CN109722726B - 仿麻型聚酯长丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿麻型聚酯长丝及其制备方法，先将对苯二甲酸、丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应制得改性聚酯，然后按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝，最后按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝。制得产品在125℃的温度条件下的上染率为87.3～90.2％，K/S值为23.33～25.52，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度大于4级。本发明的制备方法，成本低廉，工艺简单；制得产品，染色性能优良，极具应用前景。

Description

仿麻型聚酯长丝及其制备方法

技术领域

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种仿麻型聚酯长丝及其制备方法，特别涉及一种通过对PBT进行改性进而制得仿麻型聚酯长丝的方法。

背景技术

聚酯纤维自工业化生产以来，由于其具有高强度、良好的弹性、优异的耐热及耐化学品性能和优良的尺寸稳定性，其被广泛的用作纺织原料，很大程度上缓解了天然纤维紧缺的情况，极大地促进了纺织市场的发展。随着社会的不断发展，在人们的消费水平不断提高的同时，人们对服饰提出了更高的要求。聚酯纤维的差异化及高端化是市场的必然选择。

麻织物具有吸湿排汗快、通风透气性好、强度高且凉爽舒适的特点，是一类良好的服用产品。亚麻纤维是世界上最古老的纺织纤维，亚麻纤维制成的织物有调温、抗过敏、防静电和抗菌的功能，同时由于亚麻的吸湿性好，能吸收相当于自身重量20倍的水分，亚麻织物手感干爽。然而麻纤维面料具有模量高、纺纱抱合差、不易捻和、毛羽多的缺陷，其还具有刺痒感，同时其折皱回复能力差，影响织物风格，这很大程度上很大程度上影响了其应用。

为此，研究人员选用聚酯纤维作为基材开发仿麻纤维以克服以上缺陷。以聚酯作为基材，成功避免了天然麻纤维面料所固有的刺痒感。为保证仿麻纤维具有和天然麻面料相同的外观，研究人员选用PBT纤维作为基材，由于PBT的分子结构中既有芳香环又有较长甲基链段，使它兼有聚酯纤维的优良机械性能以及锦纶的耐摩擦性，从而使得PBT纤维具有良好的抗起毛起球性能。PBT材质的纤维本身还具有锦纶的柔软手感和极佳的蓬松度。此外，研究人员还对纤维截面进行了异形化，增加了纤维比表面积，改善了纤维间孔隙等性能，能够一定程度上改善织物光泽、蓬松性、吸湿性、弹性、手感及填充性能，同时其制得织物不易起球。由此制得的仿麻纤维不仅成本低廉，具有天然麻面料相同的外观及其优良性能，而且弹性更佳，无刺痒感，符合当今低成本高品质的市场需求。

但由于PBT属于疏水性纤维，其分子上不含有亲水性基团，其分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能和染料发生结合的活性基团，PBT纤维的染色性能不佳。此外，PBT纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象，其分子排列相当紧密，这进一步增大了PBT纤维的上染难度。目前常规PBT纤维一般选用分散染料在高温(130℃)高压下进行染色，只有在高温高压下进行染色才能保证纤维的上染率，而高温高压对设备的要求较高，能耗较大，同时由于上染难度大，其染色所需时间较长，导致该工艺的成本较高，一定程度上限制了多彩PBT纤维的应用。

因此，开发一种染色性能优良、对染色设备要求低且染色成本低廉的仿麻型聚酯PBT长丝极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术染色性能较差、对设备要求高且染色成本高的缺陷，提供一种染色性能优良、对染色设备要求低且染色成本低廉的仿麻型聚酯长丝及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

仿麻型聚酯长丝的制备方法，按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝，再按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝；

所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；

带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；

带叔丁基侧基的己二醇的结构式如下：

式中，R为-H、-CH₂CH₃或-C(CH₃)₃；

主链含硅的二元醇为二甲基硅二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇或四甲基二硅氧烷二醇；

所述DTY工艺的纺丝速度为500～600m/min，第二热箱温度为160～169℃，制备仿麻型聚酯长丝的纺丝速度比制备仿毛型聚酯长丝或仿粘胶涤纶长丝的纺丝速度较低；第二热箱温度比制备仿毛型聚酯长丝或仿粘胶涤纶长丝的第二热箱温度较高；最终制得的仿麻型聚酯长丝的纤度比仿毛型聚酯长丝和仿粘胶涤纶长丝的纤度高，手感僵硬，具有仿麻的手感。

