CN114075327B - 一种智能响应聚酯、纤维及其制法 - Google Patents

一种智能响应聚酯、纤维及其制法 Download PDF

Info

Publication number
CN114075327B
CN114075327B CN202010837427.2A CN202010837427A CN114075327B CN 114075327 B CN114075327 B CN 114075327B CN 202010837427 A CN202010837427 A CN 202010837427A CN 114075327 B CN114075327 B CN 114075327B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyester
intelligent response
copolyester
fiber
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010837427.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114075327A (zh
Inventor
司虎
李映
王树霞
戴钧明
龚柳柳
乔秀静
胡兆麟
于斌
赵莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN202010837427.2A priority Critical patent/CN114075327B/zh
Publication of CN114075327A publication Critical patent/CN114075327A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114075327B publication Critical patent/CN114075327B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/92Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyesters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/62Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product related technologies for production or treatment of textile or flexible materials or products thereof, including footwear

Abstract

本发明公开了一种智能响应聚酯、纤维及其制法,该智能响应聚酯包括如下原料组分制成:基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸、聚乙二醇和刺激感应添加剂,脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的总量在基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的共聚酯中的质量百分数为17%~30%,刺激感应添加剂在智能响应聚酯中含量为0.05~5.0%。并提供该智能响应聚酯的制备方法,一种智能响应纤维及其制法。本发明通过引入间苯二甲酸、一定碳链长度的脂肪族长链烷基二元酸、一定分子量的聚乙二醇作为柔性改性组分,起到降低改性聚酯熔点、提供分子活动空间的作用、确保共聚酯具有一定结晶度的作用。制备的智能响应纤维具有刺激感应效果,其最大牵伸倍率和断裂伸长率提高20%以上。

