一种芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维及用途制造技术

本发明专利技术属于纺织品开发领域，具体涉及一种芳香族聚酯‑脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，所述的芳香族聚酯‑脂肪族聚酯嵌段共聚酯由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇缩聚而成，并且具有如下的化学结构：

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织品开发领域，具体涉及一种芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维及用途。
技术介绍
聚酯纤维具有断裂强度高、形态稳定、挺括性好、抗皱免烫、易洗易干等优点，是一种比较理想的纺织纤维。聚酯纤维的这些优良的物理和机械性能取决于其高度立体规整的大分子链结构以及高结晶度和取向度的凝聚态结构，但是这些结构特性也赋予了聚酯纤维不易染色的缺陷。同时，聚酯纤维分子结构中只有极性较小的酯基，缺乏能与染料发生键合作用的活性基团，只能采用分散染料进行染色。分散染料属于非离子型染料,分子尺寸较大,水溶性较低,同时聚酯纤维的吸水性较差，在水中不易膨胀,所以用常规方法染色时,染料的分散质点难以从溶液进入纤维，即使在沸腾状态下上染率也很低。现有技术中的聚酯纤维的染色通常采用高温高压染色法和载体常压沸染法。聚酯纤维采用载体法染色时，由于载体在纤维内部可起到内增塑作用，有利于染料在纤维内部的扩散,但残留的载体会使染料的耐光性变差,并造成污染。迫于环保压力,载体染色法逐渐退出历史舞台,高温高压染色法已成为主流。但高温高压染色法存在能耗高、难以连续化工业生产的缺点,且难以与不耐高温的棉、羊毛、真丝等天然纤维以及氨纶等弹性纤维同浴染色，这严重地限制了聚酯纤维的应用范围。因此，常压可染改性聚酯纤维的研究开发一直备受学术界和工业界的广泛关注。目前，常压可染改性聚酯纤维的制备主要是通过物理改性或化学改性的方法改变聚酯纤维的分子结构或超分子结构,引入染料分子接受基或增大容纳染料分子的空间，从而实现改性聚酯纤维的常压可染。ZL02111210.X公开了一种分散性染料易染功能性共聚酯纤维和制备方法，该专利的分散性染料易染功能性共聚酯切片以对苯二甲酸、乙二醇为原料，加入2-100mol％(相对于对苯二甲酸)的含间苯二元酸的第三单体进行共聚而成。由于在聚酯大分子上添加了间苯基团的第三单体，使得聚酯大分子的规整性下降，结晶能力减弱，非晶区增多，结构疏松，使用共聚酯切片纺制的纤维具有分散染料常压可染性。但是由于分散性染料易染功能性共聚酯为无规共聚物，分子结构规整性差、结晶能力较弱，纤维尺寸稳定性较差，在沸水条件下易发生较大程度的收缩，难以在服装领域中得到广泛的应用。CN201110366748.X公开了一种常压分散染料可染改性共聚酯纤维，由改性共聚酯纺丝而成，共聚酯中含有第三单体为带侧链且碳原子数为6以下的脂肪族二元醇。由于聚酯分子主链中带侧链二元醇结构单元的引入，使得大分子的规整性下降，结晶能力减弱，非晶区增多，结构疏松，从而赋予了共聚酯纤维分散染料常压可染的性能，但是该共聚酯的纤维尺寸稳定性也较差，在沸水条件下易发生较大程度收缩的缺点。为了解决现有技术中的缺陷，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的首先在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种兼具优异的分散染料常压染色性能和尺寸稳定性能的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维。为了解决以上所述的技术问题，本专利技术技术方案的基本思路如下：一种芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其中，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇缩聚而成，并且具有如下的化学结构：其中，4＜x＜100，1＜y＜25，R1为C2～C8亚烷基，R2为C3～C8亚烷基；芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的无规度B为0.05～0.95。无规度B的值有0、1、2，<1四种情况：B＝0表示聚合物为均聚物的共混物或长嵌段共聚物；B＝1表示共聚物是无规分布；B＝2表示共聚物为完全交替的序列分布，B<l表示共聚物有成为嵌段共聚物的趋势。本专利技术提供共聚酯将无规度B控制在0.05≤B≤0.95范围，表示该共聚物有成为嵌段共聚物的趋势，但是并没有成为由芳香族聚酯均聚物和脂肪族聚酯均聚物形成的长嵌段共聚物。根据上述方案，本专利技术的共聚酯中芳香族聚酯嵌段的占比要大于脂肪族聚酯嵌段的占比，是为了在保证共聚酯分子链规整性和尺寸稳定性的前提下，利用脂肪族聚酯嵌段增加分子链段的柔性，使得其具有更强的结晶能力和更高的热性能，同时不会因为具有高规整度的长嵌段的芳香族聚酯导致染色功能的下降，而无规共聚物中由于结构单元分散的随机性，导致芳香族聚酯无法形成长链从而破坏了规整性；而由均聚物形成的嵌段共聚物中，芳香族聚酯段和脂肪族聚酯段严格分开，同样无法达到对结晶能力和染色功能的要求。因此，本专利技术选择无规度为0.05≤B≤0.95范围的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯。本专利技术中，所述的长嵌段共聚物是由芳香族聚酯均聚物和脂肪族聚酯均聚物两条链段聚合而成的共聚物，即形成AAAAAAA……BBBBBB……这样的排列。本专利技术所述共聚酯的无规度B运用公式(I)计算：其中：TA为对苯二甲酸、EG为乙二醇、SA为直链脂肪族二元酸、BO为侧基脂肪族二元醇；FTA-EG为对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的摩尔分数、FTA-BO为对苯二甲酸侧基脂肪族二元醇酯重复单元的摩尔分数、FSA-BO为直链脂肪族二元酸侧基脂肪族二元醇酯重复单元的摩尔分数、FSA-EG为直链脂肪族二元酸乙二醇酯重复单元的摩尔分数。芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯中各重复单元的摩尔分数采用13C-NMR技术测量，通过比较各重复单元中羰基碳引起的信号峰的积分面积，来测定重复单元对苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸侧基脂肪族二元醇酯、直链脂肪族二元酸侧基脂肪族二元醇酯和直链脂肪族二元酸乙二醇酯的摩尔分数，它们的羰基碳在160～185ppm区域中均具有不同的共振。所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维在低于100℃就可以很好地实现染料的染色性能，染色均匀性和染色牢度好，并且尺寸稳定性好，另外还具有较好的干湿强度，是一种性能优异的纺织纤维材料。尤其，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维和蛋白质纤维、弹性纤维(比如氨纶)之间具有很高的匹配性，能够在较低温和常压下制备一步一浴染色的混/交织物，为纺织、服饰领域提供了多种优异的纺织材料。更优选地，所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的无规度B为0.1～0.74。本专利技术的进一步方案为：x与y的比值为x:y＝4～54:1。为实现本专利技术的目的，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯中的芳香族聚酯段相比脂肪族聚酯嵌段占有更多的成分，是为了保证共聚酯的尺寸稳定性。优选地，所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的特性粘度为0.5～1.2dL/g，熔点为160～250℃，玻璃化转变温度为40～77℃。芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的性能指标在该范围内，具有良好的纺丝加工性能。而且芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的玻璃化转变温度和熔点均只有一个，表明脂肪族聚直链二元酸侧基二元醇酯多元醇在缩聚过程中已嵌入到聚对苯二甲酸乙二醇酯分子主链中，而且脂肪族聚直链二元酸侧基二元醇酯链段与聚对苯二甲酸乙二醇酯链段具有较好的相容性，没有发生明显的相分离。更优选地，所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的特性粘度为0.8～1.1dL/g，熔点为209～230℃，玻璃化转变温度为55～70℃。采用具有上述优选或更优选的性能的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯，使共聚酯纤维的拉伸强度更大、拉伸断裂伸长率高、干湿断裂值更大，并且使其染色更加均匀，不宜出现色差。优选地，芳香本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳香族聚酯‑脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，芳香族聚酯‑脂肪族聚酯嵌段共聚酯由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇缩聚而成，并且具有如下的化学结构：其中，4＜x＜100，1＜y＜25，R1为C2～C8亚烷基，R2为C3～C8亚烷基；芳香族聚酯‑脂肪族聚酯嵌段共聚酯的无规度B为0.05～0.95。

【技术特征摘要】
1.一种芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯由对苯二甲酸乙二醇酯低聚物和脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇缩聚而成，并且具有如下的化学结构：其中，4＜x＜100，1＜y＜25，R1为C2～C8亚烷基，R2为C3～C8亚烷基；芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的无规度B为0.05～0.95。2.根据权利要求1所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，x与y的比值为x:y＝4～54:1。3.根据权利要求1或2所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的特性粘度为0.5～1.2dL/g；芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的熔点为160～250℃；芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的玻璃化转变温度为40～77℃。4.根据权利要求1-3任一项所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的色相b值为1～8；芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯的二甘醇的含量≤1.5％。5.根据权利要求1-4任一项所述的芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚酯纤维，其特征在于，所述的脂肪族聚二元酸二元醇酯多元醇中的二元酸为直链脂肪...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志成，金剑，李志勇，王颖，廉志军，刘玉来，王雪，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院，中纺院天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11