[发明专利]一种碱溶性共聚酯及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱溶性共聚酯及其制备方法和用途

背景技术

碱溶性共聚酯是一种新型改性聚酯，可在一定的温度及一定的碱液中溶解，主要用作海岛复合纤维中的海成分，在海岛复合纤维的后续加工过程中使用碱液溶解掉海成分后可得到超细纤维。

现有技术中，制备碱溶性共聚酯通常由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯、乙二醇作为两个主要成分，用间苯二甲酸-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠作为第三组分、聚乙二醇（PEG）作为第四组分，采用直接酯化法或者酯交换法制得碱溶性共聚酯。少数情况下，反应体系中还加入间苯二甲酸、己二酸等其他组分。虽然加入间苯二甲酸-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠能赋予共聚酯碱溶性能，但由于在带有磺酸基团的间位苯环结构的空间位阻效应，增大了大分子的内旋转活化能，同时磺酸钠基团的极性增加了分子链缠结点，使大分子运动能力降低，限制了大分子链段的规则排列，使结晶性能降低，进而导致共聚酯熔体粘度急剧增加，对海岛复合纤维的制造和加工带来不良影响。因此，在现有技术中通过加入PEG或己二酸作为第四组分来提高大分子链的柔性、降低熔体粘度，提高水溶性聚酯的水溶性。但是加入过量PEG的话，在碱溶工艺中容易产生粘糊状不溶物，会限制聚酯的进一步溶解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱溶性好、异物少且耐热性好的共聚酯及其制备方法，该共聚酯可用于制备纤维。

本发明的技术解决方案：

一种碱溶性共聚酯，该共聚酯链段中含有如式1所示的结构单元A、式2所示的结构单元B、式3 所示的结构单元C、式4所示的结构单元D和式5所示的结构单元E，

             式1

                式2

            式3

—OCH₂CH₂O—         式4

  —OCH₂CH₂OCH₂CH₂O—     式5

其中，结构单元B占结构单元A、B和C总量的6～16mol%，结构单元C占结构单元A、B和C总量的0～20mol%，结构单元E占结构单元D和E总量的7～40mol%；该共聚酯的雾度为0.5～2%。

上述如式1所示的结构单元A和如式4所示的结构单元D为共聚酯分子链段中的主要结构单元，分别来自于对苯二甲酸或其衍生物和乙二醇。作为构成共聚酯的酸成分的结构单元A、B、C，和构成共聚酯的醇成分的结构单元D、E，两部分总量的摩尔比满足一般聚酯中的酸、醇摩尔比。

如式2所示的结构单元B中由于存在亲水性的磺酸基团，可以改善共聚酯的碱溶速度。共聚酯链段中结构单元B的总量占结构单元A、B和C总量的6～16mol%。当结构单元B的含量低于6mol%时，共聚酯的碱溶性得不到有效地提高；当结构单元B的含量高于16mol%时，虽然可以提高共聚酯的碱溶性能，但在聚合过程中共聚酯的增粘效果严重，熔体流动性差，影响共聚酯的纺丝及后续加工。从共聚酯的碱溶性及其纺丝加工性能等方面综合考虑，优选共聚酯链段中结构单元B占结构单元A、B和C总量的7～12mol%。

如式3所示的结构单元C是一种间位苯环结构，来自于间苯二甲酸或其衍生物，结构单元C的加入会破坏共聚酯的结构规整性，减弱分子间的作用力，使得水分子更容易进入共聚酯分子内部，加速共聚酯的溶胀，进一步提高其碱溶解速度。但如果共聚酯的分子链中结构单元C的含量过高，会降低共聚酯的热稳定性，影响共聚酯的纺丝及后加工性能。共聚酯链段中结构单元C的总量占结构单元A、B和C总量的0～20mol%，优选2～15mol%。