本发明通过在改性聚酯(PBT)中引入主链含硅的二元醇链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和带叔丁基侧基的己二醇链段，显著提升了聚酯的空洞自由体积。分散染料是一类分子比较小且结构上不带水溶性基团的染料，其大多以颗粒形式存在，粒径在几百纳米到一微米之间。本发明的改性聚酯开始染色时，随着温度的不断提高，由于聚酯大分子链中含有-Si-O-Si-键，硅氧键较碳氧键长，内旋转活化能较低，先于含碳氧键的分子链开始运动，当染浴温度需提高到120～130℃，含有硅氧键的大分子链运动的剧烈程度大于只含碳氧键分子链，由于空洞自由体积更大，含有硅氧键的大分子链形成的空洞自由体积比只含碳氧键分子链形成的自由体积效率更高；聚酯大分子链中的带叔丁基侧基的二元酸链段在染色开始时也先于分子链开始运动，当染浴温度提高时，带叔丁基侧基的二元酸链段运动的剧烈程度大于分子链的；带叔丁基侧基的己二醇链段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。由于侧基叔丁基形成的空洞自由体积比分子链形成的狭缝自由体积更大，因此颗粒状染料向纤维内部的扩散速率提升显著，染料小分子也更容易渗透到改性聚酯大分子内部，对纤维的染色等产生积极的影响，可降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，同时也提高了纤维的上染率和色泽深度，使仿麻型聚酯长丝更易染色。此外，空洞自由体积的增大将有助于在活化过程中使部分活化剂分子扩散进入到纤维空隙中，提高了活化剂的效率，降低活化温度和缩短活化时间，降低因活化对聚酯纤维力学性能的影响。

作为优选的技术方案：

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述带叔丁基侧基的己二醇的合成方法为：

首先，按原料A与硫酸的摩尔比为1.5～2:1的比例将浓度为300～350g/L的原料A溶液和浓度为200～300g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至10～15℃，接着进行电解还原至原料A的浓度低于10wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯；

R为-H、-CH₂CH₃和-C(CH₃)₃时，原料A分别对应为2,2-甲基丙醛、2,2-二甲基3-戊酮和2,24,4-四甲基3-戊酮；

所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为：

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10～15min，然后加入原料醇先在80～85℃的温度条件下反应1～2h，再升温至90～95℃反应2～3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制；

反应开始时，钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30～40:120～150；

所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对应的原料醇分别为2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇和2,4-二叔丁基环己醇。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述改性聚酯的制备步骤如下：

(1)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇配成浆料，加入消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中进行酯化反应，压力控制在小于绝对压力1KPa，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，加入催化剂，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262～270℃，反应时间为50～70min。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述对苯二甲酸与丁二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3～5mol％(摩尔百分比)，本发明的带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的添加量优选该范围既能保证改性后的纤维具有良好的力学性能和结晶度，同时还能显著提高纤维的染色性能，有利于纤维的生产和应用，带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的添加量可根据实际需要适当调整，但不宜太过，添加量过高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，过低则染色效果提升不明显，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的摩尔比为2～3:1～2:3～4，带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇三者均能提高聚酯空洞自由体积，三者相互配合，三者的作用都发挥时，效果最佳，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)。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述催化剂为钛酸正丁酯，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。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，改性聚酯的数均分子量为25000～30000，分子量分布指数为1.8～2.2。

如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，所述POY工艺的流程为：计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕；

所述POY工艺的参数为：纺丝温度270～275℃，冷却温度18～22℃，卷绕速度3200～3600m/min；

所述DTY工艺的流程为：导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕；

所述DTY工艺的参数为：定型超喂率3.5～5.5％，卷绕超喂率2.5～5.0％，第一热箱温度130～170℃，拉伸比1.5～1.9。本发明的POY及DTY工艺的具体参数并不仅限于此，此处仅给出一可行的工艺参数。

本发明还提供采用如上所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法制得的仿麻型聚酯长丝，为单丝纤度为2.8～3.3dtex的改性聚酯DTY丝；

