CN109722734A - 超亮光涤纶中强丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超亮光涤纶中强丝及其制备方法，将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得超亮光涤纶中强丝，其中，改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、含氟二元酸链段、带三甲硅基侧基的二元醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段，超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.65～25.78，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；超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降15～20％。本发明方法工艺简单，最终制得的涤纶中强丝可降解性能以及染色性能好。
Description
技术领域
本发明属于改性聚酯纤维技术领域，涉及一种超亮光涤纶中强丝及其制备方法。
背景技术
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(PAT)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—聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，经纺丝和后处理制成的纤维。随着涤纶生产规模的扩大，生产技术也得到了很大的提高，由刚开始的常规化产品的生产，逐渐向高技术、功能化、差别化纤维等生产方向发展，聚酯纤维的应用领域也从最初的服用纤维逐渐发展到装饰、产业等领域。随着纤维生产技术的不断改进和完善，提高纤维的附加价值，是化纤发展的必然趋势。
生产差别化纤维产品主要有两种途径：一是采用新单体或合成方法制造新的高聚物，另一种方法是通过对现有的纤维进行改性，使其获得新的性能，而采用后一方法有投资少、见效快等优点，因而被广泛采用，这一方法的主要技术有聚合物改性技术、超细纤维制造技术、异形纤维制造技术和复合纺丝技术等。
超亮光异形聚酯全拉伸丝(FDY)广泛应用于制备喷织色丁布、塔夫绸、闪光缎、倍捻仿真丝、经编、针织割绒布和织带等织物，因其色彩明亮，具有独特的绚丽闪光效果，蓬松性好，透气性高，深受市场欢迎。目前，大多数厂家都采用纤维异形截面来达到纤维的高光泽。其中三角形截面的纤维像三角形的分光棱镜，经过光的反射和干涉的综合效应，使纤维产生一种超亮的光泽。超亮光异形丝除截面异形外，还因不含TiO2消光粒子，故对光线的折射干扰较小，从而能形成纤维明亮光泽的特性。
涤纶中强丝是采用普通粘度的熔体作为原料制得的产品，断裂强度可达6.0cN/dtex左右、沸水收缩率2.0±0.8％，主要用途可以做缝纫线、绣花线、箱包布、渔网线、安全绳、气囊和降落伞等。超亮光涤纶中强丝聚酯纤维由于线密度、截面等的不同以及其本身的结构较为规则如分子链排列较为紧密等原因，给染整加工带来许多难题，主要表现在匀染性、重现性、深染性以及染色牢度等方面。
此外，虽然高分子材料工业的蓬勃发展为人们生产、生活带来了许多性能优良的新材料，但这些材料在各个领域的广泛运用也推动了社会的发展，同时大量高分子材料废弃物也带来了较严重的环保问题。聚酯纤维是化学纤维的第一大品种，作为半结晶高分子聚合物具有良好的热塑性，普遍应用于服用、包装、生物和生产加工等各个领域。但是由于聚酯在自然条件下具有极强的化学惰性，难以被生物降解，大量的废弃聚酯纺织品给环境造成严重的污染。
因此，研究一种染色性能好且易降解的超亮光涤纶中强丝具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种染色性能好且易降解的超亮光涤纶中强丝及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
超亮光涤纶中强丝的制备方法，将改性聚酯熔体经计量、三角形或一字形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；
含氟二元酸为2,2-二氟-1,3-丙二酸、2,2-二氟-1,4-丁二酸、2,2-二氟-1,5-戊二酸或2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸；
带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
式中，R为-CH2-、-CH(CH3)-或-C((CH3)2)-；
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。
本发明的改性聚酯通过引入含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和带三甲硅基侧基的二元醇链段显著改善了聚酯的染色性能和可降解性能，具体如下：
带三甲硅基侧基的二元醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段能显著增大改性聚酯的空洞自由体积，空洞自由体积的增大能够降低染料小分子或小颗粒渗透进入改性聚酯内部的难度，改善聚酯的染色性能，而含氟二元酸链段中氟原子在α碳上，当在水解过程中引入该含氟二元酸时，由于氟原子在α碳上，吸电子能力较强，使得聚酯中C-O键上的电子云密度降低，四面体的负离子的稳定性下降，有利于聚酯水解的亲核加成反应的进行，同时由于α碳上含氟二元酸的空间位阻小于对苯二甲酸，进一步促进了亲核加成反应的进行，提高了聚酯的降解速率，同时由于氧气以及水也均为小分子，空洞自由体积的增大还降低了含氧小分子以及水等进入聚酯内部的难度，能够为含氟二元酸促进的聚酯水解反应提供充足的氧气和水，有利进一步提升聚酯降解速率，两者协同作用，从而显著提高了聚酯的降解速率。
作为优选的技术方案：
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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；
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。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述改性聚酯的制备步骤如下：
(1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸配成浆料，加入催化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270～282℃，反应时间为50～90min。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3～5mol％(摩尔百分比)，本发明的含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和带三甲硅基侧基的二元醇的添加总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和可降解性能，有利于纤维的生产和应用，含氟二元酸和带三甲硅基侧基的二元醇的添加总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，过低则染色效果和可降解性能提升不明显；
所述含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸的摩尔比为2～3:1～2:1～2；带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸提供空洞自由体积，空洞自由体积的增大不仅有利于染料进入，还有助于氧以及水等进入聚酯内部，而含氟二元酸链段中由于氟原子在α碳上，吸电子能力较强，使得聚酯中C-O键上的电子云密度降低，有利于聚酯水解的亲核加成反应的进行，双方协同，有助于聚酯的水解；
所述催化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％和0.01～0.05wt％(质量百分比)。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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。
如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，所述超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
采用如上所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈三角形或一字形且断裂强度≥6.0cN/dtex的改性聚酯FDY丝；
