仿粘胶涤纶长丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及仿粘胶涤纶长丝及其制备方法，先将对苯二甲酸、乙二醇、带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己二醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应制得改性聚酯，然后采用三角异形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝，最后按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得仿粘胶涤纶长丝，其中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，制得的仿粘胶涤纶长丝在125℃的温度条件下的上染率为87.3～91.2％，K/S值为22.15～25.4，色牢度高。本发明专利技术的制备方法，工艺简单；制得产品染色性能优良。

Viscose-like polyester filament and its preparation method

The present invention relates to viscose-like polyester filament and its preparation method. Modified polyester POY filament is prepared by esterification reaction and polycondensation reaction of terephthalic acid, ethylene glycol, dibasic acid with tert-butyl side group and hexanediol with tert-butyl side group. Modified polyester POY filament is prepared by POY process with triangular shaped spinneret, and finally by DTY process. Viscose-like polyester filament was made from POY polyester POY filament. The binary acid with tert-butyl side group was 5 tert-butyl 1,3 tert-butyl 1,3 terterphthalic acid, 2 tert-butyl 1,6 hexahexamethyl acid, 3 terttert-butyl 1,6 hexahexamethyl acid or 2,5 diditerttert-butyl 1,6 hexahexahexahexahexamethyl acid. The viscoscose-Values ranged from 22.15 to 25.4 High color fastness. The preparation method of the invention has simple process and excellent dyeing performance.

【技术实现步骤摘要】
仿粘胶涤纶长丝及其制备方法
本专利技术属于聚酯纤维
，涉及一种仿粘胶涤纶长丝及其制备方法。
技术介绍
粘胶是最早实现工业化生产的人造纤维，粘胶纤维不仅可以在数量上补充天然纤维之不足，而且在质量的某些方面也优于天然纤维和合成纤维，它不仅可以作为衣着用料，丰富纺织品的花色品种，而且在工业、农业、国防和科学研究等方面者有广泛的用途。但粘胶纤维在生产过程中，大量使用烧碱，对环境污染严重，生产制造受到国家政策的限制。通过对涤纶进行改性开发仿粘胶长丝，基本能满足粘胶纤维的使用特点，不仅色泽鲜艳、性能稳定、柔软光滑以及吸湿排汗性能良好，而且成本比粘胶纤维大大降低，更重要的是整个生产过程对环境污染极小，符合环保理念。因此，这种改性涤纶仿粘胶长丝具有很大的应用前景。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。为了克服涤纶的染色性能差的缺陷，研究人员做了很多研究，对涤纶进行改性制得阳离子染料可染涤纶(CDP)。现有技术在常规涤纶的生产中通过添加第三单体间苯二甲酸乙二醇酯磺酸钠，使分子链中引入阳离子染料进行染色的极性基团来提高涤纶的染色性，以得到颜色均匀，色牢度高，耐洗涤的新型聚酯织物，是对聚酯进行改性的有效方法。但该种方法中由于纤维的超分子结构仍与常规涤纶十分相似，阳离子染料对磺酸基染座的可及性较低，故仍需采用常规聚酯纤维一样的高温高压染色方法，虽然也可通过再添加聚醚以制备常温阳离子纤维，但其热稳定性和可纺性仍较差。因此，研究一种染色性能优异的仿粘胶涤纶长丝及其制备方法成为目前亟待需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种染色性能优异的仿粘胶涤纶长丝及其制备方法。本专利技术通过带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己二醇对聚酯进行改性，使得聚酯的空洞自由体积增大，使染料等更容易渗透到改性聚酯大分子内部，降低了染色的温度，提高了纤维的上染率，降低能耗，同时增加了可纺性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：仿粘胶涤纶长丝的制备方法，采用三角异形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即为仿粘胶涤纶长丝；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和带叔丁基侧基的己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；所述DTY工艺的纺丝速度为720～780m/min，第二热箱温度为80～100℃，制备仿粘胶涤纶长丝的纺丝速度比制备仿毛型聚酯长丝或仿麻型聚酯长丝的纺丝速度较高；第二热箱温度比制备仿毛型聚酯长丝或仿麻型聚酯长丝的第二热箱温度较低；最终制得的仿粘胶涤纶长丝的纤度比仿毛型聚酯长丝或仿麻型聚酯长丝的纤度较低，手感柔软，具有仿粘胶的手感。本专利技术通过带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己二醇对聚酯进行改性，带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己二醇能够显著增大聚酯的空间自由体积，特别是带叔丁基侧基的二元酸和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，增大改性聚酯的空洞自由体积。空洞自由体积的增大能够显著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(上染率)，降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗。作为优选的技术方案：如上所述的仿粘胶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。如上所述的仿粘胶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和带叔丁基侧基的己二醇配成浆料，加入催化剂、消光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。如上所述的仿粘胶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和带叔丁基侧基的己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与带叔丁基侧基的己二醇的摩尔比为2～3:1～2，所述催化剂、消光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％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％(质量百分比)。本专利技术的带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己二醇的添加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，带叔丁基侧基的二元酸和带叔丁基侧基的己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；如上所述的仿粘胶涤纶长丝的制备方法，所述催化剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿粘胶涤纶长丝的制备方法，其特征是：采用三角异形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即为仿粘胶涤纶长丝；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和带叔丁基侧基的己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：

【技术特征摘要】
1.仿粘胶涤纶长丝的制备方法，其特征是：采用三角异形喷丝板按POY工艺由改性聚酯熔体制得改性聚酯POY丝后，再按DTY工艺由改性聚酯POY丝制得改性聚酯DTY丝，即为仿粘胶涤纶长丝；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和带叔丁基侧基的己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；所述DTY工艺的纺丝速度为720～780m/min，第二热箱温度为80～100℃。2.根据权利要求1所述的仿粘胶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2,4-二叔丁基环己醇；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。3.根据权利要求2所述的仿粘胶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和带叔丁基侧基的己二醇配成浆料，加入催化剂、消光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30～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，王雪，张元华，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32