CN109722739A - 一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维及其制备方法，将带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的分子链中引入了带三甲硅基侧基的二元醇链段，该链段结构式如下：式中，R为‑CH₂‑、‑CH(CH₃)‑或‑C((CH₃)₂)‑，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯中分散有掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Sb₂O₃粉体，本发明方法工艺简单，制得的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维染色性能好，自然降解效率高，有着极好的推广价值。

Description

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于改性纤维技术领域，涉及一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维及其制备方法。

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(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。聚酯纤维不但具有良好的耐热性、耐化学性、力学性能和电学性能，而且还具有透明性好、绝缘性佳，生产成本低和性价比高的优点。

但随着PET产业的快速发展，虽然PET不会直接对环境造成危害，但由于其使用后的废品数目巨大且对大气和微生物试剂的抵抗性很强，涤纶纤维废弃不易处理，会给环境间接造成危害。目前涤纶纤维废弃物的处理方法主要有：填埋、焚烧及回收利用。从环境角度而言，填埋和焚烧虽然是最简单的方法，却有许多缺陷，对环境亦会造成一定的污染。化学降解回收是处理PET废弃物有效而科学的途径，主要方法包括醇解、氨解等，化学降解的产物如醇、酸、酯等还可以作为化学原料重新利用。但由于PET结构致密、结晶度高，自然降解时间很长(常规涤纶纤维的降解周期可达16～48年)，这大大限制了化学降解回收在PET废弃物处理领域的应用。另外，现阶段，市面上常见的锑系催化剂如Sb₂O₃在聚酯合成过程中的添加量较大，锑系催化剂的添加量较大对环境产生的影响也较大，不利于聚酯的环保生产，同时锑系催化剂在缩聚反应中会转化为锑单质，使聚酯色泽发灰亮度降低，锑系催化剂添加量越大，对聚酯的色泽和质量等影响越大，但添加量小的锑系催化剂无法对参与聚酯合成的所有原料的反应进行催化，无法满足聚酯生产的需要。

此外，由于涤纶属于疏水性纤维，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，涤纶纤维的染色性能不佳。此外，涤纶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，这进一步增大了涤纶纤维的上染难度。目前常规涤纶(PET)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涤纶纤维的应用。虽然现有技术中有利用化学改性等方法如通过引入第三或第四组分进行共聚，或通过引入具有不同特性的官能团，或对通过改善聚酯大分子对染料的亲和力的方法来改善涤纶纤维的染色性能，但其或对纤维的染色性能提升有限，或者制备技术复杂不可控，或改性方法对纤维的其他性能如力学性能影响较大。

因此，研究一种染色性能好且自然降解效率高的涤纶纤维极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种染色性能好且自然降解效率高的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维及其制备方法。

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，将带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带三甲硅基侧基的二元醇、掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Sb₂O₃粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；

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)-；

Bi₂O₃掺杂改性的过程为：首先将含Ca²⁺的溶液与含Bi³⁺的溶液混合均匀，然后滴加沉淀剂至混合液的pH值为9～10，最后煅烧沉淀产物；

Sb₂O₃掺杂改性的过程为：首先将含金属离子M^x+的溶液与含Sb³⁺的溶液混合均匀，然后滴加沉淀剂至混合液的pH值为9～10，最后煅烧沉淀产物并粉碎；

金属离子M^x+为Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和Zn²⁺中的一种以上。

本发明通过在聚酯合成过程中添加三甲硅基侧基的二元醇、掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Bi₂O₃粉体，从而显著提高了涤纶纤维的染色性能和自然降解效率且保证了涤纶纤维的质量，具体为：