所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、含氟二元酸链段、带三甲硅基侧基的二元醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段。
作为优选的技术方案：
如上所述的超亮光涤纶中强丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0～3.0dtex，断裂伸长率为15.0±3.0％，线密度偏差率≤1.0％，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，本发明的含含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和带三甲硅基侧基的二元醇链段的纤维的品质和质量相比于现有技术未降低，改性后的纤维仍具有良好的力学性能和可纺性等；
如上所述的超亮光涤纶中强丝，超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.65～25.78，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情况下，对比样在130℃的温度条件下的上染率为85.4％，K/S值为20.43，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，对比样与本发明的超亮光涤纶中强丝的区别仅在于其材质为普通聚酯；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降15～20％。现有技术中的普通聚酯在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降小于5％。
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、带叔丁基侧基的二元酸和含氟二元酸显著提升了纤维的染色性能和可降解性能，具体如下：
本发明的带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
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)。
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。带三甲硅基侧基的二元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。
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。
聚酯在碱性条件下的水解降解过程为亲核加成-消除过程，在水解反应开始时，OH-进攻酯羰基RCOOR`的C原子，发生亲核加成反应，形成中间体(即四面体的负离子)，四面体的负离子可以消除OR`得到羧酸RCOOH，使酯键断裂，同时OR`与H+结合得到醇HOR`。然而，由于在水解过程中形成的四面体的负离子结构比较拥挤，空间位阻大，不利于亲核加成反应的进行，因此聚酯的降解速率较慢。
本发明通过在聚酯分子链中引入特殊结构的含氟二元酸和带三甲硅基侧基的二元醇显著提高了聚酯的降解速率，含氟二元酸的特殊之处在于氟原子在α碳上，当在水解过程中引入该含氟二元酸时，由于氟原子在α碳上，吸电子能力较强，使得聚酯中C-O键上的的电子云密度降低，四面体的负离子的稳定性下降，有利于亲核加成反应的进行，同时由于α碳上含氟二元酸的空间位阻小于对苯二甲酸，进一步促进了亲核加成反应的进行，因而显著提高了降解速率。如在聚酯分子链中引入氟原子在β碳的含氟二元酸，则不会显著提高聚酯的降解速率，这是因为在β碳上存在吸电子基团时，所产生的影响仅局限于相邻碳上，而对酯键中C-O键产生的影响很小，因而对于OH-进攻酯羰基发生亲核加成的反应影响较小。
高分子材料的氧化降解和水解速率等还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，这也是造成聚酯在自然环境中降解很慢的主要原因之一，本发明的带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸增大了聚酯的空洞自由体积，空间自由体积的增大也有利于含氧小分子和水分子等渗透到聚酯大分子内部，含氧小分子和水分子等渗透到聚酯内部后，由于含氟二元酸中在α碳上的氟原子吸电子能力较强，聚酯中C-O键上的的电子云密度降低，四面体的负离子的稳定性下降，含氟二元酸会降低含氧小分子和水分子等对聚酯的氧化降解和水解的难度，两者协同作用，进一步提高聚酯的氧化降解和水解速率。
常规的涤纶纤维虽然应用广泛，但纤维的结构致密、结晶度高，自然降解时间很长，上染难度大，作为服装的主要用途在回收利用方面难度也较大，本发明通过在聚酯制备原料中加入含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和带三甲硅基侧基的二元醇，不仅增大了聚酯的空洞自由体积，显著降低了染料小分子进入聚酯内部的难度，改善了聚酯的染色性能，同时还降低了含氧小分子以及水等进入聚酯内部的难度，能够为含氟二元酸促进的聚酯水解反应提供充足的氧气和水，进而显著提高了聚酯的降解速率。
有益效果
(1)本发明的超亮光涤纶中强丝，通过在聚酯中引入改性组分—带三甲硅基侧基的二元醇、带叔丁基侧基的二元酸和含氟二元酸，显著提高了超亮光纤维的染色性能和可降解性能；
(2)本发明的超亮光涤纶中强丝，通过引入带三甲硅基侧基的二元醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段，增大了改性聚酯的空洞自由体积，使水、染料以及含氧的小分子更容易渗透到聚酯内部对聚酯进行氧化降解和水解，从而改善了纤维的可降解性能和染色性能，有利于涤纶纤维的回收利用；
(3)本发明的超亮光涤纶中强丝的制备方法，工艺简单、成本低廉，极具应用前景；
(4)本发明的超亮光涤纶中强丝的制备方法，通过添加含氟二元酸对聚酯进行改性，降低了聚酯中C-O键上的的电子云密度，同时由于α碳上含氟二元酸的空间位阻小于对苯二甲酸，进一步促进了亲核加成反应的进行，提高了聚酯的降解速率，用于服装织造可有效解决废旧服装回收利用问题。
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
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸配成浆料，加入三氧化二锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2，2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸的摩尔比为2:1:1，三氧化二锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％和0.01wt％，3-三甲硅基-1,2-丙二醇的结构式如式(I)所示，式中的R为-CH2-；
(1.2)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，制得的改性聚酯的数均分子量为25000，分子量分布指数为2.0。
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为6.0cN/dtex，断裂伸长率为15.0％，线密度偏差率为0.88％，断裂强度CV值为4.3％，断裂伸长CV值为8.0％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为88.3％，K/S值为23.65，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降15％。
对比例1
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，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2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸，即未对聚酯进行改性，其制得的超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为6.1cN/dtex，断裂伸长率为14.7％，线密度偏差率为0.81％，断裂强度CV值为4.5％，断裂伸长CV值为7.6％，在与实施例1其他测试条件相同的情况下，其在130℃的温度条件下的上染率为85.4％，K/S值为20.43，耐皂洗色牢度为4级，干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为4级，在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降4.2％。与实施例1对比可以发现，本发明通过2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸对聚酯进行改性，显著提高了超亮光纤维的染色性能和可降解性能，同时2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-1,2-丙二醇以及5-叔丁基-1,3-苯二甲酸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
