高弯曲弹性回复性共聚酯纤维的制备方法技术

本发明专利技术属高分子纤维材料技术领域。本发明专利技术公开了一种高弯曲弹性回复性共聚纤维的制备方法。本发明专利技术方法是应用催化剂合成含有聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚丁二醇的三元共聚酯，经熔融纺丝和后拉伸工艺制得具有优良弯曲回弹性和染色性的共聚酯纤维。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属高分子纤维
，具体涉及一种。PET(聚对苯二甲酸乙二酯)纤维由于其原料易得，工艺成熟，目前一直是化学纤维的主要品种。但PET纤维也有某些显著的缺陷，例如刚性较大，回弹性和柔性不足，染色性和吸湿性较差等等。为了改善PET纤维的染色性，目前主要采用在PET分子链上引入阳离子染料可染基团以制备阳离子染料可染的聚酯纤维。但这种方法由于工艺较复杂，使用染料上受到一定限制，目前尚未得到更大范围的应用。另一方面，目前也未见一种能对PET纤维的回弹性(弯曲回弹性和拉伸回弹性)和染色性进行综合改善的方法。本专利技术的目的在于改善PET纤维的柔性，提高弯曲回弹性和拉伸回弹性，同时提高PET纤维的染色性。本专利技术提供了一种。本专利技术的制备方法是在应用催化剂的条件下，合成含有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚丁二醇三种组份的共聚酯。然后在255-285℃和纺速800-1000m/min条件下熔融纺丝，最后在热盘75℃和热板130-140℃及拉伸3-5倍的条件下后拉伸得到共聚酯纤维。上述本专利技术的方法中三元共聚酯的合成方法可以采用对苯二甲酸二甲酯与乙二醇、丁二醇的酯交换路线，也可采用对苯二甲酸与乙二醇、丁二醇直接酯化路线。本专利技术方法中采用的催化剂为二价金属的醋酸盐和钛、锑化合物的协效催化剂。通过本专利技术方法制得的三元共聚酯熔点在227-232℃、为0.7-0.9，三元共聚纤维具有下列性能。表1．纤维的常规力学性能 表2．纤维的一次拉伸和十次拉伸回复率 *缓回弹为纤维拉伸5％后停止5min，让纤维回缩后测定的回复率。十次拉伸回复率为每次拉伸纤维试样5％，连续拉伸十次后测定的回复率。表3．纤维的弯曲回弹性(负荷0.2CN/dt，弯曲圆棒φ1.2mm，弯曲形变时间30min) 表4．纤维的染色性能 染料分散兰染色条件常压沸染表2和表3的数据表明，本专利技术制备的三元共聚酯纤维具有优良的拉伸回弹性和弯曲回弹性。其一次拉伸5％的缓回弹率达到100％，十次拉伸总回弹率达到77～78％。而弯曲形变30min后，去除负荷后30min，纤维的弯曲回复率达到80～81％，与尼龙纤维相当。表4表明，共聚酯纤维有优良的染色性能，可以用分散染料进行常压沸染，上染率大大高于常规PET纤维，而与PBT纤维相当。本专利技术的方法生产成本较低，制得的改性共聚酯纤维具有良好的弯曲回弹性、拉伸回弹性和染色性。下面是具体实施例方式例1以对苯二甲酸(PTA)332克加乙二醇(EG)198.4克、1.4丁二醇(1.4-BD)57.6克(PBT理论摩尔比20％)，再加酯化催化剂醋酸锌0.05克，醋酸钴0.08克，钛酸酯0.07克，进行直接酯化反应。控制温度从室温逐渐升至220℃，加压1～3Kg/cm2，反应4小时，至出水完全以后，酯化反应结束。然后加入缩聚催化剂钛酸酯0.07g，三氧化二锑0.10g，稳定剂磷酸三苯酯0.07g，进行缩聚反应。先控制低真空，进行预缩聚，时间45min，然后进行后缩聚，控制高真空＜60Pa，反应温度240℃～275℃，时间153min。缩聚反应结束后出料、铸带、切粒，得到共聚酯，为0.87。例2在反应釜中加对苯二甲酸(PTA)500克，乙二醇(EG)318克，催化剂醋酸钴0.10g，进行酯化反应，制得对苯二甲酸乙二酯(BHET)。取BHET200g，再加PTA200g，EG120g,1.4丁二醇(1.4-BD)72克，醋酸钴0.05g，进行酯化反应，反应温度200～260℃，时间1 51min。酯化反应结束后，加入缩聚催化剂三氧化二锑0.06g，进行缩聚反应。控制低真空，预缩聚45min后，控制高真空＜60Pa，进行后缩聚，反应时间118min，温度260～278℃。缩聚反应结束后出料、铸带、切粒，得改性共聚酯，为0.76。