(一)对于掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

本发明通过将含金属离子M^x+的溶液与含Sb³⁺的溶液先混合均匀再沉淀最后煅烧从而实现了具有一定催化活性的金属氧化物与三氧化二锑的掺杂共混，金属氧化物为MgO、CaO、BaO和ZnO中的一种以上，本发明的金属氧化物与三氧化二锑掺杂后，金属氧化物通过抑制三氧化二锑的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大以及同晶取代锑而进入锑的晶格位，使三氧化二锑晶体产生缺陷，晶体形态产生变化，晶粒尺寸变小，提高了三氧化二锑催化剂的比表面积S_g，同时金属还会富集在部分三氧化二锑晶体表面，使三氧化二锑单位表面积上的活性r_s增大，比表面积S_g和单位表面积上的活性r_s愈大，催化剂的催化活性愈高，因此本发明能够在低Sb₂O₃添加量下实现聚酯的催化合成，有利于环保生产和保证合成聚酯的质量；

(二)对于带三甲硅基侧基的二元醇链段；

本发明使用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，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，空洞自由体积的增大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。分散染料是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料，大多以颗粒形式存在，粒径在几百纳米到一微米之间。染料在100℃以内上染速率很慢，即使在沸腾的染浴中染色，上染速率和上染百分率也不高，随着温度的不断提高，聚酯大分子链中侧基先于分子链开始运动，当染浴温度提高到120～130℃，侧基运动的剧烈程度大于分子链的，对于颗粒状染料向纤维内部进行扩散时，因侧基三甲硅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，扩散速率更高；

(三)对于掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

聚酯中含氧还原催化剂时，空气中的氧气能够通过聚酯材质中的自由体积渗入聚酯内部，在氧还原催化剂表面发生氧还原反应，使聚酯的酯键断裂从而加速聚酯降解，但纯氧还原催化剂的降解效率的进一步提高仍然受到限制；

本发明的聚酯单丝中分散有掺杂改性的Bi₂O₃粉体，与仅将氧化钙与三氧化二铋物理共混制得的混合物相比，氧化钙掺杂Bi₂O₃能够破坏Bi₂O₃的晶面结构，一方面，掺杂后的Bi₂O₃的比表面积增大，能够提高单位质量Bi₂O₃的氧气吸附量，另一方面，掺杂后的Bi₂O₃的吸附方式由单斜Bi₂O₃表面的端式吸附改为掺杂Bi₂O₃表面的侧式吸附，且吸附不受表面Bi原子的“空间位阻效应”影响，O₂分子在Bi原子位的化学吸附增强，催化剂的氧还原催化效率提高，因此分散掺杂改性的Bi₂O₃粉体的涤纶多孔丝回收处理时的降解效率高，有利于保护环境。

最后，本发明的三甲硅基侧基的二元醇链段还能够与掺杂改性的Bi₂O₃粉体协同作用，进一步提高涤纶纤维的降解效率。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，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。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，对Bi₂O₃进行掺杂改性时，所述含Ca²⁺的溶液的浓度为2～3wt％，溶剂为水，溶液中的阴离子为NO₃ ^-；所述含Bi³⁺的溶液为浓度20～25wt％的Bi₂O₃的溶液，溶剂为硝酸；所述沉淀剂为浓度2mol/L的氨水；沉淀开始时，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为5～8:100；本发明通过在Bi₂O₃中引入金属离子Ca²⁺(Bi₂O₃为主催化剂)，提高氧离子的传导速率，进而提高氧还原反应的程度，如摩尔比过大，会影响Bi₂O₃的性能；如摩尔比过小，对氧离子的传导速率的提高不明显；

所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105～110℃，时间为2～3h；所述煅烧的过程为：首先升温至400℃后保温2～3h，然后升温至700℃后保温1～2h，最后在空气中冷却；Bi₂O₃在掺杂改性后进行粉碎得到平均粒径小于0.5微米的粉体；本发明在煅烧过程中将钙溶入Bi₂O₃晶格内部，使得催化剂体相形成更多的缺陷，使其在固溶体表面呈高度分散状态，进而破坏Bi₂O₃的晶面结构。冷却速度过慢，固相中质点的分散速度则较慢，就会形成独立的结晶物，影响破坏Bi₂O₃的晶面结构，在空气中冷却，不利于形成晶体，有利于破坏Bi₂O₃的晶面结构；

