[发明专利]一种聚酯、其制备方法和聚酯纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸湿性聚酯，该聚酯的制备方法和吸湿性聚酯纤维。

背景技术

聚酯由于其优异的性能，在纤维、薄膜、塑料等领域有着广泛的应用。但是由于聚酯的结构规整，疏水性较强，与棉或麻等天然纤维相比，聚酯纤维的吸水性、吸湿性较差，大大限制了聚酯纤维在要求吸湿性环境下的应用。由聚酯纤维得到的纺织品制成贴身衣物时，由于聚酯纤维的吸湿性差，会给人带来闷热感，因此聚酯纤维特别不适合应用于夏装方面。

为了解决聚酯纤维吸水吸湿性差的问题，本领域技术人员尝试了很多方法。例如对纤维表面进行改性，主要是使纤维表面多孔质化后利用毛细管原理提高纤维的吸湿性。也可以使用放电处理、光接枝改性、低温等离子处理等方法实现纤维表面的改性。但是通过这些方法得到的纤维制成织物后，对于在出汗状态下减少蒸热感等方面没有很好的效果，更不会有棉、麻等天然纤维的清凉感。在这些方法之外，还有在纤维表面包裹亲水性膜的方法，但是这种方法往往存在纤维与膜之间亲和性差、水洗后耐久性不佳的缺点。

另外，也可以通过对聚酯纤维进行化学接枝的方法来提高纤维的吸湿性能。例如：对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维进行15%程度的丙烯酸及甲基丙烯酸的接枝共聚合后，进行钠离子交换的处理，可以得到与棉同等的吸湿率。可是这种纤维的吸湿速度很慢，而且聚酯纤维的基本性能有很大损失，基本上没有了应用价值，所以也一直没有工业化生产。

还有，使用聚酯与聚乙二醇（PEG）进行共聚的方法使聚酯自身吸湿性也是经常被考虑的方法。日本专利特开2007-70467中使用特殊的PEG与PET共聚来改善PET的吸湿性能。但是PEG的添加量过少的话，不能带来高的吸湿性，因此需要较高的添加量，其结果就是导致聚酯成纤后失去纤维的基本性能，而且耐热性能大大变差，使用价值变的很低。

在聚酯反应中加入含磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物也可以提高聚酯的吸湿性，但是添加量太低不能达到吸湿性要求，添加量太多由于磺酸钠基团的自聚会导致纤维纺丝滤压上升，纺丝组件寿命周期缩短，降低生产效率，并且由于刚性基团含磺酸钠基团的间苯二甲酸基团的增粘作用，将导致聚合物分子量降低，纤维物性下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸湿性聚酯、该聚酯的制备方法及由这种聚酯制成的吸湿性聚酯纤维。本发明提供的制备方法工艺简单、纺丝时滤压稳定、成本低，且所得到的吸湿性聚酯具有阳离子可染等优点。由该吸湿性聚酯得到的纤维制成织物后可广泛应用于内衣、运动衣等贴身衣物。

本发明的技术解决方案如下：

一种聚酯，主要由二元羧酸或其衍生物和脂肪族二元醇反应得到。所述聚酯中含有由含磺酸基团的间苯二甲酸或其衍生物形成的结构单元，其中含量以硫元素计占最终聚酯总量的0.5wt%～3wt%；所述聚酯中还含有聚醚类化合物，所述聚醚类化合物为两端封端的如式1所示聚乙二醇、如式2所示聚丙二醇、如式3所示聚丁二醇中的一种或几种，其含量相对于聚酯重量为4wt%～20wt%；其中聚丙二醇和聚丁二醇的结构分别如下式1和式2所示：

      式1

       式2，

        式3，

其中p、n、m分别为11～56的整数，R¹～R⁶各自分别为碳原子数1～6的烷基。

如上所述，含磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物是聚合单体之一。由于磺酸钠基团的存在，该单体可以提高最终聚酯纤维的吸湿性及染色性能。但是含磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物容易自聚，在后续的纺丝过程会导致滤压上升，缩短纺丝组件的使用寿命，降低生产效率。含磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物（下记SSIA）可以是间苯二甲酸-5-磺酸钠(SIPA)、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)或间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)，其添加量以硫元素计占最终聚酯总量的0.5wt%～3wt%。含磺酸钠基团的间苯二甲酸或其衍生物添加量以硫元素计低于0.5wt%的话，达不到所要求的吸湿性以及染色性效果；添加量高于3wt%的话，纺丝滤压上升的同时由于刚性基团含磺酸钠基团的间苯二甲酸基团的增粘作用，导致聚合物分子量降低，纤维物性下降。