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)中采用3,3-二氟戊二酸替代2,2-二氟-1,3-丙二酸，其制得的超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为6.1cN/dtex，断裂伸长率为15.6％，线密度偏差率为0.92％，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长CV值为7.3％，在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降4.8％。与实施例1对比可以发现，氟原子在α碳的含氟二元酸相对于氟原子在β碳的含氟二元酸更有利于提升纤维的自然降解性能，这是因为在β碳上存在吸电子基团时，所产生的影响仅局限于相邻碳上，而对酯键中C-O键产生的影响很小，因而对于OH-进攻酯羰基发生亲核加成的反应影响较小，进而对纤维的自然降解过程影响较小。
对比例3
一种超亮光涤纶中强丝的制备方法，其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(1)中采用1,2十二烷基二醇替代3-三甲硅基-1,2-丙二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸，其制得的超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为6.0cN/dtex，断裂伸长率为15.6％，线密度偏差率为0.93％，断裂强度CV值为4.5％，断裂伸长CV值为8.0％，在与实施例1其他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21.58，耐皂洗色牢度为4级，干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为4级。与实施例1对比可以发现，3-三甲硅基-1,2-丙二醇中的三甲硅基以及5-叔丁基-1,3-苯二甲酸中的叔丁基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，进而更有利于提升纤维的染色性能。
实施例2
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入乙二醇锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.5，2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3.4mol％，2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为2.5:2:1，乙二醇锑和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％和0.02wt％；
(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275℃，反应时间为90min，制得的改性聚酯的数均分子量为25600，分子量分布指数为1.8；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为6.2cN/dtex，断裂伸长率为12.0％，线密度偏差率为0.92％，断裂强度CV值为1.5％，断裂伸长CV值为8.0％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为91.5％，K/S值为24.44，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降18％。
实施例3
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入醋酸锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.3，2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3.5mol％，2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和2-叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为3:1.5:2，醋酸锑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％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282℃，反应时间为70min，制得的改性聚酯的数均分子量为27200，分子量分布指数为2.2；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.2dtex，断裂强度为6.0cN/dtex，断裂伸长率为14.0％，线密度偏差率为0.9％，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长CV值为7.5％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为92.8％，K/S值为24.58，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降18％。
实施例4
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入乙二醇锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.8，2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3mol％，2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3-甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为2.2:1.4:1.5，乙二醇锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％和0.02wt％；
(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277℃，反应时间为55min，制得的改性聚酯的数均分子量为26000，分子量分布指数为1.9；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.8dtex，断裂强度为6.6cN/dtex，断裂伸长率为15.0％，线密度偏差率为1.0％，断裂强度CV值为4.4％，断裂伸长CV值为7.0％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为88.3％，K/S值为23.65，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降19％。
实施例5
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入醋酸锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:2.0，2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的4mol％，2,2-二氟-1,3-丙二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和3-叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为2.5:2:2，醋酸锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt％和0.03wt％；
(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，制得的改性聚酯的数均分子量为28800，分子量分布指数为2.1；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为3.0dtex，断裂强度为6.4cN/dtex，断裂伸长率为18.0％，线密度偏差率为0.95％，断裂强度CV值为4.9％，断裂伸长CV值为7.7％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为93.2％，K/S值为25.11，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降20％。
实施例6
