[发明专利]一种多羟基柔性聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属聚酯技术领域，涉及一种多羟基柔性聚酯的制备方法，特别是涉及一种一酯化酸过量且二酯化阶段醇微过量的多羟基柔性聚酯的制备方法。

背景技术

聚酯纤维是目前合成纤维中应用最为广泛的品种，但是由于聚酯本身的分子结构排列规整，结晶度高、模量大，作为服用领域纤维存在手感发硬的问题，影响了其舒适性；同时聚酯分子缺乏极性亲水性官能团，纤维的吸湿性很差，在标准环境下纤维的回潮率仅为0.4%，而天然纤维棉回潮率达到了7.5%。聚酯纤维的手感发硬与吸湿性差在很多场合制约了聚酯技术的进一步发展。

比如：

常规聚酯分子链中苯环构成了刚性骨架，缺乏柔性大分子，导致了聚酯纤维手感发硬，在服用纤维领域，严重影响了其舒适性。

聚酯纤维分子链中缺乏极性官能团，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。

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。

常规聚酯纤维分子链排列规整，结晶度高，缺乏极性官能团，染料分子很难进入晶区，纤维的染色需要在高温高压条件下进行，染色性能主要受非晶区进行调控。

聚酯的苯环刚性骨架造成纤维在服用、家纺领域中存在手感发硬，柔软性不如天然纤维，对舒适性产生了严重的影响。由于聚酯分子链排列规整，缺乏必要的极性官能团如羟基与柔性大分子，导致了其吸湿性差，易产生闷热感、易产生静电现象，积聚灰尘；染色需要在高温高压下进行，消耗大量的能耗。聚酯进一步发展必须克服以上性能上的缺点，为此主要形成了三个方面的技术手段：（1）利用表面整理剂进行涂覆（2）共混纺丝成型（3）共聚合改性。

在现有共聚技术中，提高聚酯纤维柔软性与吸湿性通常都是在聚合中引入多元醇与聚乙二醇类大分子。先经过酯化再经缩聚得到聚酯，其中体系始终是醇过量，保证体系中二元酸充分反应。但是所引入的多组分醇参加酯化活性不一致，大多数醇与二元酸参加反应的能力不如二元醇，体系中二元醇过量，酸反应结束后，体系中存在着未完全反应的多元醇，不仅没有大幅增加聚酯的羟基数量，而且这些没有反应的多元醇对共聚酯纺丝成型造成严重的不利影响，同时还造成了原料的浪费。为了改善聚酯纤维的柔软性能，现有技术在酯化阶段结束时添加聚乙二醇，利用聚乙二醇与聚酯酯交换反应制备嵌段共聚物，进而改善聚酯纤维的柔软性。但是在酯化阶段添加的聚乙二醇由于相对分子量大，参加酯交换反应活性低，反应结束后尚有部分未反应的聚乙二醇，不仅造成了原料的浪费，同时游离的聚乙二醇大分子抽真空易发生管道堵塞，不均匀分布在聚酯中对后道纺丝成型产生严重影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种多羟基柔性聚酯的制备方法，特别是提供一种一酯化酸过量且二酯化醇过量的多羟基柔性聚酯的制备方法。由于二元醇和其它多元醇与酸反应的活性并不一致，本发明的一种多羟基柔性聚酯的制备方法，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与聚乙二醇充分反应，接入到聚酯分子链中，形成序列结构均匀分布的共聚酯；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，使共聚酯的端羧基含量控制在稳定的范围内，不会对后道的纺丝成型造成负面影响。

本发明的一种多羟基柔性聚酯的制备方法，依次包括第一酯化反应、第二酯化反应和缩聚反应，具体步骤为：

（1）第一酯化反应：

将二元醇、多羟基醇与聚乙二醇按照摩尔比90～95.5:0.5～1:3.5～9.5配置成混合多元醇；

二元醇含量占多元醇总物质量的90%以上，保证制备出的产物中聚酯成分占到主要部分，保留聚酯本身优异的力学性能、稳定性能。将二元醇、多羟基醇与聚乙二醇酯化前进行混合，可以保证多元醇中高粘度醇成分在二元醇中均匀分散。

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

传统多元醇聚酯的制备都是以醇过量，保证酸充分反应。但是由于二元醇和其它多元醇与酸反应的活性并不一致，大多数醇与二元酸参加反应的能力不如二元醇，体系中二元醇过量，酸反应结束后，体系中存在着未完全反应的多元醇。本发明在第一酯化反应阶段，利用二元酸羧基官能团微过量，保证活性不一致的混合多元醇都能充分反应。

将所述混合多元醇与所述二元酸加入酯化反应釜进行第一酯化反应，所述第一酯化反应的压力为0.01～0.5MPa，反应的温度为230～260℃，反应的时间为0.5～3h；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90～95%，完成第一酯化反应；