一种酸性可染嵌段共聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种酸性可染嵌段共聚酯及其制备方法，酸性可染嵌段共聚酯的分子链由A嵌段和B嵌段构成；制备方法：将BHET进行自缩聚反应制得低聚物A，同时将MF

【技术实现步骤摘要】
一种酸性可染嵌段共聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯功能化改性和合成
，涉及一种酸性可染嵌段共聚酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯在现代纺织业中应用最广，最重要的一类化纤产品，其具有优异的力学性能、物理性能、热性能和优良的尺寸结构稳定性等优点，被广泛应用于服装、家纺、农业和工业领域。由于缺乏能与染料结合的官能团，致使染色困难，目前主要在高温高压条件下采用分散染料染色，但存在色谱不全，染色不够鲜艳，无法与羊毛、真丝同浴匹染等问题。为了对聚酯纤维进行染色改性，目前主要是通过物理改性（原液着色、超高速纺丝、热处理、复合纺丝、共混纺丝）；化学改性和其他改性（如表面处理、光化学处理、低温等离子体处理、微胶囊等）。现在比较成熟的改性成果为阳离子染料可染改性和分散染料常压可染改性，均已实现较大规模的产业化，并有稳定的市场供应。但以上两种改性方法对分散染料的尺寸、染色条件较为苛刻，且在聚酯与羊毛、蚕丝的混纺织物染色时还需要采用不同类型的染料进行二次染色，所得织物手感差，色光暗淡，工业生产成高。
[0003]酸性染料分子中含有磺酸基和羧基等水溶性基团，是水溶性染料，其色泽鲜艳、色谱齐全，对蛋白质纤维具有较高的亲和力，主要用于羊毛、蚕丝、锦纶、皮革等的染色。因此，对聚酯进行酸性染料改性既可解决上述染色不均、色谱不全问题，还可与羊毛等混染，避免二次染色，节约成本。
[0004]国内外对于酸性染料可染改性聚酯纤维也展开了广泛的研究，但还没有较为成熟的成果。
[0005]文献（PET/>‑
PA/PA6共混纤维的酸性染料染色性能[J]. 合成纤维工业, 2015, 38(1): 29
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32.）开发了PET
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PA/PA6嵌段共混酸性染料改性聚酯，即先将PET与PA进行嵌段共聚，然后与PA6共混。PET与PA的嵌段既可以疏松聚酯纤维内部结构，又可作为增容剂使PET
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PA与PA6在无定形区的相容性增大。随着PA嵌段共聚比例增加，无定形区体积增大，有利于染料分子进入纤维内部与染座结合上染，100℃时可实现酸性染料常压沸染，上染率达99.03%。该方法得到改性聚酯上染率随着酰胺比例增大而增大，但在纺丝过程中会形成毛丝，使纤维力学性能下降。
[0006]专利CN1433446A公开了一种酸性染色聚酯组合物，包括聚酯、仲胺或仲胺盐和一种或多种其他单体和/或聚合物单元，仲胺单元如二（六亚甲基）三胺提供染色位，通过与聚酯大分子链通过共价键相连形成嵌段结构，以促进酸性染料与染色位的有效反应，提高染色性。但是加入的第三单体无规共聚排列，使得分子链段上染色基团分布不均匀，容易导致染色不均，且会导致PET的规整性破坏，力学性能和结晶性能降低。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种酸性可染嵌段共聚酯及其制备方
法，直接在BHET苯环上引入可与酸性染料反应的季铵基团，得到季铵化BHET（MF
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BHET），然后分别对MF
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BHET和BHET进行自缩聚反应合成两种低聚物中间体，再将两种低聚物一起加入反应器中合成MF
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BHET与BHET的嵌段共聚酯，采用两步法合成的嵌段共聚PET的大分子链段上MF
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BHET链段与BHET链段嵌段排列，使得能与酸性染料分子反应大的反应活性位点均匀分布在分子链上，弥补了上述改性不足的同时，避免阳离子基团因分子链缠结而被包埋，有利于提高上染率和染色均匀性，同时，嵌段共聚使得分子链排列规整，易取向结晶，得到最终产品的力学性能优良。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种酸性可染嵌段共聚酯，分子链由A嵌段和B嵌段构成；A嵌段的结构式为，10≤n≤20；B嵌段的结构式为，5≤m≤10。
[0010]MF
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BHET中含有侧基，将其与BHET共聚时容易出现分子链缠结现象，导致阳离子基团被包埋，不利于提高上染率和染色均匀性，本专利技术通过设计共聚酯为嵌段结构并控制各嵌段长度解决了该问题，共聚酯分子链中共两种嵌段，一种嵌段为MF
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BHET的缩聚产物（即B嵌段），另一种嵌段为BHET的缩聚产物（即A嵌段），B嵌段分子链较短，A嵌段分子链较长，其中，短链的B嵌段带有侧基，难以规整排列，形成非晶相，长链的A嵌段形成晶相，在A嵌段折叠排列进入晶区时，不影响B嵌段上的阳离子染座单元，避免阳离子基团被包埋。
