CN109750379A - 超亮光涤纶低弹丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超亮光涤纶低弹丝及其制备方法，制备方法为：采用一字形或三角形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺将改性聚酯POY丝制成改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝；制得的超亮光涤纶低弹丝为横截面呈一字形或三角形的改性聚酯DTY丝，改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、主链含硅的二元醇链段、含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和2,5,6,6‑四甲基‑2,5‑庚二醇链段。本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，通过对聚酯进行改性，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；制得的产品染色性能好，降解效率高，极具应用前景。
Description
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种超亮光涤纶低弹丝及其制备方法。
背景技术
涤纶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。
目前大多数普通纤维的截面均为圆形，圆形横截面的化学纤维大都存在着表面光滑、黏附能力差、易起球、不吸水、覆盖性小的缺点。调整纺丝工艺改变纤维的截面形状进而改变纤维的性能是纤维差异化的一条可行途径，其主要是采用异形喷丝孔喷丝针对异形纤维，其是通过采用物理方法改变高聚物的形态结构，从而改变纤维性质的。纤维截面的变化将赋予了纤维新的性能，纤维截面异形化将不同程度地改善纤维性能。将纤维截面改为扁平状，能够显著提高纤维的刚性及闪光性，此外，扁平聚酯纤维不易起球，便于制作纬编起绒织物和仿丝绸织物，扁平聚酯纤维是聚酯纤维差异化的一种可靠选择。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，经过广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。
但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，使得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。同时随着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，PET废弃物已成为全球性的环境污染有机物。
因此，研究一种染色性能优异且能够高效率降解回收处理的超亮光涤纶低弹丝的制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中涤纶纤维染色性能差以及服用涤纶长丝降解速率慢的缺陷，提供一种染色性能优异且能够高效率降解回收处理的超亮光涤纶低弹丝及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
超亮光涤纶低弹丝的制备方法，采用一字形或三角形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺将改性聚酯POY丝制成改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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；
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；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；2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
本发明通过在改性聚酯中引入主链含硅的二元醇链段，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，同时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，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；
本发明通过在改性聚酯中引入含氟二元酸链段，特殊之处在于含氟二元酸中的氟原子在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；
本发明通过在改性聚酯中引入带叔丁基侧基的二元酸链段和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段，能够显著增大改性聚酯的空间自由体积，特别是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，增大改性聚酯空洞自由体积；由于在温度作用下，聚酯大分子链中侧基先于分子链开始运动，侧基运动的剧烈程度大于分子链的，对于颗粒状染料而言，空洞自由体积相比于狭缝自由体积更利于其扩散到纤维内部，能够降低染料分子渗透进入改性聚酯内部的难度，提高改性聚酯的染色性能，降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，提高改性聚酯的上染率；
所述DTY工艺的第二热箱温度为150～180℃，没有用第二热箱加热的一般为高弹丝，用第二热箱加热的一般为低弹丝，本发明制得的为低弹丝。
作为优选的技术方案：
如上所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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。
如上所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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、主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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270～275℃，反应时间为50～90min。
如上所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2～2.0，所述主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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5～7mol％(摩尔百分比)，所述主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1～2:5～7:2～3:1～2，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％(质量百分比)。本发明的主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的加入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，另外，各物质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。
如上所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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低弹丝的制备方法，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低弹丝的制备方法，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280～290℃，冷却温度17～20℃，卷绕速度3900～4300m/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：加工速度500～800m/min，定型超喂率3.5～5.5％，卷绕超喂率3.0～5.0％，第一热箱温度160～200℃，第二热箱温度150～180℃，拉伸比1.4～1.5。
本发明还提供采用如上所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法制得的超亮光涤纶低弹丝，为横截面呈一字形或三角形的改性聚酯DTY丝；
所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、主链含硅的二元醇链段、含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段。
作为优选的技术方案：
如上所述的超亮光涤纶低弹丝，超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.0～1.5dtex，卷曲收缩率为8.0±1.0％，线密度偏差率≤1.2％，断裂强度为3.0±0.35cN/dtex，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长率为22.0±3.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，卷曲稳定度≥75％，卷曲收缩率变异系数CV值≤9.0％，沸水收缩率为4.0±0.5％，含油率为2～3wt％；本发明聚酯链段中引入主链含硅的二元醇链段、含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段，所制得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低弹丝，超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为89.6～93.7％，K/S值为22.62～25.78，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；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86.7％，K/S值为21.92，对比样与本发明的超亮光涤纶低弹丝的区别仅在于其材质为普通聚酯；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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17～23％；相同条件下，普通超亮光涤纶低弹丝的特性粘度下降小于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。