对Sb₂O₃进行掺杂改性时，所述含金属离子M^x+的溶液的浓度为0.5～1.0mol％，溶剂为水，溶液中的阴离子为NO₃ ^-；所述含Sb³⁺的溶液为浓度5～10mol％的Sb₂O₃的溶液，溶剂为草酸；所述沉淀剂为浓度2mol/L的氨水；沉淀开始时，混合溶液中金属离子M^x+与Sb³⁺的摩尔比为1～3:100；Sb₂O₃是目前性价比最高的聚酯催化剂，本发明通过渗入金属氧化物(即M₂O_X)抑制三氧化二锑(Sb₂O₃)的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大，同时金属离子M^x+会取代锑而进入锑的晶格位，使得三氧化二锑晶体产生缺陷，以提高三氧化二锑的催化活性。如掺杂金属氧化物量过少(摩尔比过低)，对三氧化二锑晶粒影响偏低，过多(摩尔比过高)，会使得催化剂的主体Sb³⁺下降幅度偏大，均对提高三氧化二锑催化活性不利；

所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105～110℃，时间为2～3h；所述煅烧的过程为：首先升温至400℃后保温2～3h，然后升温至900℃后保温1～2h，最后在空气中冷却；Sb₂O₃在掺杂改性后进行粉碎得到平均粒径小于0.5微米的粉体。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的制备步骤如下：

(1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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270～275℃，反应时间为50～90min。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，所述对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的摩尔比为1:1.2～2.0:0.03～0.05，本发明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；

所述掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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％、0.012～0.015wt％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％。

现有技术中聚酯合成过程中Sb₂O₃的加入量通常为对苯二甲酸加入量的0.02～0.04wt％，锑系催化剂的加入量高，这主要是由于未掺杂的Sb₂O₃单位表面积上的活性r_s低且比表面积S_g小，因此Sb₂O₃整体的催化活性较低，本发明通过对Sb₂O₃进行掺杂改性，提高了Sb₂O₃的活性，因此显著降低了聚酯合成过程中Sb₂O₃的添加量。

掺杂改性的Bi₂O₃粉体的加入量可根据实际应用进行调整，但调整幅度不宜过大，加入量过大，会对纤维的性能(力学性能)产生影响，影响纤维的应用，加入量过小，对纤维的降解性能影响过小，难以显著提升纤维的自然降解速率。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，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。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，带三甲硅基侧基的二元醇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。

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的纺丝工艺参数为：纺丝温度280～290℃，冷却温度18～22℃，卷绕速度3200～3600m/min。

本发明还采用如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法制得的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，为POY纤维，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和带三甲硅基侧基的二元醇链段；

所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯中分散有所述掺杂改性的Bi₂O₃粉体和所述掺杂改性的Sb₂O₃粉体。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为1.5～2.0tex，断裂强度≥2.2cN/dtex，断裂伸长率为110.0±10.0％，线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％；本发明在聚酯中引入带三甲硅基侧基的二元醇链段、掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Sb₂O₃粉体对聚酯进行改性，所制得的纤维的上述力学性能并未下降，与现有技术相当；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为86.8～91.2％，K/S值为23.35～25.71；带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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14～19％。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85.7％，K/S值为21.88，对比样与本发明的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的区别仅在于其材质为普通聚酯且未添加掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

发明机理：

本发明通过在聚酯合成过程中添加三甲硅基侧基的二元醇、掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Sb₂O₃粉体，从而显著提高了涤纶纤维的染色性能和自然降解效率且保证了涤纶纤维的质量，具体机理如下：

(一)对于掺杂改性的Sb₂O₃粉体作为催化剂：

聚酯催化剂主要以锑化合物为主，如三氧化二锑、乙二醇锑以及醋酸锑，工业上聚酯合成中锑的加入量大于200ppm，由于锑是重金属，时代的进步，对于锑催化剂的制约越来越严，虽然钛系催化有所应用，但由于色泽以及活性控制等多方面的原因，仍无法在短时间内取代锑系。