[0011]作为优选的技术方案：
[0012]如上所述的一种酸性可染嵌段共聚酯，酸性可染嵌段共聚酯的玻璃化转变温度为75~78℃，熔点为248~254℃，结晶度为40~45%，特性粘度为0.60~0.65dL/g，数均分子量为16,000~17,000g/mol。
[0013]如上所述的一种酸性可染嵌段共聚酯，酸性可染嵌段共聚酯切片在常温常压下染色时，酸性染料上染率≥98%，染料不易泄露；由酸性可染嵌段共聚酯制得的纤维的断裂强度≥4cN/dtex，断裂伸长率为15~30%，可适用于工业大规模生产，纤维在常温常压下染色时，酸性染料上染率≥96%，耐水洗色牢度≥4级，耐摩擦色牢度≥4级，匀染度≥4级，染料不易泄露，染色后强力损失为4~5%。
[0014]本专利技术还提供制备如上任一项所述的一种酸性可染嵌段共聚酯的方法，将BHET进行自缩聚反应制得低聚物A，同时将MF
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BHET进行自缩聚反应制得低聚物B后，将低聚物A和低聚物B进行共缩聚反应，经出料、冷却、切粒、干燥得到酸性可染嵌段共聚酯；MF
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BHET的结构式为：。
[0015]本专利技术的反应方程式如下。
[0016][0017]作为优选的技术方案：
[0018]如上所述的方法，制备低聚物A时，自缩聚反应的温度为260~280℃，绝对压强为30~100Pa，时间为10~15min；制备低聚物B时，自缩聚反应的温度为265~280℃，绝对压强为30~70Pa，时间为10~30min，参数范围如此设定是为了让A聚合度n达到10~20的范围以及B聚合度n达到5~10的范围，反应温度过小时间过短，反应不完全；温度过高，聚合过快，A或B聚合度过高就会变成均聚物，从而影响嵌段共聚物的合成。
[0019]如上所述的方法，低聚物B和低聚物A的摩尔比为1:0.90~0.95，共缩聚反应的温度为265~270℃，绝对压强为30~100Pa，时间为2.5~4h。
[0020]如上所述的方法，MF
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BHET的制备过程为：先采用质子酸与Lewis酸协同催化，利用多聚甲醛对BHET进行单氯甲基化得到单氯甲基化产物，再对单氯甲基化产物进行季铵化得到MF
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BHET；
[0021]BHET、多聚甲醛、Lewis酸的摩尔比为1:0.8~1:1.7~2.1，BHET与质子酸的质量比为1:0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性可染嵌段共聚酯，其特征在于，分子链由A嵌段和B嵌段构成；A嵌段的结构式为，10≤n≤20；B嵌段的结构式为，5≤m≤10。2.根据权利要求1所述的一种酸性可染嵌段共聚酯，其特征在于，酸性可染嵌段共聚酯的玻璃化转变温度为75~78℃，熔点为248~254℃，结晶度为40~45%，特性粘度为0.60~0.65dL/g，数均分子量为16,000~17,000g/mol。3.根据权利要求2所述的一种酸性可染嵌段共聚酯，其特征在于，酸性可染嵌段共聚酯切片在常温常压下染色时，酸性染料上染率≥98%；由酸性可染嵌段共聚酯制得的纤维的断裂强度≥4cN/dtex，断裂伸长率为15~30%，纤维在常温常压下染色时，酸性染料上染率≥96%，耐水洗色牢度≥4级，耐摩擦色牢度≥4级，匀染度≥4级，染色后强力损失为4~5%。4.制备如权利要求1~3任一项所述的一种酸性可染嵌段共聚酯的方法，其特征在于，将BHET进行自缩聚反应制得低聚物A，同时将MF
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BHET进行自缩聚反应制得低聚物B后，将低聚物A和低聚物B进行共缩聚反应，得到酸性可染嵌段共聚酯；MF
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BHET的结构式为：。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，制备低聚物A时，自缩聚反应的温度为260~280℃，绝对压强为30~100Pa，时间为10~15min；制备低聚物B时，自缩聚反应的温度为265~280℃，绝对压强为30~70Pa，时间为10~30min。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，低聚物B和低聚物A的摩尔比为1:0.90~0.95，共缩聚反应的温度为265~270℃，绝对压强为30~100Pa，时间为2.5~4h。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，MF
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BHET的制备过程为：先采用质子酸与Lewis酸协同催化，利用多聚甲醛对BHET进行单氯甲基化得到单氯甲基化产物，再对单...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉梅，陈瑞，张玥，王丽丽，孙娜，王小雨，寇婉婷，魏存宏，
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：