Description

一种智能响应聚酯、纤维及其制法
技术领域
本发明涉及一种聚酯、纤维及其制法,尤其涉及一种智能响应聚酯、纤维及其制法。
背景技术
聚酯是目前应用最广的高聚物之一,其纤维、长丝、薄膜、瓶坯、工程塑料等产品广泛应用于纺织、包装等传统领域,还可用于光学、光伏、建筑、精密涂覆、光电显示、太阳能发电模板组等新兴领域。聚酯材料产业关系到国计民生,与大健康、材料轻量化、环境保护、建筑行业、清洁能源、新型农业等产业密切相关,在聚酯材料功能化、智能化、绿色化等核心技术实现突破。随着智能响应材料在刺激感应、高端服用、军事伪装、信息显示、新能源、可穿戴、柔性显示材料等领域等领域的应用越来越多,对于以PET为代表的聚酯进行改性的需求越来越强烈。
为制备具有智能感应效果的聚酯材料,专利CN 201210521948.2采用粒径为10~30um的氧化镍和粒径为10~80um的三氟化铈为添加剂,效果较为单一,且光感效果较差。聚酯纤维作为应用最广的纤维材料之一,制备具有智能响应功能的聚酯纤维具有较好的应用前景。聚酯纺织品加工的刺激感应添加剂变色染料包括无机化合物、有机化合物以及有机无机复合化合物。其中无机化合物的变色效果较差,且一般添加量较大。有机变色化合物有变色灵敏的特点,但存在容易氧化劣变、耐疲劳性差的缺点,尤其是PET熔点较高,常规有机刺激响应材料难以适应PET的合成及后加工环境。
发明内容
发明目的:本发明的第一目的为提供一种降低共聚酯熔点、提供合适的分子活动空间、确保聚酯具有合适的分子活动空间的智能响应聚酯,本发明的第二目的为提供一种降低了共聚酯的加工温度、使有机智能响应添加剂在聚酯纤维中起到了刺激响应效果的智能响应聚酯的制备方法,本发明的第三目的为提供一种提高纤维牵伸性能和断裂伸长率的智能响应纤维,本发明的第四目的为提供该智能响应纤维的制备方法。
技术方案:本发明的智能响应聚酯,包括如下原料组分制成:基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸、聚乙二醇和刺激感应添加剂,脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的总量在基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的共聚酯中的质量百分数为17%~30%,刺激感应添加剂在智能响应聚酯中含量为0.05~5.0%。
进一步地,脂肪族长链烷基二元酸的分子链中碳原子数为10-20。聚乙二醇的分子量为1000~11000。刺激感应添加剂为螺吡喃、螺噁嗪、俘精酸酐中的一种或几种。
本发明的智能响应聚酯的制备方法,包括如下步骤:通过原位聚合制备基础聚酯,在原位聚合反应前引入间苯二甲酸和脂肪族长链烷基二元酸,在原位聚合反应后引入聚乙二醇,制得共聚酯,将共聚酯与刺激感应添加剂熔融共混,制得智能响应聚酯。
本发明的智能相应聚酯的制备方法,通过引入间苯二甲酸、一定碳链长度的脂肪族长链烷基二元酸、一定分子量的聚乙二醇作为柔性改性组分,起到降低改性聚酯熔点、提供分子活动空间的作用、确保共聚酯具有一定结晶度的作用。将共聚酯与刺激感应添加剂经熔融共混工艺制备智能响应聚酯母粒。
熔融共混是将共聚酯经预结晶、干燥后与刺激感应添加剂共混,经双螺杆挤出机熔融造粒。
原位聚合采用PTA法。在PTA法中,间苯二甲酸在间苯二甲酸和对苯二甲酸总量中的质量分数为3.0%~5.0%。
本发明的利用智能响应聚酯制得的智能响应纤维。
本发明的智能响应纤维的制备方法,包括如下步骤:将智能响应聚酯经预结晶、干燥、熔融纺丝及牵伸制得智能响应纤维。制备的智能响应纤维具有刺激感应效果,其最大牵伸倍率和断裂伸长率提高20%以上。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:相比常规聚酯,本发明制备的智能响应聚酯的熔点降低了25℃以上,相应的熔融加工温度降低25℃以上。本发明制备的智能响应纤维具有显著的刺激感应效果,相比常规聚酯纤维,其最大拉伸倍率和断裂伸长率提高了20%以上。本发明的智能响应聚酯和智能响应纤维的制备方法操作简单,容易实现。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、十二烷基二元酸600g,乙二醇EG 3400g,乙二醇锑催化剂2.00g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG1200g,其中在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯中比例分别为8.6%、8.6%.采用热分析法测试共聚酯的熔点Tm、冷结晶温度Tc及熔融结晶温度Tmc。
将智能响应共聚酯切片干燥并打磨成为粉末,取共聚酯粉末3000g、螺噁嗪有机刺激感应添加剂30g与其进行共混均匀,采用双螺杆挤出机进行熔融共混制备刺激响应材料,添加剂在功能材料中的含量为1.0%,熔融共混温度为250℃。将智能响应聚酯母粒经预结晶、干燥后,在纺丝箱体温度为265℃条件下进行熔融纺丝制备原丝,将原丝在热盘温度为70℃、热板温度为150℃条件下进行牵伸评价,其原丝的最大牵伸倍率为3.35倍。采用万能试验机测试牵伸丝的断裂伸长率为37.6%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
实施例2
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4850g、间苯二甲酸150g、二十烷基二元酸1400g,乙二醇EG 3800g,乙二醇锑催化剂2.24g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为1000的PEG1000g,其中在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中二十烷基二元酸、PEG在共聚酯分别为18.0%、6.4%。
将智能响应共聚酯切片干燥并打磨成为粉末,取共聚酯粉末3000g、俘精酸酐有机刺激感应添加剂15g与其进行共混均匀,采用双螺杆挤出机进行熔融共混制备刺激响应材料,添加剂在功能材料中的含量为0.5%,熔融共混温度为250℃。将智能响应聚酯母粒经预结晶、干燥后,在纺丝箱体温度为265℃条件下进行熔融纺丝制备原丝,将原丝在热盘温度为70℃、热板温度为150℃条件下进行牵伸评价,其原丝的最大牵伸倍率为3.45倍。采用万能试验机测试牵伸丝的断裂伸长率为39.8%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
