[发明专利]一种高粘度聚酯纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种高粘度聚酯纤维及其制备方法和应用；所述高粘度聚酯纤维的制备原料按照重量份特定份数的聚酯树脂和聚碳化二亚胺；通过添加具有特定结构的高活性聚碳化二亚胺和聚酯树脂进行反应，使得所述聚酯树脂中的分子链重新连接起来，提高了其分子量，纺丝后得到了一种高粘度的聚酯纤维；所述聚碳化二亚胺还能够有效抑制聚酯树脂的水解，进而得到了一种兼具高粘度和耐水解性能的聚酯纤维，延长了聚酯纤维的使用寿命，满足工业要求；同现有技术相比，具有工序简单，生产成本低的优点，更适合大批量工业化生产和使用。

技术领域

本发明属于聚合物纤维技术领域，具体涉及一种高粘度聚酯纤维及其制备方法和应用。

背景技术

聚酯材料是一种由羧酸和醇缩合聚合得到高分子聚合物，包括芳香族聚酯和脂肪族聚酯材料。芳香族聚酯主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸己二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等。聚酯材料具有优良的成纤性，耐磨性和力学强度，广泛应用于纤维、包装、工程塑料等领域应用。

芳香族聚酯材料在包装领域占有很高的比重，特别是瓶片级PET作为饮料包装材料应用广泛。PET在包装材料领域主要作为一次性制品被消费，使用完会被消费者所抛弃，大量被废弃的PET材料造成严重的资源浪费，并且PET包装瓶进入到自然环境中，由于其在自然环境性很难降解，会造成白色污染的问题。PET包装瓶的回收成为一个重要的议题。由于PET包装瓶在使用和废弃过程中，会受到热、光、氧、水和机械作用，产生降解反应，导致分子量降低，力学性能下降，达不到再次使用的标准，因此回收的PET包装瓶再次进行增粘，提高分子量和力学性能，显得尤为重要。

脂肪族或部分芳香族聚酯，通常作为生物降解材料使用。该类聚酯材料能够在堆肥条件下完全转化为二氧化碳和水，是解决白色污染问题的有效替代材料。此类聚酯通常具有较差的热稳定性、水解稳定性、光稳定性等。容易发生降解反应导致分子量降低，同时，采用缩合聚合得到的脂肪族聚酯材料有时难以得到很高的分子量，而高分子量往往是高熔体强度的保障。因此，在挤出、吹塑等需要高熔体强度的应用领域，较低的分子量会对该类聚酯材料的应用造成一定的限制。碳化二亚胺类助剂，是指分子结构中含有-N＝C＝N-基团的一类化合物，分为单体型碳化二亚胺和聚合型碳化二亚胺两类，通常作为聚酯材料的抗水解剂而为人们所熟知。碳化二亚胺中的-N＝C＝N-基团能够与聚酯材料的羧基进行化学反应，生成稳定的酰脲类物质，使得聚酯材料由羧基导致的自催化水解速率大幅降低，从而有效抑制聚酯材料的水解，大幅提高使用寿命。关于这种碳化二亚胺类物质在PET抗水解方面的应用也有很多的研究和报道。CN104045980A公开了一种抗水解PET色母粒，由PET、抗水解剂、色粉和辅助助剂组成，其特征在于各组分重量百分比为：PET 80-96％、抗水解剂2-4％、色粉0-5％、辅助助剂1-3％，该明提供的抗水解PET色母粒具有抗水解效果好、加工时无烟雾、有效成份挥发损失少、透明性佳等优点，且制备方法简单实用，可广泛应用于高速造纸机等工业用网方面以及高性能聚酯薄膜。CN103897356A公开了一种耐水解耐高温的热塑性聚酯弹性体组合物，包括：100重量份的聚酯弹性体；0.01～10重量份的聚碳化二亚胺；0.01～0.5重量份的酚类热稳定剂；0.01～0.5重量份的硫代酯类热稳定剂；0.01～0.5重量份的芳香胺类热稳定剂。该发明提供的耐水解耐高温的热塑性聚酯弹性体组合物，在长时间湿热环境暴露时仍旧能充分地保持拉伸强度和断裂伸长率，该组合物于温度95℃的热水中浸渍90天耐水解性试验后，其拉伸强度保持在25Mpa以上，断裂伸长率保持在482％以上。CN106626640A公开了一种聚酯膜及其制备方法，制备方法包括以下步骤：将聚碳化二亚胺金属络合物和聚对苯二甲酸乙二醇酯混合挤出造粒，制成抗水解母粒；通过三层共挤的流延挤出铸片机制成三层复合结构的流延铸片，将混合后的所述抗水解母粒和聚对苯二甲酸乙二醇酯制成芯层，将混合后的所述抗水解母粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯和发泡母粒制成上下表层；将流延铸片拉伸后进行热定型制成聚酯膜；该发明得到的聚酯膜力学、电学性能良好，且耐水解性能优异。