催化剂的催化活性与催化剂的比表面积S_g、内表面利用率f以及单位表面积上的活性r_s成正比，对于组分一定的催化剂，其催化活性取决于该催化剂的比表面积S_g和内表面利用率f，催化剂单位表面积上的活性r_s一定时，比表面积愈大，催化活性愈高。

本发明通过先溶液共混再共沉淀再煅烧实现了具有一定催化缩聚反应活性的金属氧化物与三氧化二锑的掺杂共混，金属氧化物为MgO、CaO、BaO和ZnO中的一种以上，其价位与锑的价位存在一定的差异，离子半径与锑也存在一定的差异，这些差异使其能够改变三氧化二锑的晶面结构，从而影响相关性能。此外，MgO、CaO、BaO、ZnO均为白色晶体，作为聚酯催化剂不会带来色泽上的变化。

金属氧化物对三氧化二锑的影响主要体现在：一方面，金属氧化物会抑制三氧化二锑的晶化和立方晶三氧化二锑晶粒的长大，使三氧化二锑催化剂的比表面积S_g提高，提高了三氧化二锑的催化活性；另一方面，金属会同晶取代锑而进入锑的晶格位，使三氧化二锑晶体产生缺陷，晶体形态产生变化，晶粒尺寸变小，比表面积S_g增大，同时在部分晶体表面使金属富集，使其单位表面积上的活性r_s提高，提高了三氧化二锑的催化活性。如仅将具有一定催化缩聚反应活性的金属氧化物与三氧化二锑简单物理共混，三氧化二锑的催化活性不会发生明显提高，因为简单物理共混，不会产生晶体缺陷，晶体形态不产生变化，晶粒尺寸保持不变，晶体的总表面积不变，对催化活性不会产生影响。

本发明通过对三氧化锑进行掺杂，在一程度上提高了三氧化锑的催化活性，三氧化锑的催化活性提高有利于降低三氧化锑的使用量，聚酯合成过程中，在缩聚工艺条件保持不变并且聚酯达到相同指标的情况下，采用金属氧化物对三氧化锑进行掺杂后，三氧化锑的使用量可减少30％以上，有效解决了目前三氧化锑存在的添加量大的问题，同时能够满足聚酯生产的需要。

(二)对于引入的三甲硅基侧基的二元醇链段：

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显著提升了聚酯纤维的染色性能，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。

(三)对于掺杂改性的Bi₂O₃粉体

当聚酯中含有一定量的氧还原催化剂时，由于聚酯长期暴露在空气中，空气中的氧气能够通过聚酯材质中的自由体积(窄缝自由体积和/或空洞自由体积)渗入聚酯内部，氧还原催化剂表面吸附氧气，氧气逐渐迁移到聚酯内部的氧还原催化剂表面，达到一定氧浓度梯度后形成吸附氧，在氧还原催化剂表面发生氧还原反应(氧离子化)，在这一反应过程中，氧气被部分还原为过氧化物，氧还原催化剂吸附后的氧气分子与一个聚酯中的酯键结合并在催化剂表面形成RCOOOR`，后再结合一个质子并断开氧氧键，生成一个RCOOH，使酯键断裂，同时OR`与H⁺结合得到醇HOR`，从而加速了聚酯降解。

本发明通过先溶液共混再共沉淀再煅烧的方法实现了氧化钙与三氧化二铋的掺杂，进而对三氧化二铋的氧还原催化过程产生影响，提升了聚酯的降解速率。在一定程度上，掺杂离子半径越接近被掺杂的离子半径，越有利于氧空位的形成，越有利于氧离子的传导，本发明选择掺杂与Bi³⁺离子半径相同的Ca²⁺(Bi³⁺和Ca²⁺的离子半径均为0.103nm)对其进行掺杂，这能够提高氧离子的传导速率，进而提高氧还原反应的程度。掺杂对三氧化二铋的影响如下：

