[发明专利]一种高上染率聚酯纤维POY丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属改性纤维技术领域，涉及一种高上染率聚酯纤维POY丝及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来，因其优异的性能而得到了迅猛地发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定型优异，耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性等一系列优良性能，且织物具有抗皱、挺括性好等优点，所以，聚酯纤维广泛应用于服装、家纺等领域。

PET属于对称性的直链大分子，分子链不含有侧链基团，规整性非常好，它的主链含有刚性的苯环和柔性的烃基，而直接与苯环相连接的酯基与苯环又构成了刚性的共轭体系，从而制约了其柔性链段的自由旋转。这种结构对玻璃化转变温度的影响是明显的，增加了分子链段运动的壁垄，PET的玻璃化转变温度较高，需要在很高的温度下染色，促进染料分子向纤维内部的扩散。另外，PET的分子链规整，结晶性好，分子链排列紧密，并且分子链上没有与染料分子发生作用的极性基团，使聚酯纤维的上色更加困难。

为解决PET纤维染色困难的问题，现采用技术或方法主要是通过引入染料分子接受基或增加聚酯无定型区域量的方法，虽然可以提高聚酯的染色性能，破坏了PET的链段规整性，以降低聚酯纤维的性能来获得染色性能的提高。

在不破坏聚酯纤维结晶性和整列度的情况下，目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。载体染色是利用载体助剂对涤纶的增塑膨化性能，使分散染料能在常压100℃以下的条件上染涤纶的一种染色方法，载体是能显著提高分散染料上染涤纶速率的一类化学助剂。但目前载体染色，所使用的载体大多是或者有一定毒性或者有一定味道，存在环境污染问题，并且残留载体不易洗净，影响染色牢度，工业上大多不再采用了。高温热熔染色法是于185-215℃干热条件使染料在纤维上发生固着的连续轧染的染色方法，但染色时由于织物受张力较大，染色织物手感及色泽鲜艳度匀受到影响，工业上只有某些特殊品种采用。高温高压染色法是在120-130℃，3个大气压条件下使染料在纤维上发生固着的连续轧染的染色方法，由于涤纶纤维的特殊性，只有高温高压下才能保证纤维的具有一定量的上染率。但高温高压法所带来的能耗以及上染率低是现在面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高上染率聚酯纤维POY丝及其制备方法，本发明利用氨基脂肪酸乙二醇酯在一定温度条件时，自由体积的增加幅度远远大于聚酯大分子链的特性，通过提高分散染料微小颗粒进入聚酯内部的程度，来提高聚酯的染色性能；同时由于氨基脂肪酸乙二醇酯分子中在首位氨基的存在，增加其与聚酯大分子链之间的氢键作用，增加了它与聚酯的相容性以及在聚酯中的分散，最大限度地减少了迁移。同时对聚酯结构规整性、结晶性没有破坏，保持了聚酯的优良性能。

本发明的一种高上染率聚酯纤维POY丝，材料为改性聚酯，所述高上染率聚酯纤维POY丝在温度为90～130℃条件下，纤维内部分子链间的自由体积空间增大20～30v/v％；所述高上染率聚酯纤维POY丝的断裂强度≥2.6cN/dtex，断裂伸长率为100.0±10.0％；所述改性聚酯是由聚酯与氨基脂肪酸乙二醇酯构成，所述氨基脂肪酸乙二醇酯分散在所述聚酯的分子链间，且所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链间有氢键作用，使所述氨基脂肪酸乙二醇酯与所述聚酯的分子链的相对位置固定；所

所述氨基脂肪酸乙二醇酯的分子结构为：

H₂N(CH₂)_nCOOCH₂CH₂OOC(CH₂)_nNH₂；

其中，n＝10-50。

作为优选的技术方案：

所述的一种高上染率聚酯纤维POY丝，所述高上染率聚酯纤维POY丝的线密度偏差率≤0.2％，断裂强度CV值≤3.0％，断裂伸长CV值≤6.0％。

所述的一种高上染率聚酯纤维POY丝，所述氨基脂肪酸乙二醇酯占所述高上染率聚酯纤维POY丝的重量百分比为0.5～2.5％。

本发明还提供了一种高上染率聚酯纤维POY丝的制备方法，将改性聚酯经计量、挤出、冷却、上油和卷绕，制得高上染率聚酯纤维POY丝；

所述挤出的温度为280～290℃；

所述冷却的风温为20～25℃；

所述卷绕的速度为2500～3000m/min；

单丝纤度为0.3～2.0dtex

所述改性聚酯的制备步骤包括：