所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、1,4-丁二醇链段、带叔丁基侧基的二元酸链段、带叔丁基侧基的己二醇链段和主链含硅的二元醇链段。

如上所述的仿麻型聚酯长丝，仿麻型聚酯长丝的单丝纤度为0.8～3.0dtex，断裂强度≥3.0cN/dtex，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长率为20±2.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，沸水收缩率为5.5±0.5％，含油率为2.5±0.5wt％，网络度为65±15，卷曲稳定度≥78.0％，本发明的带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅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，本发明的聚酯纤维的加工性能及机械性能与普通聚酯纤维(未添加带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇)相当；

如上所述的仿麻型聚酯长丝，仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为87.3～90.2％，K/S值为23.33～25.52，耐皂洗色牢度(涤沾色和棉沾色)达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度大于4级；在其他测试条件相同的条件下，对比样在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为22.12，耐皂洗色牢度小于5级，涤沾色为4～5级，棉沾色为4级，干摩擦牢度为4～5级，湿摩擦牢度为3～4级，对比样与本发明的仿麻型聚酯长丝的区别仅在于其材质为普通聚酯，本发明的仿麻型聚酯长丝相比于普通PBT纤维大幅提高了纤维上染率，降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗。

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，空洞自由体积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，增加空洞自由体积较增加狭缝自由体积时的效果更加明显。

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、侧基大小以及侧基结构等。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、大小与长短等对分子链的刚性和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(PBT)分子链中引入带叔丁基侧基的二元酸、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的己二醇显著提升了仿麻型聚酯长丝的染色性能，具体如下：

对于间苯二甲酸和己二甲酸等直链分子，当间苯二甲酸苯环上的H原子或者己二甲酸亚甲基上的H原子被甲基(-CH₃)取代时，侧基上的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取代时，这时就相当于叔丁基取代，形成一个更大的四面体结构，这种正四面体排列的分子链相对呈锯齿形排列，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；而当间苯二甲酸苯环上的H原子或者己二甲酸亚甲基上的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。

本发明的带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸，其中2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸为己二酸，是一种脂肪酸，其刚性小于5-叔丁基-1,3-苯二甲酸，有利于提升聚酯链段的柔软性，带叔丁基侧基的二元酸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的增大。与短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相比，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，一方面叔丁基增大的是空洞自由体积，而长支链取代基增大的是狭缝自由体积，另一方面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。此外，当带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸时，间位二甲酸连接的苯环将形成一个更大的非对称性链段，不仅增加了链段间迁移的位阻而且增加了链段内绕间位连接键旋转的位阻，间位异构体的引入有利于自由体积的增加，带叔丁基侧基的二元酸的引入使得改性聚酯的空洞自由体积增大。

本发明的主链含硅的二元醇为二甲基硅二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇或四甲基二硅氧烷二醇，结构式分别如下：

高分子链的刚性决定于分子链内旋转势垒的大小，主链结构不同，其中键角和键长不等或键接方式不同，刚性也各不相同，本发明引入主链含硅的二元醇后，高分子主链上含有-Si-O-Si-键，硅氧键间隙较大，内旋转活化能较低，有利于原子自由旋转，同时高分子主链上的Si原子与-CH₃连接，-CH₃垂直于Si-O-Si原子所在的平面，由于Si-C键比C-C键键长，导致-CH₃中的三个H呈撑开状态，-CH₃中的三个撑开的H原子可以自由旋转而使相邻的Si-O分子链段间距离变大，此外侧链的惰性甲基又阻碍了高分子的接近，因而高分子材料非常柔顺，空洞自由体积相对于未引入主链含硅的二元醇的高分子材料增大明显；而当高分子主链上的Si原子与长支链取代基连接时，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，主链含硅的二元醇的引入也同样使得改性聚酯的空洞自由体积增大。

本发明的带叔丁基侧基的己二醇的结构式如下：

式中，R为-H(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇)、-CH₂CH₃(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇)或-C(CH₃)₃(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇)；