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入醋酸锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.6，2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，2,2-二氟-1,4-丁二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为3:1.5:1.5，醋酸锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％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272℃，反应时间为85min，制得的改性聚酯的数均分子量为30000，分子量分布指数为2.1；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.5dtex，断裂强度为6.1cN/dtex，断裂伸长率为13.0％，线密度偏差率为1.0％，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长CV值为7.2％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为92.89％，K/S值为25.78，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降18％。
实施例7
超亮光涤纶中强丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)制备3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇；
(a)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；
(b)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(I)所示的带三甲硅基侧基的二元醇，式(I)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％；
(1.2)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；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸配成浆料，加入三氧化二锑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，其中对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2，2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3mol％，2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-三甲硅基-3,3-二甲基-1,2-丙二醇和2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸的摩尔比为3:1:2，三氧化二锑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％和0.03wt％；
(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275℃，反应时间为55min，制得的改性聚酯的数均分子量为25000，分子量分布指数为1.8；
(2)制备超亮光涤纶中强丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝，其中超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
最终制得的超亮光涤纶中强丝，为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为3.0dtex，断裂强度为6.0cN/dtex，断裂伸长率为18.0％，线密度偏差率为0.95％，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长CV值为8.0％；
超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为89.3％，K/S值为23.65，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；
超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降20％。
Claims (10)
1.超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征是：将改性聚酯熔体经计量、三角形或一字形喷丝板挤出、冷却、上油、二道拉伸、一道热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得超亮光涤纶中强丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；
含氟二元酸为2,2-二氟-1,3-丙二酸、2,2-二氟-1,4-丁二酸、2,2-二氟-1,5-戊二酸或2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸；
带三甲硅基侧基的二元醇的结构式如下：
式中，R为-CH2-、-CH(CH3)-或-C((CH3)2)-；
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。
2.根据权利要求1所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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；
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。
3.根据权利要求2所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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、乙二醇、含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸配成浆料，加入催化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270～282℃，反应时间为50～90min。
4.根据权利要求3所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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，所述含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3～5mol％，所述含氟二元酸、带三甲硅基侧基的二元醇和带叔丁基侧基的二元酸的摩尔比为2～3:1～2:1～2，所述催化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％和0.01～0.05wt％。
5.根据权利要求4所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，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所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法，其特征在于，所述超亮光涤纶中强丝的纺丝工艺参数为：
8.采用如权利要求1～7任一项所述的超亮光涤纶中强丝的制备方法制得的超亮光涤纶中强丝，其特征是：为横截面呈三角形或一字形且断裂强度≥6.0cN/dtex的改性聚酯FDY丝；
所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、含氟二元酸链段、带三甲硅基侧基的二元醇链段和带叔丁基侧基的二元酸链段。
9.根据权利要求8所述的超亮光涤纶中强丝，其特征在于，超亮光涤纶中强丝的单丝纤度为2.0～3.0dtex，断裂伸长率为15.0±3.0％，线密度偏差率≤1.0％，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长CV值≤8.0％。
10.根据权利要求8所述的超亮光涤纶中强丝，其特征在于，超亮光涤纶中强丝在125℃的温度条件下的上染率为88.3～93.2％，K/S值为23.65～25.78，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；超亮光涤纶中强丝在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降15～20％。
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