CN109750371B - 十字绣用超亮光涤纶长丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种十字绣用超亮光涤纶长丝及其制备方法，制备方法为：采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝即十字绣用超亮光涤纶长丝；改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6‑四甲基‑2,5‑庚二醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应。制得的十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为86.3～89.2％，K/S值为21.15～24.6，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。本发明的制备方法工艺简单，制得的十字绣用超亮光涤纶长丝的染色性能好。
Description
技术领域
本发明属于改性聚酯纤维技术领域，涉及一种十字绣用超亮光涤纶长丝及其制备方法。
背景技术
涤纶纤维自发明至今，因其具有丝的光泽、强力和弹性均可与蚕丝媲美以及耐碱性良好等优势而取得了快速的发展，是当今理想的纺织材料。随着社会经济发展水平和人们生活水平的提供，人们对服饰面料的高档化、舒适化的需求也越来越迫切，有光聚酯因其具有舒适时尚、光泽感好和手感好等特性，其市场需求量越来越大。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。
研究人员还常采用纤维异形截面来达到纤维的高光泽，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等消光粒子，故对光线的折射干扰较小，从而能使纤维形成明亮光泽的特性。
然而由于涤纶属于疏水性纤维，分子上不含有亲水性基团，其分子结构中也缺少能与染料发生结合的活性基团，涤纶纤维的染色性能不佳。另外，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，且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。常规PET纤维的染色一般采用分散染料染色，通常需要在高温(大于130℃)高压下进行染色，此法除了增加工艺上的复杂度之外，对设备要求较高，生产成本高，染色性能差。
因此，研究一种染色性能好的亮光涤纶纤维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的十字绣用超亮光涤纶长丝及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二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(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)；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
本发明在十字绣用超亮光涤纶长丝聚酯分子链中引入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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段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，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，本发明改性聚酯开始染色时，聚酯大分子链中的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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段先于分子链开始运动，当染浴温度需提高时，其运动的剧烈程度大于分子链的，同时由于其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，从而显著降低了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：
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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；
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2,5,6,6-四甲基-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。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，所述改性聚酯的制备步骤如下：
(1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3～5mol％(摩尔百分比)，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1～2:1～2:1～2。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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的添加量优选上述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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二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)。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，改性聚酯的数均分子量为27000～32000，分子量分布指数为1.8～2.2。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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290～305℃，冷却温度20～24℃，网络压力0.20～0.30MPa，一辊速度1800～2200m/min，一辊温度75～90℃，二辊速度3800～4100m/min，二辊温度120～140℃，卷绕速度3740～4110m/min。
本发明还提供一种采用如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法制得的十字绣用超亮光涤纶长丝，为横截面呈三角形或一字形的改性聚酯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、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段。
作为优选的技术方案：
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝，十字绣用超亮光涤纶长丝的单丝纤度为1.0～2.0dtex，断裂强度≥4.2cN/dtex，断裂强度CV值≤5.0％，断裂伸长率为33±5％，断裂伸长CV值≤9.0％，沸水收缩率为5.2±0.5％，条干CV值≤1.5％，含油率为0.9±0.2wt％，网络度≥10个/米；本发明制得的十字绣用超亮光涤纶长丝的机械性能与现有技术相当，并未因提高染色性能而降低其机械性能。
如上所述的十字绣用超亮光涤纶长丝，十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为86.3～89.2％，K/S值为21.15～24.6，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81.7％，K/S值为19.43，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，对比样与本发明的十字绣用超亮光涤纶长丝的区别仅在于其材质为普通聚酯。
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，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。
本发明通过在十字绣用超亮光涤纶长丝聚酯分子链中引入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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段从而增大了聚酯的空洞自由体积，显著改善了制得的十字绣用超亮光涤纶长丝的染色性能，具体机理如下：
一方面，对于乙二醇、丁二醇等二元醇直链分子，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，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；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。
本发明在聚酯分子链中引入带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇显著提高了十字绣用超亮光涤纶长丝的染色性能，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。因此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；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
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，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。
另一方面，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。
本发明在聚酯分子链中引入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也使得改性聚酯的空洞自由体积增大。