带叔丁基侧基的己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，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，一方面叔丁基增大的是空洞，而长支链取代基增大的是狭缝自由体积，另一方面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。由于聚酯结晶度高且表面光滑，表面活性基团很少，活化效果不够理想，带叔丁基侧基的己二醇的引入使得改性聚酯的空洞自由体积增大，空洞自由体积的增大将有助于在活化过程中使部分活化剂分子扩散进入到纤维空隙中，提高了活化剂的效率，降低活化温度和缩短活化时间，降低因活化对聚酯纤维力学性能的影响。

本发明添加的三者物质均能增大聚酯的空洞自由体积，三者相互协同，共同发挥作用。空洞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，可降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，同时也提高了纤维的上染率。

此外，高分子材料的氧化降解和水解速率等与氧渗透到材料内部的速率密切相关，聚酯的大分子结构中刚性较大，自由体积分数低，氧的渗透率非常低，聚酯在自然环境中的氧化和水解主要在聚酯的表面进行，这是造成聚酯在自然环境中降解很慢的主要原因之一，空间自由体积的增大也有利于氧渗透到聚酯大分子内部，进而有利于提高聚酯的氧化降解和水解速率。

现有技术中的仿麻型聚酯长丝由于聚酯(PBT)分子链排列较为紧密和染料分子不容易渗透进入纤维内部等原因，由染色纤维内部返回到外部的折射光也较多，细旦柔软聚酯纤维染深色较为困难，而本发明通过上述技术手段明显增加了聚酯的空洞自由体积，从而使得染料小分子更容易渗透到改性聚酯大分子内部，提高了纤维内部的染料浓度，对改性聚酯的染色等产生积极的影响，可降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，同时也提高了纤维的上染率。

有益效果：

(1)本发明的仿麻型聚酯长丝的制备方法，通过在PBT聚酯中引入改性组分——带叔丁基侧基的二元酸、主链含硅的二元醇和带叔丁基侧基的己二醇，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)本发明的仿麻型聚酯长丝的制备方法，成本低廉，工艺简单，极具应用前景；

(3)本发明的仿麻型聚酯长丝，染色性能优良，机械性能好，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明合成带叔丁基侧基的己二醇的反应装置示意图。

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

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇；

首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.5:1的比例将浓度为320g/L的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为200g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至12℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.5wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置示意图如图1所示，反应化学方程如下：

制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-H；

(1.2)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇配成浆料，加入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，压力控制在小于绝对压力1KPa，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％时为酯化反应终点，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:2.1，5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇的摩尔比为3:1:3.2，二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0.25wt％和0.03wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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262℃，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265℃，反应时间为50min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.04wt％，改性聚酯的数均分子量为28000，分子量分布指数为1.8；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度270℃，冷却温度18℃，卷绕速度3400m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度500m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率3.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度160℃，拉伸比1.5。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为3.3cN/dtex，断裂强度CV值为3.6％，断裂伸长率为18.0％，断裂伸长CV值为7.0％，沸水收缩率为5.8％，含油率为2.5wt％，网络度为55，卷曲稳定度为82.5％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为89.45％，K/S值为25.52，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级。

对比例1

一种仿麻型聚酯长丝的制备方法，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5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇，即未对聚酯进行改性，其制得的仿麻型聚酯长丝的单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为3.2cN/dtex，断裂强度CV值为3.5％，断裂伸长率为20.0％，断裂伸长CV值为7.0％，沸水收缩率为5.9％，含油率为2.5wt％，网络度为55，卷曲稳定度为80.5％；在其他测试条件与实施例1相同的条件下，其在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为22.12，耐皂洗色牢度小于5级，涤沾色为4～5级，棉沾色为4级，干摩擦牢度为4～5级，湿摩擦牢度为3～4级。

与实施例1对比可以发现，本发明通过添加5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇显著提升了纤维的染色性能，同时5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅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2

一种仿麻型聚酯长丝的制备方法，其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)步骤(1)中采用1,2十二烷基二醇替代5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇，其制得的仿麻型聚酯长丝的单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为3.4cN/dtex，断裂强度CV值为3.5％，断裂伸长率为19.0％，断裂伸长CV值为7.0％，沸水收缩率为5.6％，含油率为2.5wt％，网络度为55，卷曲稳定度为82.0％，在其他测试条件与实施例1相同的条件下，其在130℃的温度条件下的上染率为85.87％，K/S值为21.68，耐皂洗色牢度小于5级，涤沾色为4～5级，棉沾色为4级，干摩擦牢度为4～5级，湿摩擦牢度为3～4级。

