一種多羥基聚酯纖維的製備方法

一種多羥基聚酯纖維的製備方法

《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》是東華大學於2014年1月26日申請的發明專利,該專利申請號為2014100380725,公布號為CN103789866A,公布日為2014年5月14日,發明人是王華平、吉鵬、王朝生、陳向玲、江振林、湯廉、劉紅飛、史原。

《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》將二元醇與多羥基醇按照一定的摩爾比混合,利用分階段酯化,第一酯化階段酸微過量,保證多元醇中參加酯化反應能力較低的單體充分反應,接入到聚酯分子鏈中。在第二酯化階段補充二元醇對共聚酯的端羧基進行控制,再經縮聚反應製備出多羥基聚酯。利用多羥基官能團可以引入無機功能粉體進行功能改性,多羥基可以起到包裹作用,提高顆粒的分散均勻性能;多羥基活性位點,可以賦予纖維在溫和條件下進行染色並具有良好的染色性能。製備的多羥基聚酯經熔融紡絲,最終製備得到多羥基聚酯纖維可以廣泛套用於製備吸濕排汗、抗靜電纖維,作為貼身面料,也可以用於高色牢度纖維產品。

2021年6月24日,《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種多羥基聚酯纖維的製備方法
  • 申請人:東華大學
  • 發明人:王華平、吉鵬、王朝生、陳向玲、江振林、湯廉、劉紅飛、史原
  • 申請號:2014100380725
  • 申請日:2014年1月26日
  • 公布號:CN103789866A
  • 公布日:2014年5月14日
  • 地址:上海市松江區松江新城區人民北路2999號
  • 代理機構:上海天翔智慧財產權代理有限公司
  • 代理人:呂伴
  • Int. Cl.:D01F6/84、C08G63/20、C08G63/688、C08G63/78
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,

專利背景

聚酯纖維是2014年1月前合成纖維中套用最為廣泛的品種,聚酯分子結構排列規整,結晶度高,這賦予了聚酯纖維良好的力學性能、抗皺性等。聚酯結構在賦予其優異性能的同時也存在著缺點:分子鏈排列緊密,缺乏極性官能團,導致了其吸濕性很差,水分在聚酯中難於擴散。在標準環境下聚酯纖維回潮率僅為0.4%,而棉纖維分子結構中存有大量的極性官能團羥基,纖維回潮率達到7.5%~8.0%。為此藉助化學改性的方法在聚酯中引入極性官能團羥基來改善其吸濕性能。但是傳統的聚酯製備過程中多步酯化工藝均以二元醇過量,中間產物都以羥基封端,能進一步反應的羧基極少,為改善聚酯吸濕性能而添加的共聚改性單體多羥基醇很難參與到酯化反應中,僅以小分子的形式存在聚酯體系中,達不到引入多羥基改性的效果。這種聚酯製備的方法在很多場合制約了聚酯技術的進一步發展。
比如:親水性能,聚酯纖維分子鏈中缺乏極性官能團,在標準環境下(20攝氏度,相對濕度為65%),回潮率僅為0.4%,吸濕性差,作為服用領域穿著用,易產生悶熱感。而天然纖維棉纖維分子鏈中含有大量的羥基官能團,在相同的溫濕度下回潮率達到7.5~8%,具有良好的吸濕性。
抗靜電性能,聚酯纖維分子鏈中缺乏極性官能團,易產生靜電的聚集,造成了對灰塵的吸附作用,致使抗污能力下降。
染色性能,常規聚酯纖維分子鏈排列規整,結晶度高。染料分子很難進入晶區,纖維的染色需要在高溫高壓條件下進行,並且分子鏈中缺乏反應性官能團,聚酯纖維的染色較難達到深染效果,色牢度也會隨時間不斷下降。棉纖維分子鏈中反應官能團羥基可以與活性染料反應,染料分子與羥基形成牢固的共價鍵,具有高色牢度染色效果。
抗紫外性能,製備具有抗紫外性能改性聚酯纖維一直是化纖領域研究重要的內容。在用單體原位聚合法製備抗紫外聚酯切片時,最大的難點是如何使得抗紫外無機粉體均勻地分散聚合體系中。聚合中引入的多元醇提高了體系表觀粘度,大量的羥基可以將無機粉體包裹,防止無機粉體的沉降與粉體間的團聚現象,提高分散均勻性,從而增強抗紫外性能。
由於聚酯分子中缺乏必要的極性官能團如羥基等,聚酯分子鏈結構排列規整,吸濕性差,易產生悶熱不舒適感,易產生靜電現象,積聚灰塵;同時染色需要在高溫高壓下進行,消耗大量的能耗;聚酯表觀粘度低,缺乏羥基無法將無機粉體包裹,抗紫外無機粉體間易發生團聚,從而影響聚酯性能。
在2014年1月前已有共聚技術中,聚酯的增加極性官能團的改性通常都是在聚合引入多羥基醇如:山梨醇、季戊四醇、聚乙二醇等。先經過酯化再經縮聚得到多元醇聚酯,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,酸反應結束後,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。