空洞自由体积对染色性能的提高相比于窄缝自由体积更大，这是因为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，大多以颗粒形式存在，其粒径为几百纳米到一微米之间，其在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。但是在温度作用下，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，因此对于颗粒状染料向纤维内部的扩散而言，空洞自由体积比狭缝自由体积的提高更佳。本发明通过增大空洞自由体积，使得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。
有益效果：
(1)本发明的十字绣用超亮光涤纶长丝，染色性能优良，机械性能好，应用前景广阔；
(2)本发明的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，通过在改性聚酯的分子链中引入带叔丁基侧基的己二醇链段和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段，显著增大了聚酯的自由体积，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，显著改善了染色性能；
(3)本发明的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，通过在改性聚酯的分子链中引入带叔丁基侧基的二元酸对聚酯进行改性，提高了纤维的上染率，降低能耗，同时增加了可纺性能。
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
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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1:1.2，5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的5mol％，5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为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％；
(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32000，分子量分布指数为2.2；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度290℃，冷却温度20℃，网络压力0.22MPa，一辊速度2200m/min，一辊温度85℃，二辊速度3800m/min，二辊温度120℃，卷绕速度3860m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为4.4cN/dtex，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长率为30％，断裂伸长CV值为8.8％，沸水收缩率为5.2％，条干CV值为1.44％，含油率为1.0wt％，网络度为11个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为88.3％，K/S值为24.6，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
一种十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，即未对聚酯进行改性，其制得的十字绣用超亮光涤纶长丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为4.5cN/dtex，断裂强度CV值为4.8％，断裂伸长率为29％，断裂伸长CV值为8.8％，沸水收缩率为5.0％，条干CV值为1.38％，含油率为1.0wt％，网络度为11个/米；在与实施例1其他测试条件相同的条件下，其在130℃的温度条件下的上染率为81.7％，K/S值为19.43，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。
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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚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
一种十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇，其制得的十字绣用超亮光涤纶长丝的单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂强度CV值为5.1％，断裂伸长率为32％，断裂伸长CV值为8.9％，沸水收缩率为5.5％，条干CV值为1.51％，含油率为1.0wt％，网络度为11个/米，在与实施例1其他测试条件相同的条件下，其在130℃的温度条件下的上染率为84.2％，K/S值为19.78，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)和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。
实施例2
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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-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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3.4mol％，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.5:2:1，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％；
(1.5)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35000，分子量分布指数为2.0；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度290℃，冷却温度24℃，网络压力0.20MPa，一辊速度1900m/min，一辊温度80℃，二辊速度3800m/min，二辊温度140℃，卷绕速度3740m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为1.5dtex，断裂强度为4.2cN/dtex，断裂强度CV值为4.8％，断裂伸长率为38％，断裂伸长CV值为8.7％，沸水收缩率为5.7％，条干CV值为1.49％，含油率为0.9wt％，网络度为10个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为86.3％，K/S值为23.6，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
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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-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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3.5mol％，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1:1.5:1.2，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％；
(1.5)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31000，分子量分布指数为1.9；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，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1800m/min，一辊温度90℃，二辊速度3900m/min，二辊温度120℃，卷绕速度3740m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为1.0dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂强度CV值为4.9％，断裂伸长率为38％，断裂伸长CV值为9.0％，沸水收缩率为4.7％，条干CV值为1.5％，含油率为1.1wt％，网络度为12个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为86.3％，K/S值为21.15，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
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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1:1.8，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇加入量的3mol％，3-叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.2:1.4:1.6，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％；
(1.5)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27000，分子量分布指数为2.1；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度295℃，冷却温度23℃，网络压力0.30MPa，一辊速度1800m/min，一辊温度75℃，二辊速度3980m/min，二辊温度135℃，卷绕速度4110m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为1.0dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长率为33％，断裂伸长CV值为8.96％，沸水收缩率为5.7％，条干CV值为1.5％，含油率为0.7wt％，网络度为11个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为89.2％，K/S值为21.15，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5