与实施例1对比可以发现，带叔丁基侧基的二元酸(5-叔丁基-1,3-苯二甲酸)和带叔丁基侧基的己二醇(2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇)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带叔丁基侧基的二元酸中的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，另一方面带叔丁基侧基的二元酸中的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，因而带叔丁基侧基的二元酸较含长支链取代基的1,2十二烷基二醇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。另外，主链含硅的二元醇(二甲基硅二醇)的引入使得高分子主链上含有-Si-O-Si-键，使得硅氧键间隙较大，内旋转活化能较低，有利于原子自由旋转，进一步增大了空洞自由体积，相对于长支链取代基更有利于提升纤维的染色性能，因此，本发明在上述三种物质的共同作用下，大大提升了纤维的上染率。

实施例2

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备2-叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10min，然后加入2-叔丁基环己醇先在80℃的温度条件下反应1h，再升温至94℃反应2h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、2-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:35:120；

(1.2)制备2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇；

首先，按2,2-二甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.6:1的比例将浓度为350g/L的2,2-二甲基3-戊酮溶液和浓度为210g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至11℃，接着进行电解还原至2,2-二甲基3-戊酮的浓度为9.0wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-CH₂CH₃；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇配成浆料，加入二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，压力控制在小于绝对压力1KPa，酯化反应的温度为252℃，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，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:2.0，2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3mol％，2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇的摩尔比为2:2:3，二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0.23wt％和0.02wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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268℃，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265℃，反应时间为70min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.03wt％，改性聚酯的数均分子量为27000，分子量分布指数为1.8；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度270℃，冷却温度22℃，卷绕速度3200m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度500m/min，定型超喂率5.5％，卷绕超喂率2.5％，第一热箱温度150℃，第二热箱温度165℃，拉伸比1.9。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为3.0dtex，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂强度CV值为3.8％，断裂伸长率为18.0％，断裂伸长CV值为7.9％，沸水收缩率为5.0％，含油率为2.2wt％，网络度为50，卷曲稳定度为80％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为87.3％，K/S值为24.06，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级。

实施例3

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备2-叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌12min，然后加入2-叔丁基环己醇先在83℃的温度条件下反应1.5h，再升温至90℃反应2h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、2-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:33:120；

(1.2)制备2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇；

首先，按2,24,4-四甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.7:1的比例将浓度为340g/L的2,24,4-四甲基3-戊酮溶液和浓度为230g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至10℃，接着进行电解还原至2,24,4-四甲基3-戊酮的浓度为9.6wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-C(CH₃)₃；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇配成浆料，加入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，压力控制在小于绝对压力1KPa，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93％时为酯化反应终点，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.2，2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3mol％，2-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的摩尔比为2.4:1:3，二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0.20wt％和0.05wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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268℃，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268℃，反应时间为50min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.03wt％，改性聚酯的数均分子量为26800，分子量分布指数为2.2；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度273℃，冷却温度18℃，卷绕速度3200m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度600m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率2.5％，第一热箱温度130℃，第二热箱温度160℃，拉伸比1.7。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为3.2cN/dtex，断裂强度CV值为3.5％，断裂伸长率为21.0％，断裂伸长CV值为8.0％，沸水收缩率为6.0％，含油率为2.0wt％，网络度为65，卷曲稳定度为82％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为87.3％，K/S值为23.33，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级。

实施例4

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备3-叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌13min，然后加入4-叔丁基环己醇先在85℃的温度条件下反应2h，再升温至90℃反应3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、4-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:30:130；

(1.2)制备2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇；

首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.8:1的比例将浓度为300g/L的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为250g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至15℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.3wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-H；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇配成浆料，加入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，压力控制在小于绝对压力1KPa，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，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.5，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和二甲基硅二醇的摩尔比为2.8:1.6:4，二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0.20wt％和0.01wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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268℃，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266℃，反应时间为65min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.05wt％，改性聚酯的数均分子量为30000，分子量分布指数为2.0；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度272℃，冷却温度19℃，卷绕速度3600m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度600m/min，定型超喂率4.0％，卷绕超喂率5.0％，第一热箱温度130℃，第二热箱温度169℃，拉伸比1.7。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为2.6dtex，断裂强度为3.2cN/dtex，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长率为19.0％，断裂伸长CV值为8.0％，沸水收缩率为5.5％，含油率为2.8wt％，网络度为60，卷曲稳定度为78％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为90.2％，K/S值为23.33，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级。

