[發(fā)明專利]一種多羥基柔性聚酯纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410037982.1
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103774267A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 吉鵬;王華平;王朝生;陳向玲;張玉梅;黃璐;李靜;曹東
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學
• 主分類號: D01F6/62
• 分類號: D01F6/62;D01F6/92;C08G63/672;C08G63/688;C08G63/78;D01D13/00;D01D5/253
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發(fā)明屬聚酯技術領域，涉及一種多羥基柔性聚酯纖維的制備方法，特別是涉及一種利用聚合手段從聚酯分子水平引入多羥基官能團與柔性鏈，再經(jīng)異形噴絲板熔融紡絲成型制備多羥基柔性聚酯纖維的方法。

背景技術

2011年我國聚酯纖維產(chǎn)量2795萬噸，占我國化纖產(chǎn)量的83%；占世界聚酯纖維產(chǎn)量的70%。雖然我國聚酯產(chǎn)能、產(chǎn)量位居世界第一，但我國聚酯纖維行業(yè)仍面臨一些亟須解決的突出問題：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，同質(zhì)化競爭激烈，行業(yè)利潤率偏低。在這種情況下，開發(fā)生產(chǎn)高附加值的聚酯產(chǎn)品，節(jié)能降低成本是今后聚酯企業(yè)發(fā)展的主題。同時隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們對衣著舒適性提出了更高的要求，而科學技術的進步為改善紡織品的舒適性提供了可能。

聚酯纖維是目前合成纖維中應用最為廣泛的品種，但是由于聚酯本身的分子結(jié)構(gòu)排列規(guī)整，結(jié)晶度高、模量大，作為服用領域纖維存在手感發(fā)硬的問題，影響了其舒適性；同時聚酯分子缺乏極性親水性官能團，纖維的吸濕性很差，在標準環(huán)境下纖維的回潮率僅為0.4%，而天然纖維棉回潮率達到了7.5%。，聚酯纖維的手感發(fā)硬與吸濕性差在很多場合制約了聚酯技術的進一步發(fā)展。如何制備出一種同時有吸濕性能、速干性能、柔軟性能等于一體，同時保有聚酯纖維本身優(yōu)異的力學性能的纖維時研究者一直努力追求的目標。

在影響聚酯纖維的舒適性因素中，吸濕性能是關鍵之一。聚酯纖維的吸濕性能包括了對氣態(tài)水分的吸濕與液態(tài)水分的吸濕，其中氣態(tài)水分的吸濕主要由纖維的化學結(jié)構(gòu)決定，物理形態(tài)結(jié)構(gòu)可以改善纖維的導濕性能但對氣態(tài)吸濕性影響較小，氣態(tài)吸濕性好的纖維還有具有良好的抗靜電性能。因此改善聚酯纖維氣態(tài)吸濕性不僅利于紡織加工，同時大大提高了纖維服用舒適性能。纖維液態(tài)吸濕性既受化學結(jié)構(gòu)影響，同時也與纖維物理結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)有著重要的關系。

比如：

常規(guī)聚酯分子鏈中苯環(huán)構(gòu)成了剛性骨架，缺乏柔性大分子，導致了聚酯纖維手感發(fā)硬，在服用纖維領域，嚴重影響了其舒適性。

聚酯纖維分子鏈中缺乏極性官能團，吸濕性差，作為服用領域穿著用，易產(chǎn)生悶熱感。而天然纖維棉纖維分子鏈中含有大量的羥基官能團。

聚酯纖維分子鏈中缺乏極性官能團，易產(chǎn)生靜電的聚集，造成了對灰塵的吸附作用，致使抗污能力下降。

常規(guī)聚酯纖維分子鏈排列規(guī)整，結(jié)晶度高，缺乏極性官能團，染料分子很難進入晶區(qū)，纖維的染色需要在高溫高壓條件下進行，染色性能主要受無定型區(qū)域的調(diào)控。

聚酯的苯環(huán)剛性骨架造成纖維在服用領域中存在手感發(fā)硬，柔軟性不如天然纖維，對舒適性產(chǎn)生了嚴重的影響。由于聚酯分子鏈排列規(guī)整，缺乏必要的極性官能團如羥基與柔性大分子，導致了其吸濕性差，易產(chǎn)生悶熱感、易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，積聚灰塵；染色需要在高溫高壓下進行，消耗大量的能耗。聚酯進一步發(fā)展必須克服以上性能上的缺點，為此主要形成了三個方面的技術手段：

（1）利用表面整理劑進行涂覆：一般通過親水性的整理劑對纖維或織物涂覆來改善其吸濕性與柔軟性能，但是這種改性效果機理是借助涂覆整理劑的性質(zhì)來賦予纖維或織物的親水性與柔軟性能，整理劑與纖維結(jié)合力較差，一般都是起到暫時的效果，隨著使用次數(shù)與時間的增加，吸濕性效果下降明顯。

（2）共混紡絲成型：利用與高吸濕性的母粒，共混紡絲來改善纖維的吸濕性與柔軟性，對母粒的吸濕性與穩(wěn)定性提出了更高的要求，共混物隨著母粒的質(zhì)量分數(shù)的增加會出現(xiàn)相分離現(xiàn)象，對紡絲工藝提出苛刻額要求。同時母粒添加方式對生產(chǎn)設備提出新的要求，需要額外購置新的裝置，大大增加了成本。

（3）共聚合改性：可以賦予纖維的永久吸濕性與柔軟性能，在現(xiàn)有共聚技術中，提高聚酯纖維柔軟性與吸濕性通常都是在聚合中引入多元醇與聚乙二醇類大分子。先經(jīng)過酯化再經(jīng)縮聚得到聚酯，其中體系始終是醇過量，保證體系中二元酸充分反應。

但是所引入的多組分醇參加酯化活性不一致，大多數(shù)醇與二元酸參加反應的能力不如二元醇，體系中二元醇過量，酸反應結(jié)束后，體系中存在著未完全反應的多元醇，不僅沒有大幅增加聚酯的羥基數(shù)量，而且這些沒有反應的多元醇對共聚酯紡絲成型造成嚴重的不利影響，同時還造成了原料的浪費。

為了改善聚酯纖維的柔軟性能，現(xiàn)有技術在酯化階段結(jié)束時添加聚乙二醇，利用聚乙二醇與聚酯酯交換反應制備嵌段共聚物，進而改善聚酯纖維的柔軟性。但是在酯化階段添加的聚乙二醇由于相對分子量大，參加酯交換反應活性低，反應結(jié)束后尚有部分未反應的聚乙二醇，不僅造成了原料的浪費，同時游離的聚乙二醇大分子抽真空易發(fā)生管道堵塞，不均勻分布在聚酯中對后道紡絲成型產(chǎn)生嚴重影響。

發(fā)明內(nèi)容