一方面，采用本发明的掺杂方式能够破坏Bi₂O₃的晶面结构，增大了其比表面积，进而提高了单位质量Bi₂O₃的氧气吸附量；

另一方面，采用本发明的掺杂方式能够改变Bi₂O₃的吸附方式和氧还原反应机制，掺杂改性前，吸附方式为单斜Bi₂O₃表面的端式吸附，O原子在不同单斜Bi₂O₃晶面吸附时，都会受到表面Bi原子的“空间位阻效应”影响，O₂分子通过强度较弱的物理吸附或弱化学吸附在Bi原子位吸附，且在不同单斜Bi₂O₃晶面O₂分子都还原为过氧化物，掺杂改性后，吸附方式为掺杂Bi₂O₃表面的侧式吸附，其不受“空间位阻效应”影响，增强了O₂分子在Bi原子位的化学吸附，还能促进O₂分子的O-O键断裂，即可以促进O₂分子还原生成过氧化物，提高了氧还原催化效率进而提高了聚酯降解速率。如仅将氧化钙与三氧化二铋物理共混，氧化钙不会影响三氧化二铋的晶面结构，也不会改变其吸附方式和氧还原反应机制，因而不会提高氧还原催化效率，也会不提高聚酯降解速率。

由于聚酯内部氧还原催化剂的存在，氧气能够在聚酯内部长时间的停留，能够对聚酯中最薄弱的酯基进行氧化反应，加速了聚酯降解的程度。现有技术的降解聚酯均是从聚酯表面开始的，而本发明通过将氧还原催化剂混入聚酯，提供了一种从聚酯内部降解的新思路，且降解效率高。

此外，由于三甲硅基侧基的二元醇链段能够增大聚酯的空洞自由体积，使聚酯的自由体积显著增大，而聚酯自由体积的增大还有利于含氧小分子和水分子的渗透，从而为聚酯降解提供充足的氧气和水，因此三甲硅基侧基的二元醇链段还能够与掺杂改性的Bi₂O₃粉体协同作用，进一步提高涤纶纤维的降解效率。

有益效果：

(1)本发明的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，通过具有一定催化活性的金属氧化物对三氧化二锑的掺杂改性，提高了三氧化二锑比表面积S_g和单位表面积上的活性r_s，从而提高了三氧化二锑的催化活性，提高了聚合效率；进而能够在满足聚酯生产需要的同时降低合成聚酯时锑系催化剂的添加量，有效减少了其后制成纤维的锑排放，有利于实现环保生产；

(2)本发明的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，工艺简单，通过在聚酯中引入改性组分——带三甲硅基侧基的二元醇，显著提高了聚酯纤维的染色性能；

(3)本发明的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，将掺杂改性的Bi₂O₃粉体分散于聚酯纤维中，掺杂改性的Bi₂O₃粉体相比于晶型结构保持不变的Bi₂O₃，比表面积更高，对氧气的吸附效率更高，可高效降解涤纶废弃物，有利于环境保护；

(4)本发明的带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，染色性能优良，机械性能优良，自然降解效率高，应用前景好。

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

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度为0.8mol％的Mg(NO₃)₂水溶液与浓度为8mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中Mg²⁺与Sb³⁺的摩尔比为2:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为9得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105℃，时间为2.5h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h，然后升温至900℃后保温1.5h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为2.5wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度22wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为7:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105℃，时间为2.5h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温2.5h，然后升温至700℃后保温1.5h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.45微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备改性聚酯；

(3.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇以1:1.2:0.03的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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％、0.012wt％、0.20wt％和0.01wt％；

(3.2)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450Pa，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90Pa，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2.2的改性聚酯；

(4)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度3400m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为1.8dtex，断裂强度为2.2cN/dtex，断裂伸长率为100％，线密度偏差率为0.19％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为4.9％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为91.2％，K/S值为25.71；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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％。

对比例1

一种聚酯纤维的制备方法，其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(3.1)并未添加3-三甲硅基-1,2-丙二醇和掺杂改性的Bi₂O₃粉体，其制得的聚酯纤维的单丝纤度为1.9dtex，断裂强度为2.2cN/dtex，断裂伸长率为103％，线密度偏差率为0.2％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为5.0％；在与实施例1其他测试条件相同的情况下，聚酯纤维在130℃的温度条件下的上染率为85.7％，K/S值为21.88；聚酯纤维在温度为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％。与实施例1对比可以发现，本发明通过添加3-三甲硅基-1,2-丙二醇和掺杂改性的Bi₂O₃粉体显著提升了纤维的染色性能和自然降解效率，同时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