实施例3
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4750g、间苯二甲酸250g,乙二醇EG3000g,乙二醇锑催化剂2.21g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为6000的PEG 3800g,其中在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中PEG在共聚酯分别为24.7%。
将智能响应共聚酯切片干燥并打磨成为粉末,取共聚酯粉末3000g、螺吡喃有机刺激感应添加剂1.5g与其进行共混均匀,采用双螺杆挤出机进行熔融共混制备刺激响应材料,添加剂在功能材料中的含量为0.5%,熔融共混温度为250℃。将智能响应聚酯母粒经预结晶、干燥后,在纺丝箱体温度为265℃条件下进行熔融纺丝制备原丝,将原丝在热盘温度为70℃、热板温度为150℃条件下进行牵伸评价,其原丝的最大牵伸倍率为3.45倍。采用万能试验机测试牵伸丝的断裂伸长率为40.2%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
实施例4
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、癸二酸1800g,乙二醇EG 4100g,乙二醇锑催化剂2.15g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中癸二酸在共聚酯中比例为24.1%。
采用与实施例1相同的工艺,将智能响应共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,有机刺激感应添加剂使用螺吡喃和螺噁嗪的混合物,有机刺激感应添加剂重量为150g,其在纤维中质量分数为0.05%,原丝的最大牵伸倍率为3.45倍,牵伸丝的断裂伸长率为38.7%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
实施例5
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、十二烷基二元酸1000g,乙二醇EG 3600g,乙二醇锑催化剂2.11g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为11000的PEG1200g,在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯中比例分别为13.7%、8.2%。
采用与实施例1相同的工艺,将智能响应共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其中使用的有机刺激感应添加剂重量为150g,其在纤维中质量分数为5.00%,原丝的最大牵伸倍率为3.40倍,牵伸丝的断裂伸长率为37.8%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
实施例6
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、十二烷基二元酸1200g,乙二醇EG 3700g,乙二醇锑催化剂2.33g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG2400g,在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯中比例分别为14.8%、14.8%。
采用与实施例1相同的工艺,将智能响应共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为240℃,纺丝温度为255℃,原丝的最大牵伸倍率为3.55倍,牵伸丝的断裂伸长率为41.5%。利用紫外灯照射智能响应聚酯纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
对比例1
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸5000g,乙二醇EG 3000g,乙二醇锑催化剂1.66g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,在270℃~285℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在285℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到常规聚酯。
采用与实施例1相同的工艺,将常规聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为275℃,制备的常规聚酯母粒呈现黄褐色。纺丝温度为290℃,原丝的最大牵伸倍率为2.65倍,牵伸丝的断裂伸长率为26.3%。利用紫外灯照射常规聚酯纤维,其颜色仍为黄褐色,紫外灯移开后纤维材料无颜色变化。
对比例2
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4500g、间苯二甲酸500g、十二烷基二元酸600g,乙二醇EG 3400g,乙二醇锑催化剂2.00g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG1200g,其中在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯分别为8.6%、8.6%。
采用与实施例1相同的工艺,将常规聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为240℃。纺丝温度为265℃,原丝的最大牵伸倍率为2.95倍,牵伸丝的断裂伸长率为27.8%。利用紫外灯照射常规聚酯纤维,其颜色仍为无色,紫外灯移开后纤维材料无颜色变化。
对比例3
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4950g、间苯二甲酸50g、十二烷基二元酸600g,乙二醇EG 3400g,乙二醇锑催化剂2.00g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG1200g,其中在265℃~280℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在280℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯分别为8.6%、8.6%。
