％和0.01wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力450Pa，反应温度为260℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力92Pa，反应温度为277℃，反应时间为85min，制得数均分子量为28000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度25℃，网络压力0.20MPa，一辊速度2800m/min，一辊温度80℃，二辊速度4500m/min，二辊温度120℃，卷绕速度4415m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.9dtex，断裂强度为4.2cN/dtex，断裂伸长率为30.5％，网络度为12个/m，线密度偏差率为0.90％，断裂强度CV值为4.70％，断裂伸长CV值为7.5％，沸水收缩率为6.8％；其在130℃的温度条件下的上染率为92.2％，K/S值为24.92。
实施例7
一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，具体步骤如下：
(1)聚酯改性；
(1.1)2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1.1.1)按1.2:1:1.2:3.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应3h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到辛炔二醇；
(1.1.2)按3:10:0.02的重量比将辛炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在42℃的温度条件下反应55min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如式(Ⅰ)所示；
(1.2)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(1.2.1)按1:5:15的摩尔比将3-三甲硅基-3,3-二甲基丙烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在37℃的温度条件下反应7h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(1.2.2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至82℃，保温反应12min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到如式(II)所示的3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇，式(II)中的R为-C((CH3)2)-，浓硫酸为质量浓度为70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:29，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.13％；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇配成浆料，加入三氧化二锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.2MPa，酯化反应的温度为255℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的91％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.4，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇与3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇的摩尔比为2:2.5，三氧化二锑、二氧化钛和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％、0.22wt％和0.01wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力490Pa，反应温度为255℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力95Pa，反应温度为270℃，反应时间为55min，制得数均分子量为25000，分子量分布指数为2.2的改性聚酯；
(2)按FDY工艺由改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得聚酯FDY纤维；FDY工艺的参数为：纺丝温度300℃，冷却温度20℃，网络压力0.20MPa，一辊速度2400m/min，一辊温度80℃，二辊速度4500m/min，二辊温度140℃，卷绕速度3930m/min。
最终制得的聚酯FDY纤维的单丝纤度为1.0dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂伸长率为31％，网络度为13个/m，线密度偏差率为1.00％，断裂强度CV值为4.40％，断裂伸长CV值为7.0％，沸水收缩率为7.2％；其在130℃的温度条件下的上染率为91.0％，K/S值为24.02。

Claims (10)

1.一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征是：在按FDY工艺由聚酯熔体制备聚酯FDY纤维之前，对聚酯进行改性；
聚酯改性的方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
Figure FDA0002401870920000011
带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
Figure FDA0002401870920000012
式中，R为-CH2-、-CH(CH3)-或-C((CH3)2)-。
2.根据权利要求1所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，聚酯FDY纤维在130℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.35～25.92。
3.根据权利要求1所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，聚酯FDY纤维的单丝纤度为0.5～1.2dtex，断裂强度≥4.0cN/dtex，断裂伸长率为30.0±4.0％，网络度为12±2个/m，线密度偏差率≤1.00％，断裂强度CV值≤5.00％，断裂伸长CV值≤8.0％，沸水收缩率为7.0±0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的合成步骤如下：
(1)按1～1.2:1:1.2～1.3:2.0～3.0的摩尔比将KOH粉末、3-甲基-3-羟基丁炔、3,3-二甲基-2-丁酮和异丙醚混合，在冰浴条件下反应2～4h，反应结束后进行冷却结晶、离心分离、洗涤、精制和干燥得到庚炔二醇；
(2)按2～3:10:0.01～0.03的重量比将庚炔二醇、乙醇和钯催化剂混合，在40～50℃的温度条件下反应50～60min，反应过程中持续通入氢气，反应结束后进行分离和提纯得到2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇。
5.根据权利要求4所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，所述带三甲硅基侧基的二元醇的合成步骤如下：
(1)按1:5～10:10～15的摩尔比将原料烯、过乙酸和二氯甲烷混合，在35～40℃的温度条件下反应5～8h，反应时伴以搅拌，反应结束后去除溶剂，经提纯和精制得到三甲硅基丙烯环氧化物；
(2)将水、浓硫酸和三甲硅基丙烯环氧化物混合，在搅拌条件下水浴加热至80～85℃，保温反应l0～15min，反应结束后冷却至室温，经中和、蒸馏、分离和提纯得到带三甲硅基侧基的二元醇，所述浓硫酸为质量浓度70％的硫酸，反应开始时，三甲硅基丙烯环氧化物与水的摩尔比为1:20～40，浓硫酸的质量占混合物质量之和的0.1～0.15％；
所述带三甲硅基侧基的二元醇的结构式中R为-CH(CH3)-和-C((CH3)2)-时，所述原料烯对应为3-三甲硅基-3-甲基丙烯和3-三甲硅基-3,3-二甲基丙烯。
6.根据权利要求5所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，聚酯改性的步骤如下：
(1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇配成浆料，加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压～0.3MPa，酯化反应的温度为250～260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点；
(2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30～50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，反应温度为250～260℃，反应时间为30～50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下，反应温度为270～280℃，反应时间为50～90min。
7.根据权利要求6所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4～7mol％，所述2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的摩尔比为1～2:2～3，所述催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03～0.05wt％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％。
8.根据权利要求7所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述消光剂为二氧化钛，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
9.根据权利要求8所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，改性后聚酯的数均分子量为25000～30000，分子量分布指数为1.8～2.2。
10.根据权利要求1所述的一种提高聚酯FDY纤维上染率的方法，其特征在于，所述FDY工艺的流程为：计量、喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕；
所述FDY工艺的参数为：纺丝温度285～300℃，冷却温度20～25℃，网络压力0.20～0.30MPa，一辊速度2400～2800m/min，一辊温度80～90℃，二辊速度4000～4500m/min，二辊温度120～140℃，卷绕速度3930～4415m/min。
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