例3在反应釜中投入对苯二甲酸二甲酯(DMT)3000g，乙二醇(EG)1607.7克，1.4丁二醇(1.4-BD)444克(PBT理论摩尔比20％)，聚丁二醇(PTMG)94.1克，再加催化剂醋酸锰0.9克，醋酸钴0.3克，钛酸酯0.45克，进行酯交换反应。反应温度从室温逐渐升至195℃，反应时间210min。酯交换反应结束后，加入缩聚催化剂钛酸酯0.45g，三氧化二锑0.9g，另加稳定剂磷酸三苯酯0.6g，进行缩聚反应。控制低真空，预缩聚45min，然后控制高真空＜60pa，进行后缩聚，反应温度260～276℃，时间120min。缩聚反应结束后出料、铸带、切粒，制得PET-PBT-PTMG三元共聚酯，为0.73。将所得共聚酯经干燥后，进行熔融纺丝，纺丝温度260～275℃，纺速800m/min。后拉伸热盘75℃，热板140℃，拉伸3.8倍，所得纤维的性能列于表1至表4。例4在反应釜中投入对苯二甲酸二甲酯(DMT)6000g，乙二醇(EG)3588g,1.4丁二醇(1.4-BD)668.2g(PBT理论摩尔比15％)，聚丁二醇(PTMG)187.5g，再加催化剂醋酸锰1.2g，醋酸钴1.2g，钛酸酯1.2g，进行酯交换反应。反应温度从室温逐渐升至195～198℃，反应时间180min。酯交换结束后加入缩聚催化剂三氧化二锑1.5g，稳定剂磷酸三苯酯1.2g，进行缩聚反应。预缩聚阶段，控制时间40min，然后控制高真空＜60Pa，进行后缩聚，温度265～278℃，时间110min。缩聚反应结束后出料、铸带、切粒、得三元共聚酯，为0.71。将所得共聚酯经干燥后，进行熔融纺丝，纺丝温度262～280℃，纺速1000m/min。后拉伸热盘75℃，热板140℃，拉伸3.8倍，所得纤维的性能列于表1至表4。例5在反应釜中投入对苯二甲酸二甲酯(DMT)6000g，乙二醇(EG)3377g，丁二醇(BD)890g(PBT理论摩尔比20％)，聚丁二醇(PTMG)187.5g，再加入催化剂醋酸锰1.2g，醋酸钴1.2g，钛酸酯1.2g，进行酯交换反应。反应温度从室温逐渐升至195～198℃，反应时间150min。酯交换结束后加入缩聚催化剂三氧化二锑1.5g，稳定剂磷酸三苯酯1.2g，进行缩聚反应。预缩聚控制时间48min，后缩聚阶段控制真空度＜50Pa，温度262～278℃，时间100min。缩聚反应结束后出料、铸带、切粒，得PET-PBT-PTMG三元共聚酯，为0.84。将所得共聚酯经干燥后，进行熔融纺丝，纺丝温度262℃～285℃，纺速800m/min，后拉伸热盘75℃、热板135℃，拉伸3.8倍得三元共聚酯纤维。其纤维性能列于表1至表4。权利要求1．一种，其特征在于该方法是在应用催化剂的条件下，合成一种含有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚丁二醇三种组份的共聚酯，然后在255～285℃和纺速800-1000m/min条件下熔融纺丝，最后在热盘75℃和热板130～140℃及拉伸3-5倍的条件下后拉伸得到共聚酯纤维。2．根据权利要求1所述的一种，其特征在于其中所述的合成三元共聚酯可以采用对苯二甲酸二甲酯与乙二醇、丁二醇的酯交换路线，也可采用对苯二甲酸与乙二醇、丁二醇反应的直接酯化路线。3．根据权利要求1所述的一种，其特征在于其中所述的合成反应使用的催化剂为二价金属的醋酸盐和钛、锑化合物的协效催化剂。全文摘要本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高弯曲弹性回复性共聚酯纤维的制备方法，其特征在于该方法是在应用催化剂的条件下，合成一种含有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯和聚丁二醇三种组份的共聚酯，然后在２５５～２８５℃和纺速８００－１０００ｍ／ｍｉｎ条件下熔融纺丝，最后在热盘７５℃和热板１３０～１４０℃及拉伸３－５倍的条件下后拉伸得到共聚酯纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄象安，杨瑞玲，李文刚，杨明，陆建忠，金志成，戴钧明，马国玉，曾新，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司天津分公司研究院，东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]