采用与实施例1相同的工艺,将常规聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为265℃,制备的共聚酯母粒呈现黄褐色。纺丝温度为280℃,原丝的最大牵伸倍率为2.85倍,牵伸丝的断裂伸长率为24.7%。利用紫外灯照射共聚酯纤维,其颜色仍为黄褐色,紫外灯移开后纤维材料无颜色变化。
对比例4
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、十二烷基二元酸200g,乙二醇EG 3100g,乙二醇锑催化剂1.77g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG400g,其中在265℃~280℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在280℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯分别为3.2%、3.2%。
采用与实施例1相同的工艺,将常规聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为265℃,制备的共聚酯母粒呈现黄褐色。纺丝温度为280℃,原丝的最大牵伸倍率为2.90倍,牵伸丝的断裂伸长率为27.8%。利用紫外灯照射共聚酯纤维,其颜色仍为黄褐色,紫外灯移开后纤维材料无颜色变化。
对比例5
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、十二烷基二元酸2000g,乙二醇EG 4200g,乙二醇锑催化剂2.78g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为2000的PEG4000g,在260℃~275℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在275℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中十二烷基二元酸、PEG在共聚酯中比例分别为20.7%、20.7%。
采用与实施例1相同的工艺,将智能响应共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为230℃,纺丝温度为255℃,纺丝过程中喷丝板疵点、浆块较多,原丝牵伸倍率为1.50倍,牵伸丝断裂伸长率为10.9%。利用紫外灯照射智能响应聚酯原丝纤维,其颜色由无色变为红色,紫外灯移开后4min后功能材料恢复无色。
对比例6
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、己二酸600g,乙二醇EG 3400g,乙二醇锑催化剂2.00g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为600的PEG 1200g,在260℃~280℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在280℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中己二酸、PEG在共聚酯中比例分别为8.6%、8.6%。
采用与实施例1相同的工艺,将智能响应共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为240℃,纺丝温度为265℃,原丝牵伸倍率为2.95倍,牵伸丝断裂伸长率为27.1%。利用紫外灯照射智能响应聚酯原丝纤维,其颜色仍为无色,紫外灯移开后4min后材料无颜色变化。
对比例7
在20L通用聚合反应釜中加入对苯二甲酸4800g、间苯二甲酸200g、二十二烷基二元酸600g,乙二醇EG 3400g,乙二醇锑催化剂2.00g,在表压为0.2~0.3Mpa、温度为230℃~255℃的条件下进行常规酯化反应。酯化反应结束后,加入50%浓度分子量为20000的PEG1200g,在260℃~280℃条件下进行预缩聚反应45min,最后控制缩聚反应温度在280℃进行终缩聚反应,绝对压力在100pa以下,待反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥,制备得到智能响应共聚酯。该实施例中二十二烷基二元酸、PEG在共聚酯中比例分别为8.6%、8.6%。
采用与实施例1相同的工艺,将共聚酯切片经熔融共混、纤维成型工艺和牵伸工艺进行加工,其熔融挤出加工温度为270℃,制备的共聚酯母粒呈现黄褐色。纺丝温度为285℃,原丝的最大牵伸倍率为2.55倍,牵伸丝的断裂伸长率为24.3%。利用紫外灯照射共聚酯纤维,其颜色仍为黄褐色,紫外灯移开后纤维材料无颜色变化。
表1实施例及参照例试验参数
表1为实施例及对比例的试验参数。本发明各实施例制备的纤维具有显著的刺激感应效果,相比对比例1常规聚酯纤维,本发明共聚酯的母粒熔融挤出加工温度、纺丝温度降低了25℃以上,避免了有机刺激响应添加剂在较高温度下易发生降解的难题。对比例1、对比例3、对比例4、对比例7表明,当共聚酯的熔点过高,会导致有机刺激感应添加剂在较高加工温度下发生降解失效。对比例2表明,间苯二甲酸含量过高,其较大的空间位阻会使刺激感应添加剂在共聚酯中不具备合适的分子活动空间因此没有智能感应效果。对比例5表明,当加入的脂肪族二元酸、聚醚单体过高时,虽然其具有刺激响应效果,但制备的共聚酯热稳定性较差导致前纺疵点、浆块增加导致运行稳定性较差,不具有实际应用意义。对比例6表明,加入的脂肪族二元酸、聚醚类单体的分子量过低,其不能提供足够的分子活动空间,因此制备的共聚酯没有刺激感应效果。对比例7表明,加入的脂肪族二元酸、聚醚类单体的分子量过高,其对于共聚酯熔点的降低幅度有限,因此加工温度过高导致了刺激响应添加剂失效。
本发明通过甲苯二甲酸、脂肪族二元酸、聚醚类单体的比例、含量进行研究筛选确定了智能响应共聚酯纤维的配方,达到了降低共聚酯熔点、智能响应、提高纤维可加工性和断裂伸长率的效果。相比常规聚酯,本发明制备的智能响应共聚酯熔点和加工温度降低25℃以上。相比常规聚酯纤维,本发明制备的智能响应共聚酯纤维具有显著的刺激感应效果,纤维的最大牵伸倍率和断裂伸长率提高了20%以上。