对于乙二醇、丁二醇等二元醇直链分子或对于间苯二甲酸、己二甲酸等直链分子，当主链上某个亚甲基上的H原子，或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。
本发明通过在聚酯分子链中引入2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇和带叔丁基侧基的二元酸，显著提升了聚酯的染色性能，这是因为2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇以及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。同时由于空洞自由体积较狭缝自由体积具有更大的有效空间尺寸，更利于阳离子染料渗入纤维内部，22,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇以及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，显著降低了水或其它分子如染料等渗透到聚酯大分子内部的难度，对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。
另外，本发明还在聚酯中引入主链含硅的二元醇，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。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。
再者，本发明还在聚酯中引入含氟二元酸，可显著提高聚酯的降解性能，具体作用机理如下：
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。
因此，本发明2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、主链含硅的二元醇以及带叔丁基侧基的二元酸的相互配合对聚酯进行改性，可显著增大聚酯空洞自由体积，使得所制备的超亮光涤纶低弹丝的染色性能大大提升，又通过含氟二元酸对聚酯进行进一步改性，在染色效果提升的基础上，又实现了聚酯的加速降解，有效解决了涤纶纤维回收利用的问题。
有益效果：
(1)本发明的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，工艺简单，成本低廉，通过在聚酯中引入2,2,3,4,5,5-六甲基-3,4-己二醇、主链含硅的二元醇以及带叔丁基侧基的二元酸对聚酯进行改性，使得聚酯的空洞自由体积增大，染料小分子很容易进入纤维内部，从而降低了染色的温度，缩短了染色的时间，提高了纤维的上染率，降低能耗，又通过含氟二元酸的添加，可高效降解涤纶废弃物，提高了降解速率，有利于环境保护；
(2)本发明的超亮光涤纶低弹丝，染色性能优良，机械性能好，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
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)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(Ⅰ)所示；
(1.2)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.5，二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和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7mol％，二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为2:5:2:1，三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％；
(1.3)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力499Pa，反应温度为250℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力99Pa，反应温度为270℃，反应时间为50min，制得数均分子量为25000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4000m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率4.5％，卷绕超喂率4.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.4。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.2dtex，卷曲收缩率为9.0％，线密度偏差率为1.2％，断裂强度为2.65cN/dtex，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长率为19％，断裂伸长CV值为8.0％，卷曲稳定度为75％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.8％，沸水收缩率为4.4％，含油率为2.1wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为93.7％，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，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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23％。
对比例1
一种涤纶丝的制备方法，与实施例1基本一致，不同之处在于，步骤(1.2)中不添加二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇。
最终制得的涤纶丝的单丝纤度为1.2dtex，卷曲收缩率为9.0％，线密度偏差率为1.1％，断裂强度为2.68cN/dtex，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长率为20％，断裂伸长CV值为8.0％，卷曲稳定度为75％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.7％，沸水收缩率为4.4％，含油率为2wt％；
最终制得的涤纶丝在与实施例1其他测试条件相同的情况下，在130℃的温度条件下的上染率为86.7％，K/S值为21.92，耐皂洗色牢度达到4级，干摩擦牢度达到3～4级，湿摩擦牢度达到4级。涤纶丝在温度为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4.0％。将实施例1与对比例1相对比可知，本发明通过对聚酯进行改性，大大提高了聚酯纤维的染色性能和可降解性能且力学性能不受影响。
对比例2
一种涤纶丝的制备方法，与实施例1基本一致，不同之处在于，步骤(1.2)中采用1,6-己二醇替代二甲基硅二醇、1,2十二烷基二醇替代2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇、1,2十二烷基二醇替代5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、3,3-二氟戊二酸替代2,2-二氟-1,3-丙二酸。
最终制得的涤纶丝在与实施例1其他测试条件相同的情况下，在130℃的温度条件下的上染率为87.7％，K/S值为22.12。涤纶丝在温度为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4.7％，耐皂洗色牢度达到4级，干摩擦牢度达到4-5级，湿摩擦牢度达到4级。将实施例1与对比例1相对比可知，由于本发明引入了二甲基硅二醇、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和5-叔丁基-1,3-苯二甲酸增大了聚酯的空洞自由体积，其比狭缝自由体积更大，更有利染料的分散和渗透，因此，本发明制得的涤纶丝染色性能更好，同时由于氟原子在β碳的含氟二元酸的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，因此本发明的氟原子在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。
实施例2
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,4-丁二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.2，二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,4-丁二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和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％，二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,4-丁二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和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0.05wt％和0.05wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力450Pa，反应温度为260℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力90Pa，反应温度为275℃，反应时间为90min，制得数均分子量为30000，分子量分布指数为2.2的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4000m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率4.5％，卷绕超喂率4.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.4。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.0dtex，卷曲收缩率为7.0％，线密度偏差率为1.0％，断裂强度为3.35cN/dtex，断裂强度CV值为3.3％，断裂伸长率为25％，断裂伸长CV值为7.2％，卷曲稳定度为80％，卷曲收缩率变异系数CV值为7.5％，沸水收缩率为3.5％，含油率为3wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为89.6％，K/S值为22.62，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到4-5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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17％。