發明內容

專利目的

《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》的目的是提供一種多羥基聚酯纖維的製備方法,特別是提供一種第一酯化酸微過量且二酯化醇過量的多羥基聚酯纖維的製備方法。由於多元醇與酸反應的活性並不一致,該發明的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,將第一酯化階段酸過量,保證多元醇中參加酯化反應能力較低的單體充分反應,接入到聚酯分子鏈中,形成序列結構均勻分布的共聚酯。第一酯化反應階段羧基官能團微過量,提供了反應的活化點。可以進一步與聚酯改性單體進行反應,如兩端羥基或氨基官能團聚乙二醇類或聚醚胺大分子;在第二酯化階段補充的二元醇可以對共聚酯的端羧基進行調控,使共聚酯的端羧基含量控制在穩定的範圍內,再經圓形或異形噴絲板熔融紡絲成型製備得到多羥基柔性聚酯纖維。

技術方案

《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應和縮聚反應,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將二元醇和多羥基醇按照摩爾比98~99.5:0.5~2配置成混合多元醇;二元醇部分在多元醇的總物質量的90%以上保證製備出的產物中聚酯成分占到主要部分,保留聚酯本身優異的力學性能、穩定性能。將二元醇與多羥基醇酯化前進行混合,可以保證多元醇中高粘度醇成分在二元醇中均勻分散。
按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02~1.10:1添加二元酸;傳統多元醇聚酯的製備都是以醇過量,保證酸充分反應。但是由於二元醇和其它多元醇與酸反應活性並不一致,大多數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,酸反應結束後,體系中存在著未完全反應的多元醇。該發明在第一酯化反應階段,利用二元酸羧基官能團微過量,保證活性不一致的混合多元醇都能充分反應。
將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01~0.5兆帕,反應的溫度為230~260攝氏度,反應的時間為0.5~3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的90~95%,完成第一酯化反應;第一酯化反應控制在一定的壓力可以保證多元醇中沸點較低的成分在壓力下避免一直在反應器的頂部,實現與物料接觸參與反應。以酯化出水量來判斷酯化率,簡單可操作。控制第一酯化出水量達到理論的90~95%,此時體系中的活性不一致的多元醇能充分反應,避免存在游離的多元醇。
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充二元醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1~0.5兆帕,反應的溫度為240~270攝氏度,反應的時間為0.5~2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充二元醇的物質量為第一酯化添加多元醇羥基總摩爾數的10.5%~16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇羥基與羧酸官能團的摩爾比為1.10~1.30:1;第一酯化反應結束補充二元醇,將第一酯化階段過量的二元酸反應完全,使得整個酯化階段醇與酸的摩爾比維持在醇微過量。聚酯的端羧基對後道的紡絲具有重要的影響。常規的聚酯羧基值含量為20摩爾/T,第一酯化階段結束後酯化物以端羧基封端,第二酯化補充的二元醇可以繼續與端羧基反應,從而在第二酯化反應結束時酯化物以端羥基封端。
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在260~280攝氏度,所述縮聚反應持續2~4小時,製備得到多羥基聚酯。
酯化結束後酯化物進入縮聚階段,縮聚分為低真空階段與高真空階段。低真空壓力控制在-50千帕,時間40~60分鐘,低真空階段是為了避免酯化直接進入高真空階段造成抽真空管道堵塞。低真空階段結束後進行高真空階段,高真空壓力控制在-101千帕,時間控制在1~3小時。整個縮聚階段時間不超過4.5小時。縮聚階段結束以攪拌器設定的攪拌功率值為出料依據。
(4)最後將所述製備的多羥基聚酯經圓形或異形噴絲板熔融紡絲成型製備得到多功能聚酯纖維。
作為優選的技術方案:
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法所述二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇中的一種以上。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述多羥基醇為山梨醇、季戊四醇或木糖醇中的一種以上。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述二元酸為對苯二甲酸或對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比90~95:10~5的混合物。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,先將所述混合多元醇和二元酸在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度~230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,還加入催化劑、熱穩定劑和抗氧化劑;所述催化劑的加入量為100~500百萬分比濃度,基數為所述二元酸的質量;所述熱穩定劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.02%;所述抗氧化劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.03%。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述催化劑為鈦系催化劑和/或銻系催化劑;所述鈦系催化劑為鈦酸四丁酯和/或乙二醇鈦;所述銻系催化劑為三氧化二銻、醋酸銻或乙二醇銻中的一種以上。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述熱穩定劑為磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯或三(壬苯基)亞磷酸酯的其中之一或其混合物。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑168或抗氧化劑616其中之一或其混合物。
如上所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,所述多羥基聚酯纖維為POY、FDY、DTY或短纖維,其紡絲工藝分別為:將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其短纖維紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為800~1500米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,預拉伸倍率為1.02~1.10,一道拉伸倍率為2.80~3.20,二道拉伸倍率為1.05~1.15,然後經切斷,製得的多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3~5分特克斯,長度為38毫米或51毫米。將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為2000~3000米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,總拉伸倍率為1.5~5。
進一步地,POY經過8小時平衡後,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,P隨身碟式假捻器,第二羅拉,網路噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最後經過卷繞羅拉卷繞成型,可製成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度200-600米/分鐘,第二羅拉的線速度500-600米/分鐘,第三羅拉的線速度300-600米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400-700米/分鐘,牽伸比1.1-1.8,P隨身碟式假捻D/Y比為1.2-2.5。
將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲速度為3500~4200米/分鐘,熱輥GR1的速度為1100~1500米/分鐘,溫度為80~110攝氏度,熱輥GR2的速度為3550~4280米/分鐘,溫度為115~135攝氏度,製得多羥基柔性聚酯FDY長絲。
如上所述的異形噴絲板為三葉形噴絲板、扁平型噴絲板、中空型噴絲板、十字型噴絲板、Y型或“8”字型噴絲板中一種。

有益效果

(1)《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》採用分階段酯化:第一酯化階段為酸過量,保證體系中的多元醇充分反應。在完成90~95%酯化率後進入第二酯化階段,補充二元醇,調控酯化物的端基。分階段酯化工藝保證了引入的多元醇可以充分反應,形成序列結構均勻分布的共聚酯。
(2)該發明第一酯化酸過量體系,可以保證多元醇充分反應,減少原料的浪費同時避免小分子存在體系中對共聚酯的紡絲成型造成不利的影響。
(3)該發明第一階段羧基官能團微過量,提供了反應的活化點。可以進一步與聚酯改性單體進行反應,如兩端羥基或氨基官能團聚乙二醇類或聚醚胺大分子。
(4)該發明共聚單體多元醇增加漿料的表觀粘度,可以保證利用無機粉體進行原位聚合的顆粒均勻分散在體系中,多羥基將粉體進行包裹,減少無機粉體間的團聚。
(5)該發明合成的多羥基聚酯纖維分子鏈中含有大量的極性官能團羥基,可以與活性染料分子反應,反應條件溫和,減少能耗。同時纖維染色深度與色牢度都有明顯提高。

附圖說明

圖1是多羥基聚酯切片的FTIR圖。
一種多羥基聚酯纖維的製備方法
圖1

技術領域

《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》屬聚酯技術領域,涉及一種多羥基聚酯纖維的製備方法,特別是涉及第一酯化酸過量且第二酯化階段醇過量,再經圓形或異形噴絲板熔融紡絲成型多羥基聚酯纖維的製備方法。

權利要求

1.《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》特徵是:依次包括第一酯化反應、第二酯化反應和縮聚反應,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將二元醇和多羥基醇按照摩爾比98~99.5:0.5~2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02~1.10:1添加二元酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01~0.5兆帕,反應的溫度為230~260攝氏度,反應的時間為2~4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的90~95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充二元醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1~0.5兆帕,反應的溫度為240~270攝氏度,反應的時間為0.5~2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充二元醇的物質量為第一酯化添加多元醇羥基總摩爾數的10.5%~16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇羥基與羧酸官能團的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在260~280攝氏度;所述縮聚反應持續2~4小時,製備得到多羥基聚酯;
(4)將所述多羥基聚酯經熔融紡絲成型製備得到多羥基聚酯纖維;所述二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇中的一種以上;所述多羥基醇為山梨醇、季戊四醇或木糖醇中的一種以上。
2.根據權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述二元酸為對苯二甲酸或對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比9~9.5:1~0.5的混合物。
3.根據權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,先將所述混合多元醇和二元酸在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度~230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入。
4.根據權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述的步驟(1)中:在第一酯化反應開始之前,還加入催化劑、熱穩定劑和抗氧化劑;所述催化劑的加入量為100~500百萬分比濃度,基數為所述二元酸的質量;所述熱穩定劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.02%;所述抗氧化劑的加入量為二元酸質量的0.001~0.03%。
5.根據權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述催化劑為鈦系催化劑和/或銻系催化劑;所述鈦系催化劑為鈦酸四丁酯和/或乙二醇鈦;所述銻系催化劑為三氧化二銻、醋酸銻或乙二醇銻中的一種以上。
6.根據權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述熱穩定劑為磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯或三(壬苯基)亞磷酸酯的其中之一或其混合物。
7.根據權利要求4所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑168或抗氧化劑616其中之一或其混合物。
8.根據權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述多羥基聚酯纖維為POY、FDY、DTY或短纖維,其紡絲工藝分別為:
將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其短纖維紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為800~1500米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,預拉伸倍率為1.02~1.10,一道拉伸倍率為2.80~3.20,二道拉伸倍率為1.05~1.15,然後經切斷,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3~5分特克斯,長度為38毫米或51毫米;所述多羥基聚酯短纖維的斷裂強度≥2.5厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率20~30%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為10歐·厘米;
將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為270~300攝氏度,紡絲速度為2000~3000米/分鐘,拉伸溫度為60~80攝氏度,總拉伸倍率為1.5~5;所述多羥基聚酯POY的斷裂強度≥2.0厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率≥100%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為10歐·厘米;
進一步地,POY經過8小時平衡後,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,P隨身碟式假捻器,第二羅拉,網路噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最後經過卷繞羅拉卷繞成型,製成多羥基聚酯DTY;其中第一羅拉的線速度200~600米/分鐘,第二羅拉的線速度500~600米/分鐘,第三羅拉的線速度300~600米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400~700米/分鐘,牽伸比1.1~1.8,P隨身碟式假捻D/Y比為1.2~2.5;所述多羥基聚酯DTY的斷裂強度≥3.0厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率15~20%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.5%,吸水率≥250%,纖維的電阻為10歐·厘米;
將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲速度為3500~4200米/分鐘,熱輥GR1的速度為1100~1500米/分鐘,溫度為80~110攝氏度,熱輥GR2的速度為3550~4280米/分鐘,溫度為115~135攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲;所述多羥基聚酯FDY的斷裂強度≥3.5厘牛/分特克斯,纖維斷裂伸長率20~25%,纖維的表面接觸角為45~50°,回潮率≥2.0%,吸水率≥250%,纖維的電阻為10歐·厘米;
9.根據權利要求1所述的一種多羥基聚酯纖維的製備方法,其特徵在於,所述熔融紡絲成型採用圓形噴絲板或異形噴絲板,所述異形噴絲板為三葉形噴絲板、扁平型噴絲板、中空型噴絲板、十字型噴絲板、Y型噴絲板或“8”字型噴絲板中一種。

實施方式

實施例1
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇和山梨醇按照摩爾比99.5:0.5配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為230攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的10.5%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在280攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;如附圖所示採用美國Nicolet公司研製的NEXUS-670型號的傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖可以看出,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰;2967厘米處的雙峰代表聚酯中C-H的振動吸收峰;在1716厘米處的強吸收峰應為羰基(C=O)伸縮振動引起的;1400-1600厘米處的弱峰,為苯環的特徵吸收帶譜;在1246厘米和1100厘米處的2個強而較寬的吸收峰,是酯中的C-O-C鍵的不對稱伸縮振動引起的;1018厘米和872厘米處的峰,分別對應1,4-取代苯環上C-H面內變形振動和面外變形振動;在725厘米處的窄而強的吸收峰,是芳環中的C-H彎曲振動引起的。製備得到的共聚酯具有目標產物的特徵峰。
(4)最後將所述製備的多羥基聚酯熔融紡絲成型製備得到多羥基聚酯纖維;紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為1500米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.02,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.05,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例2
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇和季戊四醇按照摩爾比98:2配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為230攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的10.5%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為1500米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.02,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.05,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為0.3分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例3
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丁二醇和木糖醇按照摩爾比99:1配置成混合多元醇;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比90:10進行混合;將所述混合多元醇與所述二元酸加入酯化反應釜進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為260攝氏度,反應的時間為2小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丁二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在265攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經中空噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為270攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為60攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.15,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為5分特克斯,長度為38毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例4
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、戊二醇和木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與戊二醇的摩爾比為90:10,乙二醇和戊二醇與木糖醇按照摩爾比98:2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比90:10進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.001%的磷酸三甲酯和對苯二甲酸質量0.001%的抗氧化劑1010,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在280攝氏度;所述縮聚反應持續4小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經中空噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為2.80,二道拉伸倍率為1.15,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為5分特克斯,長度為51毫米。纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例5
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇和山梨醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丙二醇的摩爾比為90:10,乙二醇和丙二醇與山梨醇按照摩爾比99.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的乙二醇鈦、對苯二甲酸質量0.005%的烷基磷酸二酯和對苯二甲酸質量0.005%的抗氧化劑168,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續4小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為5。纖維的表面接觸角為48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例6
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和木糖醇、季戊四醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為90:10,二元醇與山梨醇、季戊四醇按照摩爾比99:0.5:0.5配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到200攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量250百萬分比濃度的乙二醇鈦與250百萬分比濃度鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.02%的三(壬苯基)亞磷酸酯和對苯二甲酸質量0.02%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為0.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經扁平噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為2000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為5。
進一步地,POY經過8小時平衡後,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,P隨身碟式假捻器,第二羅拉,網路噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最後經過卷繞羅拉卷繞成型,可製成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度200米/分鐘,第二羅拉的線速度600米/分鐘,第三羅拉的線速度600米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400米/分鐘,牽伸比1.1,P隨身碟式假捻D/Y比為1.2。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例7
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丁二醇和木糖醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和山梨醇醇與木糖醇按照摩爾比99:0.7:0.3配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量500百萬分比濃度的三氧化二銻、對苯二甲酸質量0.0005%的磷酸三甲酯和0.0005%烷基磷酸二酯、對苯二甲酸質量0.0005%的抗氧化劑1010與0.0005%抗氧化劑168進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.02兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為3000米/分鐘,拉伸溫度為80攝氏度,總拉伸倍率為1.5。
進一步地,POY經過8小時平衡後,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,P隨身碟式假捻器,第二羅拉,網路噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最後經過卷繞羅拉卷繞成型,可製成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度600米/分鐘,第二羅拉的線速度5000米/分鐘,第三羅拉的線速度300米/分鐘,卷繞羅拉的線速度400米/分鐘,牽伸比1.8,P隨身碟式假捻D/Y比為2.5。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例8
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇與丁二醇的摩爾比為90:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98:0.6:0.6:0.8配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.02:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比95:5進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量200百萬分比濃度的醋酸銻、對苯二甲酸質量0.01%的磷酸三甲酯和0.01%的三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.01%的抗氧化劑1010與0.01%的抗氧化劑616進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的93%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2500米/分鐘,拉伸溫度為75攝氏度,總拉伸倍率為4.5。
進一步地,POY經過8小時平衡後,分別經第一羅拉,第Ⅰ熱箱,冷卻板,P隨身碟式假捻器,第二羅拉,網路噴嘴,第Ⅱ熱箱,第三羅拉,油輪,最後經過卷繞羅拉卷繞成型,可製成多羥基聚酯DTY。
其中第一羅拉的線速度400米/分鐘,第二羅拉的線速度500米/分鐘,第三羅拉的線速度500米/分鐘,卷繞羅拉的線速度600米/分鐘,牽伸比1.2,P隨身碟式假捻D/Y比為1.6。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.5%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例9
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99.5:03.:0.2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比92:8進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量200百萬分比濃度的乙二醇銻、對苯二甲酸質量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.0005%的抗氧化劑168與0.0005%抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的94%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲溫度為270攝氏度,紡絲速度為3500米/分鐘,熱輥GR1的速度為1500米/分鐘,溫度為80攝氏度,熱輥GR2的速度為4280米/分鐘,溫度為115攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.5%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例10
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇與丁二醇的摩爾比為95:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比92:8進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的三氧化二銻與100百萬分比濃度的醋酸銻、對苯二甲酸質量0.0005%烷基磷酸二酯和0.0005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.001%的抗氧化劑1010、0.001%的抗氧化劑168與0.001%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的91%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丁二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.4兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲溫度為290攝氏度,紡絲速度為4200米/分鐘,熱輥GR1的速度為1100米/分鐘,溫度為110攝氏度,熱輥GR2的速度為4280米/分鐘,溫度為135攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為48°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例11
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將丙二醇、丁二醇、戊二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,丙二醇、丁二醇與戊二醇的摩爾比為90:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量150百萬分比濃度的三氧化二銻與150百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.002%磷酸三甲酯、0.002%烷基磷酸二酯和0.002%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.002%的抗氧化劑1010、0.002%的抗氧化劑168與0.002%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.05兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的94%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.4兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為1.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在265攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經“8”字型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為3500米/分鐘,熱輥GR1的速度為1500米/分鐘,溫度為110攝氏度,熱輥GR2的速度為3550米/分鐘,溫度為135攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例12
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇與丁二醇的摩爾比為85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比98.5:0.9:0.6配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量250百萬分比濃度的醋酸銻與250百萬分比濃度的乙二醇鈦、對苯二甲酸質量0.004%磷酸三甲酯、0.004%烷基磷酸二酯和0.004%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.004%的抗氧化劑1010、0.004%的抗氧化劑168與0.004%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為270攝氏度,反應的時間為1.5小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充丙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續2小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經“8”字型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為4000米/分鐘,熱輥GR1的速度為1200米/分鐘,溫度為100攝氏度,熱輥GR2的速度為4000米/分鐘,溫度為120攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.2%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例13
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、季戊四醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比93:7進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.005%的抗氧化劑1010、0.005%的抗氧化劑168與0.005%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.3兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的92%,完成第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.25兆帕,反應的溫度為255攝氏度,反應的時間為2小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的95%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.45兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經扁平噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,FDY紡絲工藝為:紡絲溫度為295攝氏度,紡絲速度為4000米/分鐘,熱輥GR1的速度為1200米/分鐘,溫度為100攝氏度,熱輥GR2的速度為4200米/分鐘,溫度為125攝氏度,製得多羥基聚酯FDY長絲。
纖維的表面接觸角為50°,回潮率2.0%,吸水率250%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例14
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和木糖醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.4配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.05:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比91:9進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻、100百萬分比濃度的乙二醇鈦與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.006%的抗氧化劑1010、0.006%的抗氧化劑168與0.006%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.01兆帕,反應的溫度為240攝氏度,反應的時間為4小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的92%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充丙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在270攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經十字噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其POY紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為2500米/分鐘,拉伸溫度為70攝氏度,總拉伸倍率為4.5。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。
實施例15
《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》依次包括第一酯化反應、第二酯化反應、縮聚反應及熔融紡絲成型,具體步驟為:
(1)第一酯化反應:將乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇混合成混合多元醇,其中,乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇按照摩爾比85:5:5:5,二元醇和山梨醇、季戊四醇、木糖醇按照摩爾比99:0.6:0.2:0.2配置;按照二元酸羧基官能團與所述混合多元醇的羥基官能團摩爾比1.10:1添加對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯;所述對苯二甲酸與5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯按照摩爾比94:6進行混合;先將所述混合多元醇和對苯二甲酸、5-磺酸鈉-間苯二甲酸二乙醇酯在漿料釜中進行攪拌打漿,使充分共混;並且預熱酯化反應釜,在酯化反應釜內部溫度達到230攝氏度時將漿料釜中充分共混的物料導入,並加入對苯二甲酸質量100百萬分比濃度的醋酸銻、100百萬分比濃度的三氧化二銻、100百萬分比濃度的乙二醇銻100百萬分比濃度的乙二醇鈦與100百萬分比濃度的鈦酸四丁酯、對苯二甲酸質量0.005%的磷酸三甲酯、0.005%烷基磷酸二酯和0.005%三(壬苯基)亞磷酸酯、對苯二甲酸質量0.01%的抗氧化劑1010、0.01%的抗氧化劑168與0.01%的抗氧化劑616,進行第一酯化反應,所述第一酯化反應的壓力為0.1兆帕,反應的溫度為245攝氏度,反應的時間為3小時;當第一酯化反應出水量達到理論出水量的90%,完成第一酯化反應;
(2)第二酯化反應:將所述第一酯化反應得到的物料在補充乙二醇後進行第二酯化反應,反應的壓力為0.5兆帕,反應的溫度為265攝氏度,反應的時間為2小時;第二酯化反應直到酯化出水量達到理論出水量的98%以上終止;補充乙二醇為第一酯化階段多元醇羥基總摩爾數的16.3%,使得第一酯化反應和第二酯化反應中總的醇與酸的摩爾比為1.10~1.30:1;
(3)最後將所述第二酯化反應的混合物進行縮聚反應,經過縮聚反應製得聚酯;所述縮聚反應的溫度保持在275攝氏度;所述縮聚反應持續3小時,製備得到多羥基聚酯;對所製備的多羥基聚酯利用傅立葉紅外測試儀(FTIR)在波長為500-3500厘米進行測試。多羥基聚酯樣品的FTIR譜圖分析得到,3430厘米為多元醇中引入的-OH振動吸收峰。
(4)最後將製備的多羥基聚酯經Y型噴絲板熔融紡絲成型得到多羥基聚酯纖維;將步驟(3)製備得到的多羥基聚酯進行熔融紡絲,其紡絲工藝為:紡絲溫度為300攝氏度,紡絲速度為800米/分鐘,拉伸溫度為75攝氏度,預拉伸倍率為1.10,一道拉伸倍率為3.20,二道拉伸倍率為1.15,製得多羥基聚酯短纖維,短纖維的纖度為1.0分特克斯,長度為38毫米。
纖維的表面接觸角為45°,回潮率2.2%,吸水率260%,纖維的電阻為10歐·厘米。

專利榮譽

2021年6月24日,《一種多羥基聚酯纖維的製備方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

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