一种聚酯纤维的制备方法，其步骤基本与实施例1相同，不同之处在于，步骤(3.1)采用1,2十二烷基二醇替代3-三甲硅基-1,2-丙二醇，在与实施例1其他测试条件相同的情况下，制得的聚酯纤维在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为21.35。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。

实施例2

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度为0.5mol％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度为5mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中Ca²⁺与Sb³⁺的摩尔比为1:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为2h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2h，然后升温至900℃后保温1h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为2wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度20wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为5:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为9得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105℃，时间为2h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温2h，然后升温至700℃后保温1h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备改性聚酯；

(3.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和3-三甲硅基-1,2-丙二醇以1:2.0:0.05的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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，加压压力为0.2MPa，酯化反应的温度为60℃，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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.03wt％、0.013wt％、0.25wt％和0.05wt％；

(3.2)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50min内由常压平稳抽至绝对压力499Pa，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99Pa，反应温度为275℃，反应时间为90min，制得数均分子量为30000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；

(4)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度3400m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为1.5dtex，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为120％，线密度偏差率为0.18％，断裂强度CV值为2.2％，断裂伸长CV值为4.5％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为86.8％，K/S值为23.35；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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14％。

实施例3

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度为1.0mol％的Ba(NO₃)₂水溶液与浓度为10mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中Ba²⁺与Sb³⁺的摩尔比为3:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为9.5得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105℃，时间为3h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温3h，然后升温至900℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.5微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为3wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度25wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为8:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为9得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为3h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温3h，然后升温至700℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(3.1)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；

(3.2)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(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％；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:2.0:0.03的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.25MPa，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90％以上时为酯化反应终点，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.034wt％、0.014wt％、0.22wt％和0.03wt％；

(4.2)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272℃，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；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度3400m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为115％，线密度偏差率为0.18％，断裂强度CV值为2.3％，断裂伸长CV值为4.6％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为87.8％，K/S值为23.75；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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％。

实施例4

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度为0.6mol％的Zn(NO₃)₂水溶液与浓度为6mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中Zn²⁺与Sb³⁺的摩尔比为1.2:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为2.5h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h，然后升温至900℃后保温1h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为2.5wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度25wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为8:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为3h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温2.5h，然后升温至700℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(3.1)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；

(3.2)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(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％；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:1.2:0.05的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.3MPa，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96％时为酯化反应终点，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.038wt％、0.015wt％、0.25wt％和0.04wt％；

(4.2)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98Pa，反应温度为270℃，反应时间为60min，制得数均分子量为26000，分子量分布指数为2.1的改性聚酯；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度3400m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为110％，线密度偏差率为0.19％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为4.7％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为88.5％，K/S值为24.35；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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16。

实施例5

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度为0.7mol％的Mg(NO₃)₂水溶液与浓度为8mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中Mg²⁺与Sb³⁺的摩尔比为2:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为2.5h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h，然后升温至900℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.5微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为2.5wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度24wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为6:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为107℃，时间为2.5h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温2.5h，然后升温至700℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.45微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(3.1)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；

(3.2)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(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％；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:1.2:0.05的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、二氧化钛和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中在常压下进行酯化反应，酯化反应的温度为255℃，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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.041wt％、0.015wt％、0.22wt％和0.03wt％；

(4.2)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40min内由常压平稳抽至绝对压力490Pa，反应温度为260℃，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90Pa，反应温度为275℃，反应时间为90min，制得数均分子量为29000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度280℃，冷却温度18℃，卷绕速度3200m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为108％，线密度偏差率为0.18％，断裂强度CV值为2.3％，断裂伸长CV值为4.7％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为88.9％，K/S值为24.85；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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17％。