实施例3
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.5，四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和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5.3mol％，四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、2-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为2:7:3:2，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0.03wt％；
(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；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4000m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率4.5％，卷绕超喂率4.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.4。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.5dtex，卷曲收缩率为7.2％，线密度偏差率为1.0％，断裂强度为3.30cN/dtex，断裂强度CV值为3.6％，断裂伸长率为24％，断裂伸长CV值为7.8％，卷曲稳定度为75％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.8％，沸水收缩率为3.7％，含油率为3wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为90.2％，K/S值为22.82，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.4，四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和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5.7mol％，四甲基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,5-戊二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.5:5.5:2:1.5，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0.03wt％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35min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为258℃，反应时间为45min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力96Pa，反应温度为270℃，反应时间为55min，制得数均分子量为26000，分子量分布指数为1.9的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、三角形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈三角形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度280℃，冷却温度20℃，卷绕速度4300m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈一字形或三角形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度800m/min，定型超喂率5.5％，卷绕超喂率5.0％，第一热箱温度200℃，第二热箱温度180℃，拉伸比1.5。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.2dtex，卷曲收缩率为7.8％，线密度偏差率为1.0％，断裂强度为3.2cN/dtex，断裂强度CV值为3.8％，断裂伸长率为23％，断裂伸长CV值为7.8％，卷曲稳定度为76％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.8％，沸水收缩率为3.8％，含油率为2.7wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为90.7％，K/S值为23.12，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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5
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、四甲基二硅氧烷二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.5，四甲基二硅氧烷二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和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6mol％，四甲基二硅氧烷二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、3-叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1:5.5:2.5:1，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0.04wt％和0.04wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为255℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力95Pa，反应温度为275℃，反应时间为80min，制得数均分子量为29000，分子量分布指数为2.1的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度290℃，冷却温度17℃，卷绕速度3900m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度500m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率3.0％，第一热箱温度160℃，第二热箱温度150℃，拉伸比1.4。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.4dtex，卷曲收缩率为7.5％，线密度偏差率为1.1％，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂强度CV值为3.9％，断裂伸长率为20％，断裂伸长CV值为7.8％，卷曲稳定度为76％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.8％，沸水收缩率为4％，含油率为2.5wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为92.1％，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，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、二甲基硅二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.6，二甲基硅二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和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6.2mol％，二甲基硅二醇、2,2,3,3-四氟-1,4-丁二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.5:6.5:2.3:2，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0.01wt％；
(1.4)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力450Pa，反应温度为260℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力92Pa，反应温度为272℃，反应时间为85min，制得数均分子量为28000，分子量分布指数为1.8的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4200m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率5％，卷绕超喂率4.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.5。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.4tex，卷曲收缩率为8.5％，线密度偏差率为1.1％，断裂强度为2.85cN/dtex，断裂强度CV值为3.9％，断裂伸长率为22％，断裂伸长CV值为7.8％，卷曲稳定度为77％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.5％，沸水收缩率为4.2％，含油率为2.4wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为92.7％，K/S值为24.22，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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21％。
实施例7
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,5,6,6-四甲基-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(Ⅰ)所示；