实施例5

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备3-叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌14min，然后加入4-叔丁基环己醇先在82℃的温度条件下反应2h，再升温至92℃反应3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、4-叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:40:130；

(1.2)制备2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇；

首先，按2,2-二甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.9:1的比例将浓度为310g/L的2,2-二甲基3-戊酮溶液和浓度为300g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至15℃，接着进行电解还原至2,2-二甲基3-戊酮的浓度为8.8wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-CH₂CH₃；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇配成浆料，加入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，压力控制在小于绝对压力1KPa，酯化反应的温度为258℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的93％时为酯化反应终点，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.8，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇和二甲基二苯基二硅氧烷二醇的摩尔比为2:1.2:3.5，二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0.25wt％和0.01wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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270℃，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，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.04wt％，改性聚酯的数均分子量为28500，分子量分布指数为1.9；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度275℃，冷却温度20℃，卷绕速度3500m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度600m/min，定型超喂率5.0％，卷绕超喂率4.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度160℃，拉伸比1.5。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为1.8dtex，断裂强度为3.15cN/dtex，断裂强度CV值为3.9％，断裂伸长率为20.0％，断裂伸长CV值为7.5％，沸水收缩率为5.5％，含油率为3.0wt％，网络度为75，卷曲稳定度为81％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为89.6％，K/S值为25.52，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为6级。

实施例6

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌15min，然后加入2,4-二叔丁基环己醇先在83℃的温度条件下反应1.5h，再升温至92℃反应2.5h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、2,4-二叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:40:120；

(1.2)制备2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇；

首先，按2,24,4-四甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为2:1的比例将浓度为350g/L的2,24,4-四甲基3-戊酮溶液和浓度为220g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至13℃，接着进行电解还原至2,24,4-四甲基3-戊酮的浓度为9.6wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-C(CH₃)₃；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇配成浆料，加入二氧化钛和磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，压力控制在小于绝对压力1KPa，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％时为酯化反应终点，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:2.0，2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的摩尔比为3:2:4，二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0.21wt％和0.01wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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262℃，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270℃，反应时间为70min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.05wt％，改性聚酯的数均分子量为25000，分子量分布指数为1.9；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度275℃，冷却温度22℃，卷绕速度3600m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度600m/min，定型超喂率5.5％，卷绕超喂率5.0％，第一热箱温度145℃，第二热箱温度160℃，拉伸比1.5。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为3.0dtex，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂强度CV值为3.8％，断裂伸长率为22.0％，断裂伸长CV值为7.1％，沸水收缩率为6.0％，含油率为3.0wt％，网络度为80，卷曲稳定度为80％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为90.2％，K/S值为23.88，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为6级。

实施例7

仿麻型聚酯长丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)制备2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌11min，然后加入2,4-二叔丁基环己醇先在80℃的温度条件下反应1h，再升温至95℃反应2.2h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制，其中反应开始时，钨酸、2,4-二叔丁基环己醇和过氧化氢的摩尔比为1:35:150；

(1.2)制备2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇；

首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.5:1的比例将浓度为340g/L的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为260g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至13℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.5wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(Ⅰ)所示，式中，R为-H；

(1.3)酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇配成浆料，加入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，压力控制在小于绝对压力1KPa，酯化反应的温度为252℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的93％时为酯化反应终点，其中对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.9，2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和四甲基二硅氧烷二醇的摩尔比为2.6:1:3.8，二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0.25wt％和0.05wt％；

(1.4)缩聚反应；

酯化反应结束后，加入钛酸正丁酯，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266℃，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268℃，反应时间为50min，钛酸正丁酯的加入量为对苯二甲酸加入量的0.035wt％，改性聚酯的数均分子量为26000，分子量分布指数2.2；

(2)制备改性聚酯POY丝；

将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度273℃，冷却温度18℃，卷绕速度3300m/min；

(3)制备改性聚酯DTY丝；

将改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝，DTY工艺的参数为：纺丝速度600m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率3.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度169℃，拉伸比1.9。