实施例6

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度均为0.8mol％的Mg(NO₃)₂水溶液与Ca(NO₃)₂水溶液按体积比1:1混合得到含金属离子M^x+的水溶液，含金属离子M^x+的水溶液与浓度为8mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中M^x+与Sb³⁺的摩尔比为2.5:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105℃，时间为3h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温3h，然后升温至900℃后保温1.5h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为3wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度24wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为7:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为2.5h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温3h，然后升温至700℃后保温1.5h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.45微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(3.1)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；

(3.2)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(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％；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:1.2:0.05的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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，加压压力为0.15MPa，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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.045wt％、0.012wt％、0.20wt％和0.02wt％；

(4.2)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50min内由常压平稳抽至绝对压力470Pa，反应温度为255℃，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95Pa，反应温度为270℃，反应时间为90min，制得数均分子量为28000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度280℃，冷却温度18℃，卷绕速度3200m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为1.5dtex，断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为105％，线密度偏差率为0.19％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为4.8％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为89.2％，K/S值为24.99；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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17％。

实施例7

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb2O3；

(1.1)将浓度均为0.5mol％的Mg(NO3)2水溶液、Ba(NO3)2水溶液与Ca(NO3)2水溶液按体积比1:1:1混合得到含金属离子Mx+的水溶液，含金属离子Mx+的水溶液与浓度为10mol％的Sb2O3的溶液混合均匀，Sb2O3的溶液的溶剂为草酸，混合液中金属离子Mx+与Sb3+的摩尔比为2:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为9得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为108℃，时间为2.5h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h，然后升温至900℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb2O3粉体；

(2)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(2.1)将浓度为2.5wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度25wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为8:100；

(2.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为3h；

(2.3)将干燥产物升温至400℃后保温3h，然后升温至700℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.45微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(3.1)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；

(3.2)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(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％；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:1.6:0.04的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.047wt％、0.013wt％、0.22wt％和0.3wt％；

(4.2)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272℃，反应时间为65min，制得数均分子量为27000，分子量分布指数为1.95的改性聚酯；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度290℃，冷却温度22℃，卷绕速度3600m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为106％，线密度偏差率为0.2％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为5.0％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为89.8％，K/S值为25.11；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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8

一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其步骤如下：

(1)制备掺杂改性的Sb₂O₃；

(1.1)将浓度均为0.5mol％的Mg(NO₃)₂水溶液、Ba(NO₃)₂水溶液与Ca(NO₃)₂水溶液按体积比1:1:1混合得到含金属离子M^x+的水溶液，含金属离子M^x+的水溶液与浓度为10mol％的Sb₂O₃的溶液混合均匀，Sb₂O₃的溶液的溶剂为草酸，混合液中金属离子M^x+与Sb³⁺的摩尔比为2:100；

(1.2)滴加浓度为2mol/L的氨水至混合液的pH值为9得到沉淀产物，然后对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为108℃，时间为2.5h；

(1.3)将干燥后的产物首先升温至400℃后保温2.5h，然后升温至900℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.4微米的掺杂改性的Sb₂O₃粉体；

(2)制备带三甲硅基侧基的二元醇；

(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；

(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(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％；

(3)制备掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(3.1)将浓度为2.5wt％的Ca(NO₃)₂水溶液与浓度25wt％的Bi₂O₃的溶液混合均匀，Bi₂O₃的溶液的溶剂为硝酸，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为8:100；

(3.2)滴加浓度2mol/L的氨水至混合液的pH值为10得到沉淀产物，对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为110℃，时间为3h；

(3.3)将干燥产物升温至400℃后保温3h，然后升温至700℃后保温2h，最后在空气中冷却后粉碎得到平均粒径为0.45微米的掺杂改性的Bi₂O₃粉体；

(4)制备改性聚酯；

(4.1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇以1:1.9:0.05的摩尔比配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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，掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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0.049wt％、0.014wt％、0.20wt％和0.05wt％；

(4.2)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275℃，反应时间为55min，制得数均分子量为28000，分子量分布指数为2.0的改性聚酯；

(5)制备带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其中，纺丝工艺参数为：纺丝温度285℃，冷却温度22℃，卷绕速度3600m/min。