(1.3)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和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，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:1.6，二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和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6.6mol％，二甲基硅二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、2,5-二叔丁基-1,6-己二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1:5.5:2:1，三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0.03wt％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，制得数均分子量为25000，分子量分布指数为2.2的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4200m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率5％，卷绕超喂率4.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.5。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.2dtex，卷曲收缩率为8.6％，线密度偏差率为1.1％，断裂强度为2.75cN/dtex，断裂强度CV值为4.0％，断裂伸长率为20％，断裂伸长CV值为8.0％，卷曲稳定度78％，卷曲收缩率变异系数CV值为8.8％，沸水收缩率为4.4％，含油率为2wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为93.3％，K/S值为25.28，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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22％。
实施例8
一种超亮光涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：
(1)制备改性聚酯；
(1.1)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(Ⅰ)所示；
(1.2)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇、二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和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0.3MPa，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92％时为酯化反应终点，对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1:2.0，二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和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6.8mol％，二甲基二苯基二硅氧烷二醇、2,2-二氟-1,3-丙二酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1.5:5.5:2.5:2，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0.05wt％和0.01wt％；
(1.3)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，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95Pa，反应温度为272℃，反应时间为90min，制得数均分子量为29000，分子量分布指数为2.1的改性聚酯；
(2)制备改性聚酯POY丝；
改性聚酯熔体经计量、一字形喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯POY丝，POY工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度4200m/min；
(3)制备超亮光涤纶低弹丝；
改性聚酯POY丝经导丝、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕后得到截面呈一字形的改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝，DTY工艺的参数为：加工速度700m/min，定型超喂率5％，卷绕超喂率4.5％，第一热箱温度170℃，第二热箱温度170℃，拉伸比1.5。
最终制得的超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.5dtex，卷曲收缩率为9％，线密度偏差率为1.2％，断裂强度为2.70cN/dtex，断裂强度CV值为3.9％，断裂伸长率为19％，断裂伸长CV值为8.0％，卷曲稳定度为75％，卷曲收缩率变异系数CV值为9.0％，沸水收缩率为3.5％，含油率为2wt％；
超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为93.5％，K/S值为25.67，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度达到5级；
超亮光涤纶低弹丝在温度为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23％。
Claims (10)
1.超亮光涤纶低弹丝的制备方法，其特征是：采用一字形或三角形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺将改性聚酯POY丝制成改性聚酯DTY丝，即得超亮光涤纶低弹丝；
所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇、主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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；
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；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；2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式如下：
所述DTY工艺的第二热箱温度为150～180℃。
2.根据权利要求1所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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2,4-二叔丁基环己醇；
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。
3.根据权利要求2所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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、主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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270～275℃，反应时间为50～90min。
4.根据权利要求3所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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，所述主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和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5～7mol％，所述主链含硅的二元醇、含氟二元酸、带叔丁基侧基的二元酸和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的摩尔比为1～2:5～7:2～3:1～2，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所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法，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280～290℃，冷却温度17～20℃，卷绕速度3900～4300m/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：加工速度500～800m/min，定型超喂率3.5～5.5％，卷绕超喂率3.0～5.0％，第一热箱温度160～200℃，拉伸比1.4～1.5。
8.采用如权利要求1～7任一项所述的超亮光涤纶低弹丝的制备方法制得的超亮光涤纶低弹丝，其特征是：为横截面呈一字形或三角形的改性聚酯DTY丝；
所述改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段、主链含硅的二元醇链段、含氟二元酸链段、带叔丁基侧基的二元酸链段和2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇链段。
9.根据权利要求8所述的超亮光涤纶低弹丝，其特征在于，超亮光涤纶低弹丝的单丝纤度为1.0～1.5dtex，卷曲收缩率为8.0±1.0％，线密度偏差率≤1.2％，断裂强度为3.0±0.35cN/dtex，断裂强度CV值≤4.0％，断裂伸长率为22.0±3.0％，断裂伸长CV值≤8.0％，卷曲稳定度≥75％，卷曲收缩率变异系数CV值≤9.0％，沸水收缩率为4.0±0.5％，含油率为2～3wt％。
10.根据权利要求8所述的超亮光涤纶低弹丝，其特征在于，超亮光涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为89.6～93.7％，K/S值为22.62～25.78，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；超亮光涤纶低弹丝在温度为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17～23％。
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