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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1:2.0，3-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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.5:2:2，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％；
(1.5)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29000，分子量分布指数为2.2；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度305℃，冷却温度21℃，网络压力0.26MPa，一辊速度2200m/min，一辊温度75℃，二辊速度4100m/min，二辊温度130℃，卷绕速度4050m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈一字形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为4.4cN/dtex，断裂强度CV值为4.95％，断裂伸长率为38％，断裂伸长CV值为8.6％，沸水收缩率为4.7％，条干CV值为1.5％，含油率为0.9wt％，网络度为10个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为87.55％，K/S值为21.15，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
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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1:1.6，2,5-二叔丁基-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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1:1.5:1，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％；
(1.5)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27000，分子量分布指数为2.2；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度305℃，冷却温度24℃，网络压力0.30MPa，一辊速度2000m/min，一辊温度75℃，二辊速度4100m/min，二辊温度140℃，卷绕速度4110m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为1.3dtex，断裂强度为4.3cN/dtex，断裂强度CV值为4.7％，断裂伸长率为30％，断裂伸长CV值为9.0％，沸水收缩率为4.7％，条干CV值为1.5％，含油率为1.1wt％，网络度为12个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为89.2％，K/S值为23.5，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为大于4级。
实施例7
十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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)制备2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇；
(a)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；
(b)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(Ⅱ)所示；
(1.4)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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1:1.2，2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸、2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入量之和为对苯二甲酸加入量的3mol％，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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为2:1:2，三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％；
(1.5)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30000，分子量分布指数为1.9；
(2)制备十字绣用超亮光涤纶长丝；
将改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝，FDY工艺的参数为：纺丝温度300℃，冷却温度20℃，网络压力0.28MPa，一辊速度2200m/min，一辊温度90℃，二辊速度4000m/min，二辊温度120℃，卷绕速度4100m/min。
最终制得的十字绣用超亮光涤纶长丝为横截面呈三角形的改性聚酯FDY丝，其单丝纤度为2.0dtex，断裂强度为4.2cN/dtex，断裂强度CV值为5.0％，断裂伸长率为28％，断裂伸长CV值为8.9％，沸水收缩率为4.7％，条干CV值为1.3％，含油率为0.7wt％，网络度为10个/米；
十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为88.1％，K/S值为24.6，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。
Claims (10)
1.十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，其特征是：采用三角形或一字形喷丝板按FDY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝，即得十字绣用超亮光涤纶长丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二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；
2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，其特征在于，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；
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2,5,6,6-四甲基-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。
3.根据权利要求2所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇配成浆料，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所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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，所述带叔丁基侧基的二元酸、带叔丁基侧基的己二醇和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1~2:1~2:1~2，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所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，其特征在于，改性聚酯的数均分子量为27000~32000，分子量分布指数为1.8~2.2。
7.根据权利要求1所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法，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290~305℃，冷却温度20~24℃，网络压力0.20~0.30MPa，一辊速度1800~2200m/min，一辊温度75~90℃，二辊速度3800~4100m/min，二辊温度120~140℃，卷绕速度3740~4110m/min。
8.采用如权利要求1~7任一项所述的十字绣用超亮光涤纶长丝的制备方法制得的十字绣用超亮光涤纶长丝，其特征是：为横截面呈三角形或一字形的改性聚酯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、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2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段。
9.根据权利要求8所述的十字绣用超亮光涤纶长丝，其特征在于，十字绣用超亮光涤纶长丝的单丝纤度为1.0~2.0dtex，断裂强度≥4.2cN/dtex，断裂强度CV值≤5.0%，断裂伸长率为33±5%，断裂伸长CV值≤9.0%，沸水收缩率为5.2±0.5%，条干CV值≤1.5%，含油率为0.9±0.2wt%，网络度≥10个/米。
10.根据权利要求8所述的十字绣用超亮光涤纶长丝，其特征在于，十字绣用超亮光涤纶长丝在123℃的温度条件下的上染率为86.3~89.2%，K/S值为21.15~24.6，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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