[发明专利]一步纺弹力复合丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种一步纺弹力复合丝及其制备方法，先将对苯二甲酸、1,4‑丁二醇、带三甲硅基侧基的二元醇和掺杂改性的Bi₂O₃粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应制得粘度较低的聚酯，粘度较低的改性聚酯固相增粘制得粘度较高的改性聚酯，然后采用并列复合纺丝法将两种粘度不同的改性聚酯经计量、同一喷丝孔挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得一步纺弹力复合丝。最终制得的产品在100℃的温度条件下的上染率为87.3～92.2％，在温度为25℃且相对湿度为65％的条件下放置60个月后，其特性粘度下降15～22％。本发明的制备方法，工艺简单，成本低廉；制得的产品，染色性能优良，自然降解速率快，应用前景好。

技术领域

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种一步纺弹力复合丝及其制备方法。

背景技术

随着消费水平的不断提高，人们对服用舒适性能的要求越来越高，舒适性已经成为当今纺织品加工的主流方向。弹性是评价服装舒适性中的一个重要指标，这要求服装能随着人体的运动自如的伸缩以适应皮肤的延伸性。目前无论是时装加工，还是运动装、休闲装加工，弹性纤维已经成为不可或缺的加工原料之一。

PBT纤维不仅具有聚酯纤维共有的形状外，由于PBT大分子基本链节上的柔性部分较长，其结晶度、熔点和玻璃化温度相比于PET纤维更低，同时由于PBT纤维应变过程中产生的特殊的α＝β晶型的可逆转变，PBT纤维还具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性。由其制得的织物手感柔软且吸湿性能及染色性能(色泽度好、色牢度高)优良，可使用普通分散染料无需载体进行常压沸染。PBT纤维是一种优秀的织物面料用丝，特别适用于作为游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、滑雪裤、长筒袜和医疗上应用的绷带的用丝。

一步纺弹力复合丝是一种由两种粘度不同的改性PBT聚酯FDY丝复合而成的复合丝。由于两种丝中聚酯粘度不同，导致其取向结晶能力和热力学性能的不同，两种丝的收缩性能不同。而弹力复合丝内部的两组分平行排列，在经热处理或牵伸作用后纤维在内应力作用下会形成类似羊毛细而密的卷曲形态，从而获得良好的弹性和蓬松性，这就是纤维所谓的“自卷曲效应”，这使得复合丝永久卷曲成为了可能。同时复合丝中的两种丝的相容性好，其制得的复合丝充分发挥了PBT纤维的优良特性，不仅柔软性好，而且弹性相比于普通PBT纤维更好。

但由于PBT属于疏水性纤维，其分子上不含有亲水性基团，其分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能和染料发生结合的活性基团，PBT纤维的染色性能不佳。此外，PBT纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象，其分子排列相当紧密，这进一步增大了PBT纤维的上染难度。目前常规PBT纤维一般选用分散染料在高温(130℃)高压下进行染色，只有在高温高压下进行染色才能保证纤维的上染率，而高温高压对设备的要求较高，能耗较大，同时由于上染难度大，其染色所需时间较长，导致该工艺的成本较高，一定程度上限制了多彩PBT纤维的应用。

同时，随着PBT产业的快速发展，虽然PBT不会直接对环境造成危害，但由于其使用后的废品数目巨大且对大气和微生物试剂的抵抗性很强，其制得纤维废弃不易处理，会给环境间接造成危害。目前PBT纤维废弃物的处理方法主要有：填埋、焚烧及回收利用。从环境角度而言，填埋和焚烧虽然是最简单的方法，却有许多缺陷，对环境亦会造成一定的污染。化学降解回收是处理PBT废弃物有效而科学的途径，主要方法包括醇解、氨解等，化学降解的产物如醇、酸、酯等还可以作为化学原料重新利用。但由于PBT结构致密、结晶度高，自然降解时间很长(常规PBT纤维的降解周期可达16～48年)，这大大限制了化学降解回收在PBT废弃物处理领域的应用。

因此，开发一种染色性能优良、对染色设备要求低、染色成本低廉且能够高效率降解回收处理的一步纺弹力复合丝极具现实意义。

发明内容