[發明專利]一種纖維素納米晶改性的親水聚酯纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201410546019.6
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104404647A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 紀國營;胡舒龍;徐錦龍
• 申請（專利權）人: 浙江恒逸高新材料有限公司
• 主分類號: D01F6/92
• 分類號: D01F6/92;D01F1/10;C08G63/183;C08G63/78
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

技術領域

本發明涉及一種納米改性的親水聚酯切片，以及涉及一種纖維素納米晶改性的親水聚酯纖維的制備方法。

背景技術

我國化學纖維產量約占世界化纖總產量的70％，是紡織工業最重要的原材料。其中，聚酯纖維是最重要的合成纖維品種，其發展狀況直接影響到我國紡織工業發展的整體水平和競爭能力。雖然我國聚酯產能、產量位居世界第一，但我國聚酯纖維產業仍面臨一些亟須解決的突出問題。目前國外發達國家對聚酯纖維的開發已經淘汰了常規聚酯纖維的生產，科研力量主要集中在差別化聚酯纖維的開發與應用。

聚酯分子結構決定其優異的性能，PET聚酯分子結構高度規整，分子排列緊密，分子鏈段中含有剛性苯環結構，因此PET具有良好的物理和機械性能。聚酯纖維強度高、挺括、耐磨和尺寸穩定性好等優點使其得到了快速發展。由于聚酯纖維緊密的大分子結構以及缺乏吸濕性基團，其在舒適性方面要比棉等天然纖維差得多。在20℃，65％相對濕度下，聚酯纖維的回潮率僅有0.4％，棉在相同的溫濕度下回潮率高達8.0％。聚酯吸濕性差，易產生靜電現象，嚴重影響了衣服的舒適性。常規聚酯纖維由于聚酯纖維沒有親水基團，分子堆砌緊密，因此染料很難進入到纖維的內部，在染色方面不能采用一股的方法進行染色。因此對聚酯纖維進行吸濕改性，提高其水分管理的能力，是進一步拓展聚酯纖維應用領域的重要方面。

具體來講，可通過共聚、共混、涂層、表面處理、實現聚酯纖維的功能化。對于共聚或共混改性而言，目前常用的改性組份主要有無機粉體、有機單體、聚合物等幾大類。在吸濕改性方面，常用的改性手段包括共聚和共混，常用的改性組分包括聚丙二醇、聚乙二醇、季戊四醇等。例如，專利WO2005019301(A1)采用在聚對苯二甲酸乙二醇酯中引入少量的聚丙二醇，以嵌段的方式取代部分二醇結構，得到的共聚改性聚酯纖維具有良好的吸濕性。專利US2002019508(A1)和WO2005019301(A1)均選用聚乙二醇為改性劑，得到的吸濕性良好的共聚改性聚酯纖維。專利WO0012793(A1)選用聚乙二醇和季戊四醇改性聚酯纖維后，其吸濕性與棉花及其他天然或合成纖維素纖維相當。專利CN200910101497.5將含有海泡石和人造沸石的無機粉體加入到聚酯熔體，得到高吸水性、吸放水份響應快的共混改性聚酯纖維。專利US6838173將1-20wt％的二氧化硅類無機粉體添加到聚酯中，得到吸濕性良好的改性聚酯，具有很好的服用舒適性。

目前利用多羥基醇作為共聚改性單體的研究報道比較少。在嵌段共聚物的基礎上，選擇合適的多羥基醇作為改性組分，制備共聚酯。目前利用多羥基醇作為共聚改性單體的研究主要集中在脂肪族共聚酯方面。DOLLK等人采用檸檬酸與山梨醇反應，制備水溶性聚酯，Ajay?Kumar等人對山梨醇、己二酸和辛二醇反應生成共聚酯PAOS?poly(apidic?acid-co-octanediol-co-sorbitol)進行了研究；Ning等人研究了多羥基功能聚酯，利用脂肪族的辛二酸與脂肪族的多元醇合成生物可降解聚酯。多羥基醇在聚合反應時，多余的羥基未參加反應，游離于聚酯中，游離的羥基具有很好的親水性。本發明采用的多羥基醇例如山梨醇，木糖醇，季戊四醇等通過微量添加入共聚物中，不改變聚酯流動性和紡絲性能的同時，又可以改善聚酯的親水性。

纖維素作為一種可再生的天然多元醇具有可降解、低成本以及環境友好等特性。纖維素在酸的條件下水解掉無定形的部分，剩下纖維素晶體，控制反應條件可以得到納米級纖維素晶體，通常稱之為纖維素納米晶。纖維素納米晶通過酸水解后得到的直徑為幾納米到幾十納米、長度為10～1000納米。纖維素納米晶具有結晶度高、親水性強、強度大的特性。纖維素納米晶表面富含羥基，具有較強的反應活性，親水性高，具有很強的吸濕性。采用原位聚合的方式加入纖維素納米晶，不改變聚酯結構的同時，在聚酯基體中引入分散良好的纖維素納米晶，增強聚酯的吸水性能。纖維素納米晶的高比表面積和大量的羥基可提高聚酯纖維的親水性。纖維素納米晶是納米尺寸的顆粒，分散良好，在不影響聚酯紡絲的前提下，纖維素納米晶的加入能改善聚酯的親水性。目前相關方面的工作還鮮有報道。采用原位聚合的方法，避免纖維素納米晶團聚，以及選用納米級的填料，避免微米級填料引起的功能缺陷，保證改性的親水聚酯纖維具有高可紡性和高親水性。該方法制備的親水纖維，工藝簡單，增加成本極少，改性效果好。

發明內容

本發明需要解決常規聚酯親水性差的問題，提供一種纖維素納米晶改性的親水聚酯纖維。

本發明需要解決另一技術問題是，提供一種上述纖維素納米晶改性的親水聚酯纖維的制備方法。