[发明专利]一种功能聚酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚酯纤维技术领域，涉及一种功能聚酯纤维的制备方法，特别是涉及一种添加高含量无机功能粉体进行原位聚合，第一酯化酸过量且第二酯化阶段醇过量，再经圆形或异形喷丝板熔融纺丝成型功能聚酯纤维的制备方法。

背景技术

聚酯纤维自20世纪70年代大规模工业以来，其发展速度远远超过其它合成纤维。2012年我国聚酯纤维已占我国化纤总量的80%以上，占世界聚酯纤维的70%以上。聚酯纤维是目前合成纤维中应用最为广泛的品种，聚酯分子结构排列规整，结晶度高，这赋予了聚酯纤维良好的力学性能、抗皱性等。随着经济不断的发展，人们对服用领域的纤维不仅仅停留在满足基本穿着性能，对聚酯纤维的舒适性与健康时尚等方面提出了更高的要求。但聚酯分子结构特性也使其存在性能上的缺陷，聚酯纤维是一种典型的疏水性纤维，吸湿性差，在标准环境下回潮率仅为0.4%，易产生抗静电现象。同时随着人们生活水平的不断提高，聚酯纤维还希望被赋予具备良好的舒适保健功能如：抗紫外线、抗菌、具备远红外保健功能等。在聚酯中引入无机功能粉体是赋予聚酯这些功能的重要研究领域之一。利用无机粉体来改善聚酯纤维的性能包括了一下：

亲水性能，聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，在标准环境下（20℃，相对湿度为65%），回潮率仅为0.4%，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，在相同的温湿度下回潮率达到7.5～8%，具有良好的吸湿性。利用原位聚合的方法，在聚合阶段添加无机吸湿性粉体可以增强其吸湿性，结合后道的碱减量处理可以在纤维表面形成微孔进一步强化吸湿性。

抗静电性能，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。可以在聚合中引入无机功能粉体，形成导电通路，使得纤维具备良好的抗静电性能。

抗紫外线性能，制备具有抗紫外线性能改性聚酯纤维一直是化纤领域研究重要的内容之一。通过在纤维表面涂覆含有无机功能粉体的整理剂可以使得纤维具有良好的抗紫外线功能。

在现有制备功能聚酯纤维方法体系中主要形成了两种方法：

一、利用在纤维或织物表面涂覆功能性涂覆剂，赋予纤维或织物抗菌性能或抗静电性能或远红外等性能，这类方法实施过程需要额外添加装置造成成本增加，同时纤维或织物的功能会随着使用过程洗涤次数的增加无机功能粉体会不断脱落，性能随之下降的问题。

二、利用功能无机粉体原位聚合的方法，在聚酯制备过程中添加功能无机粉体进行原位聚合，从而赋予聚酯功能特性。但是传统的聚酯制备中二元醇与二元酸的表观粘度较低，引入的功能无机粉体由于颗粒粒径小极易发生团聚问题，同时无机功能粉体的添加量必须严格控制在很小的范围内，否则对聚合过程与纺丝成型过程造成极为不利的影响，极小的无机功能粉体添加量并不能达到预期的功能效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能聚酯纤维的制备方法，特别是提供一种添加无机功能粉体进行原位聚合，第一酯化酸微过量且第二酯化醇过量的功能聚酯纤维的制备方法。由于二元醇和其它多羟基醇与酸反应的活性并不一致，本发明的一种功能聚酯纤维的制备方法，将第一酯化阶段酸过量，保证多元醇中参加酯化反应能力较低的醇充分反应，接入到聚酯分子链中，形成序列结构均匀分布的共聚酯。引入的多羟基官能团增加浆料的表观粘度，加入的功能无机粉体在多羟基官能团体系中分散均一，团聚现象明显降低，并且可以根据后道的应用需求提高功能无机粉体的添加量；第一酯化阶段过量的酸可以功能无机粒子进行离子化，从而更高效地发挥功能粉体抗菌或抗静电或远红外等作用；第一酯化阶段，微过量的羧基官能团可以与引入的改性单体进一步反应。在第二酯化阶段补充的二元醇可以对共聚酯的端羧基进行调控，所制备的功能聚酯端羧基含量维持正常的范围内。功能聚酯再经圆形或异形喷丝板熔融纺丝成型制备得到功能聚酯纤维。制备得到的功能聚酯纤维具有永久性的功能特点不会随着使用过程而发生减弱的情况。

本发明的一种功能聚酯纤维的制备方法，依次包括第一酯化反应、第二酯化反应、缩聚反应及经熔融纺丝成型，具体步骤为：

（1）第一酯化反应：

将二元醇和多羟基醇按照摩尔比98～99.5:0.5～2配置成混合多元醇；

按照二元酸羧基官能团与所述混合多元醇的羟基官能团摩尔比1.02～1.10:1添加二元酸；

功能无机粉体添加量为二元酸质量的0.5%～5%；