Claims (4)

1.一种智能响应聚酯,其特征在于,包括如下原料组分制成:基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸、聚乙二醇和刺激感应添加剂,所述脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的总量在基础聚酯、间苯二甲酸、脂肪族长链烷基二元酸和聚乙二醇的共聚酯中的质量百分数为17%~30%,所述刺激感应添加剂在智能响应聚酯中含量为0.05~5.0%;所述刺激感应添加剂为螺吡喃、螺噁嗪、俘精酸酐中的一种或几种;所述脂肪族长链烷基二元酸的分子链中碳原子数为10-20;所述聚乙二醇的分子量为1000~11000;所述基础聚酯的原料为对苯二甲酸和乙二醇;
所述智能响应聚酯的制备方法,包括如下步骤:通过原位聚合制备基础聚酯,在原位聚合反应前引入间苯二甲酸和脂肪族长链烷基二元酸,在原位聚合反应后引入聚乙二醇,制得共聚酯,将共聚酯与刺激感应添加剂熔融共混,制得智能响应聚酯;
所述原位聚合采用PTA法;在PTA法中,间苯二甲酸在间苯二甲酸和对苯二甲酸总量中的质量分数为3.0%~5.0%。
2.根据权利要求1所述智能响应聚酯,其特征在于:所述熔融共混是将共聚酯经预结晶、干燥后与刺激感应添加剂共混,经双螺杆挤出机熔融造粒。
3.一种利用权利要求1所述智能响应聚酯制得的智能响应纤维。
4.一种权利要求3所述智能响应纤维的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将智能响应聚酯经预结晶、干燥、熔融纺丝及牵伸制得智能响应纤维。
CN202010837427.2A 2020-08-19 2020-08-19 一种智能响应聚酯、纤维及其制法 Active CN114075327B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837427.2A CN114075327B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种智能响应聚酯、纤维及其制法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837427.2A CN114075327B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种智能响应聚酯、纤维及其制法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114075327A CN114075327A (zh) 2022-02-22
CN114075327B true CN114075327B (zh) 2023-07-28

Family

ID=80282644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010837427.2A Active CN114075327B (zh) 2020-08-19 2020-08-19 一种智能响应聚酯、纤维及其制法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114075327B (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111101233B (zh) * 2018-10-29 2022-01-25 中国石油化工股份有限公司 一种感光变色低熔点聚酯纤维及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114075327A (zh) 2022-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100349951C (zh) 由固相聚合制备聚对苯二甲酸乙二酯和芳香族二元胺的共聚物的方法
CN108102313B (zh) 一种染色聚酯母粒及其生产工艺
CN115433441A (zh) 一种全生物降解材料及其制备方法
CN108048946B (zh) 一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法
CN112266589B (zh) 一种抗蠕变pbat材料及其制备方法和应用
CN114075327B (zh) 一种智能响应聚酯、纤维及其制法
CN101781812B (zh) 连续聚合直纺阳离子可染高收缩聚酯长丝的制备方法
CN111101234B (zh) 一种感温变色低熔点聚酯纤维及其制备方法
CN104480569B (zh) 一种聚酯弹性丝及其制备方法
CN113583228B (zh) 一种耐高温膜用聚酯切片的合成方法
CN104532391A (zh) 一种高上染率聚酯纤维及其制备方法
CN110318121B (zh) 一种pet/pbt共混改性纤维
CN110387597B (zh) 一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝及其制备方法
CN112111805B (zh) 一种增强型pet扁丝的制备方法
CN106337213A (zh) 一种易结晶聚酯纤维的制造方法
CN111187491A (zh) 一种抗紫外抗菌聚酯切片及其制备方法
KR930007830B1 (ko) 가공성이 우수한 고강도의 폴리에스테르 모노필라멘트의 제조방법
CN114075370B (zh) 一种刺激感应共聚材料及其制备方法
DE1804914A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyestern bzw.Formkoerpern daraus
US11578182B2 (en) Conductive polymeric composition and fiber yarn
CN110438584B (zh) 一种高耐磨复合纤维材料及其应用
TWI782605B (zh) 用於製備陽離子染料-聚對苯二甲酸乙二酯的聚酯樹脂及包含其的陽離子染料-聚對苯二甲酸乙二酯複合樹脂
KR100290564B1 (ko) 폴리에스터재생섬유의제조방법
EP1493853B1 (en) Modified polyester fiber and process for producing the same
CN116575133B (zh) 一种基于熔体反应挤出的阻燃涤纶纤维的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant