[发明专利]一种多羟基柔性聚酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚酯技术领域，涉及一种多羟基柔性聚酯纤维的制备方法，特别是涉及一种利用聚合手段从聚酯分子水平引入多羟基官能团与柔性链，再经异形喷丝板熔融纺丝成型制备多羟基柔性聚酯纤维的方法。

背景技术

2011年我国聚酯纤维产量2795万吨，占我国化纤产量的83%；占世界聚酯纤维产量的70%。虽然我国聚酯产能、产量位居世界第一，但我国聚酯纤维行业仍面临一些亟须解决的突出问题：产品结构不合理，同质化竞争激烈，行业利润率偏低。在这种情况下，开发生产高附加值的聚酯产品，节能降低成本是今后聚酯企业发展的主题。同时随着经济不断发展，人们对衣着舒适性提出了更高的要求，而科学技术的进步为改善纺织品的舒适性提供了可能。

聚酯纤维是目前合成纤维中应用最为广泛的品种，但是由于聚酯本身的分子结构排列规整，结晶度高、模量大，作为服用领域纤维存在手感发硬的问题，影响了其舒适性；同时聚酯分子缺乏极性亲水性官能团，纤维的吸湿性很差，在标准环境下纤维的回潮率仅为0.4%，而天然纤维棉回潮率达到了7.5%。，聚酯纤维的手感发硬与吸湿性差在很多场合制约了聚酯技术的进一步发展。如何制备出一种同时有吸湿性能、速干性能、柔软性能等于一体，同时保有聚酯纤维本身优异的力学性能的纤维时研究者一直努力追求的目标。

在影响聚酯纤维的舒适性因素中，吸湿性能是关键之一。聚酯纤维的吸湿性能包括了对气态水分的吸湿与液态水分的吸湿，其中气态水分的吸湿主要由纤维的化学结构决定，物理形态结构可以改善纤维的导湿性能但对气态吸湿性影响较小，气态吸湿性好的纤维还有具有良好的抗静电性能。因此改善聚酯纤维气态吸湿性不仅利于纺织加工，同时大大提高了纤维服用舒适性能。纤维液态吸湿性既受化学结构影响，同时也与纤维物理结构、形态结构有着重要的关系。

比如：

常规聚酯分子链中苯环构成了刚性骨架，缺乏柔性大分子，导致了聚酯纤维手感发硬，在服用纤维领域，严重影响了其舒适性。

聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，吸湿性差，作为服用领域穿着用，易产生闷热感。而天然纤维棉纤维分子链中含有大量的羟基官能团。

聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，易产生静电的聚集，造成了对灰尘的吸附作用，致使抗污能力下降。

常规聚酯纤维分子链排列规整，结晶度高，缺乏极性官能团，染料分子很难进入晶区，纤维的染色需要在高温高压条件下进行，染色性能主要受无定型区域的调控。

聚酯的苯环刚性骨架造成纤维在服用领域中存在手感发硬，柔软性不如天然纤维，对舒适性产生了严重的影响。由于聚酯分子链排列规整，缺乏必要的极性官能团如羟基与柔性大分子，导致了其吸湿性差，易产生闷热感、易产生静电现象，积聚灰尘；染色需要在高温高压下进行，消耗大量的能耗。聚酯进一步发展必须克服以上性能上的缺点，为此主要形成了三个方面的技术手段：

（1）利用表面整理剂进行涂覆：一般通过亲水性的整理剂对纤维或织物涂覆来改善其吸湿性与柔软性能，但是这种改性效果机理是借助涂覆整理剂的性质来赋予纤维或织物的亲水性与柔软性能，整理剂与纤维结合力较差，一般都是起到暂时的效果，随着使用次数与时间的增加，吸湿性效果下降明显。

（2）共混纺丝成型：利用与高吸湿性的母粒，共混纺丝来改善纤维的吸湿性与柔软性，对母粒的吸湿性与稳定性提出了更高的要求，共混物随着母粒的质量分数的增加会出现相分离现象，对纺丝工艺提出苛刻额要求。同时母粒添加方式对生产设备提出新的要求，需要额外购置新的装置，大大增加了成本。

（3）共聚合改性：可以赋予纤维的永久吸湿性与柔软性能，在现有共聚技术中，提高聚酯纤维柔软性与吸湿性通常都是在聚合中引入多元醇与聚乙二醇类大分子。先经过酯化再经缩聚得到聚酯，其中体系始终是醇过量，保证体系中二元酸充分反应。

但是所引入的多组分醇参加酯化活性不一致，大多数醇与二元酸参加反应的能力不如二元醇，体系中二元醇过量，酸反应结束后，体系中存在着未完全反应的多元醇，不仅没有大幅增加聚酯的羟基数量，而且这些没有反应的多元醇对共聚酯纺丝成型造成严重的不利影响，同时还造成了原料的浪费。

为了改善聚酯纤维的柔软性能，现有技术在酯化阶段结束时添加聚乙二醇，利用聚乙二醇与聚酯酯交换反应制备嵌段共聚物，进而改善聚酯纤维的柔软性。但是在酯化阶段添加的聚乙二醇由于相对分子量大，参加酯交换反应活性低，反应结束后尚有部分未反应的聚乙二醇，不仅造成了原料的浪费，同时游离的聚乙二醇大分子抽真空易发生管道堵塞，不均匀分布在聚酯中对后道纺丝成型产生严重影响。

发明内容