最终制得的仿麻型聚酯长丝为改性聚酯DTY丝，其单丝纤度为0.8dtex，断裂强度为3.25cN/dtex，断裂强度CV值为3.5％，断裂伸长率为22.0％，断裂伸长CV值为7.6％，沸水收缩率为5.0％，含油率为2.5wt％，网络度为70，卷曲稳定度为78％；

仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为88.65％，K/S值为25.52，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级。

Claims (10)

1.仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征是：按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝，再按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即得仿麻型聚酯长丝；

所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；

带叔丁基侧基的二元酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸或2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸；

带叔丁基侧基的己二醇的结构式如下：

；

式中，R为-H、-CH₂CH₃或-C(CH₃)₃；

主链含硅的二元醇为二甲基硅二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇或四甲基二硅氧烷二醇；

所述DTY工艺的纺丝速度为500~600m/min，第二热箱温度为160~169℃。

2.根据权利要求1所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，所述带叔丁基侧基的己二醇的合成方法为：

首先，按原料A与硫酸的摩尔比为1.5~2:1的比例将浓度为300~350g/L的原料A溶液和浓度为200~300g/L的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至10~15℃，接着进行电解还原至原料A的浓度低于10wt%，最后进行冷却结晶、分离和提纯；

R为-H、-CH₂CH₃和-C(CH₃)₃时，原料A分别对应为2,2-甲基丙醛、2,2-二甲基3-戊酮和2,2,4,4-四甲基3-戊酮；

所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的合成方法为：

首先将钨酸和过氧化氢混合，在室温下搅拌10~15min，然后加入原料醇先在80~85℃的温度条件下反应1~2h，再升温至90~95℃反应2~3h，反应过程中，反应物始终处于回流状态，最后进行冷却结晶、洗涤和精制；

反应开始时，钨酸、原料醇和过氧化氢的摩尔比为1:30~40:120~150；

所述2-叔丁基-1,6-己二甲酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸对应的原料醇分别为2-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己醇和2,5-二叔丁基环己醇。

3.根据权利要求2所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，所述改性聚酯的制备步骤如下：

（1）酯化反应；

将对苯二甲酸、1,4-丁二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇配成浆料，加入消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中进行酯化反应，压力控制在小于绝对压力1KPa，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，加入催化剂，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262~270℃，反应时间为50~70min。

4.根据权利要求3所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸与1,4-丁二醇的摩尔比为1:1.2~2.0，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3~5mol%，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和主链含硅的二元醇的摩尔比为2~3:1~2:3~4，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%。

5.根据权利要求4所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，所述催化剂为钛酸正丁酯，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。

6.根据权利要求5所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，改性聚酯的数均分子量为25000~30000，分子量分布指数为1.8~2.2。

7.根据权利要求1所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法，其特征在于，所述POY工艺的流程为：计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕；

所述POY工艺的参数为：纺丝温度270~275℃，冷却温度18~22℃，卷绕速度3200~3600m/min；

所述DTY工艺的流程为：导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕；

所述DTY工艺的参数为：定型超喂率3.5~5.5%，卷绕超喂率2.5~5.0%，第一热箱温度130~170℃，拉伸比1.5~1.9。

8.采用如权利要求1~7任一项所述的仿麻型聚酯长丝的制备方法制得的仿麻型聚酯长丝，其特征是：为单丝纤度为2.8~3.3dtex的改性聚酯DTY丝；

所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、1,4-丁二醇链段、带叔丁基侧基的二元酸链段、带叔丁基侧基的己二醇链段和主链含硅的二元醇链段。

9.根据权利要求8所述的仿麻型聚酯长丝，其特征在于，仿麻型聚酯长丝的断裂强度≥3.0cN/dtex，断裂强度CV值≤4.0%，断裂伸长率为20±2.0%，断裂伸长CV值≤8.0%，沸水收缩率为5.5±0.5%，含油率为2.5±0.5wt%，网络度为65±15，卷曲稳定度≥78.0%。

10.根据权利要求8所述的仿麻型聚酯长丝，其特征在于，仿麻型聚酯长丝在125℃的温度条件下的上染率为87.3~90.2%，K/S值为23.33~25.52，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度大于4级。

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