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为2.3cN/dtex，断裂伸长率为106％，线密度偏差率为0.2％，断裂强度CV值为2.4％，断裂伸长CV值为5.0％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为90.2％，K/S值为25.71；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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％。

Claims (10)

1.一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征是：将带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕制得带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维；

所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带三甲硅基侧基的二元醇、掺杂改性的Bi₂O₃粉体和掺杂改性的Sb₂O₃粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；

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)-；

Bi₂O₃掺杂改性的过程为：首先将含Ca²⁺的溶液与含Bi³⁺的溶液混合均匀，然后滴加沉淀剂至混合液的pH值为9～10，最后煅烧沉淀产物；

Sb₂O₃掺杂改性的过程为：首先将含金属离子M^x+的溶液与含Sb³⁺的溶液混合均匀，然后滴加沉淀剂至混合液的pH值为9～10，最后煅烧沉淀产物并粉碎；

金属离子M^x+为Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和Zn²⁺中的一种以上。

2.根据权利要求1所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，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。

3.根据权利要求2所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，对Bi₂O₃进行掺杂改性时，所述含Ca²⁺的溶液的浓度为2～3wt％，溶剂为水，溶液中的阴离子为NO₃ ^-；所述含Bi³⁺的溶液为浓度20～25wt％的Bi₂O₃的溶液，溶剂为硝酸；所述沉淀剂为浓度2mol/L的氨水；沉淀开始时，混合液中Ca²⁺与Bi³⁺的摩尔比为5～8:100；所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105～110℃，时间为2～3h；所述煅烧的过程为：首先升温至400℃后保温2～3h，然后升温至700℃后保温1～2h，最后在空气中冷却；Bi₂O₃在掺杂改性后进行粉碎得到平均粒径小于0.5微米的粉体；

对Sb₂O₃进行掺杂改性时，所述含金属离子M^x+的溶液的浓度为0.5～1.0mol％，溶剂为水，溶液中的阴离子为NO₃ ^-；所述含Sb³⁺的溶液为浓度5～10mol％的Sb₂O₃的溶液，溶剂为草酸；所述沉淀剂为浓度2mol/L的氨水；沉淀开始时，混合溶液中金属离子M^x+与Sb³⁺的摩尔比为1～3:100；所述煅烧前对沉淀产物进行洗涤和干燥，干燥的温度为105～110℃，时间为2～3h；所述煅烧的过程为：首先升温至400℃后保温2～3h，然后升温至900℃后保温1～2h，最后在空气中冷却；Sb₂O₃在掺杂改性后进行粉碎得到平均粒径小于0.5微米的粉体。

4.根据权利要求3所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的制备步骤如下：

(1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇配成浆料，加入掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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270～275℃，反应时间为50～90min。

5.根据权利要求4所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸、乙二醇和带三甲硅基侧基的二元醇的摩尔比为1:1.2～2.0:0.03～0.05，所述掺杂改性的Bi₂O₃粉体、掺杂改性的Sb₂O₃粉体、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％、0.012～0.015wt％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％。

6.根据权利要求5所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，带三甲硅基侧基的二元醇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。

8.根据权利要求1所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的纺丝工艺参数为：纺丝温度280～290℃，冷却温度18～22℃，卷绕速度3200～3600m/min。

9.采用如权利要求1～8任一项所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的制备方法制得的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其特征是：为POY纤维，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和带三甲硅基侧基的二元醇链段；

所述带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯中分散有所述掺杂改性的Bi₂O₃粉体和所述掺杂改性的Sb₂O₃粉体。

10.根据权利要求9所述的一种带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维，其特征在于，带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维的单丝纤度为1.5～2.0tex，断裂强度≥2.2cN/dtex，断裂伸长率为110.0±10.0％，线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤2.5％，断裂伸长CV值≤5.0％；

带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在120℃的温度条件下的上染率为86.8～91.2％，K/S值为23.35～25.71；带三甲硅基侧基的二元醇改性聚酯纤维在温度为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14～19％。