[发明专利]一种聚酯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸湿性优异且纤度波动小的聚酯纤维，其该纤维的制备方法。

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。

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。

另外，也有使用高分子量的聚醚化合物来提高吸湿性的，但是高分子量的聚醚化合物与聚酯基体不完全进行共聚，大部分以分离相的状态存在于聚酯中，这样会导致聚合物熔融滞留时粗大化形成不稳定的相分离结构，聚合反应终了后吐出以及纺丝时口金部吐出不稳定，导致最终纤维的纤度斑、染斑大，以及毛羽的产生。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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸湿性优异，且纤度波动小的聚酯纤维及其制备方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种聚酯纤维，由单体二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元醇、含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物、聚醚类化合物反应得到的聚合物纺丝而成，含金属磺酸盐的间苯二甲酸及其衍生物形成的结构单元含量以硫元素计相对于聚酯纤维为0.5wt%～3wt%；聚醚类化合物为数均分子量8000~20000g/mol的高分子量聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的至少一种，其含量为聚酯纤维的11wt%~20wt%；该纤维的条干不匀率U%为0.1~1.5%。

该纤维中抗氧化剂的含量优选0.07wt%~1.2wt%。

该纤维具有海岛型的相分离结构，纤维横截断面上岛成分聚醚类化合物的最大直径不超过40nm。

聚酯纤维中聚醚化合物的重复结构单元摩尔数E1、含磺酸基团的间苯二甲酸或其衍生物结构单元的摩尔数S1满足如式1所示的关系，

1.0≤E1/S1≤30.0式1。

所述聚醚类化合物为聚乙二醇，含磺酸钠基团的间苯二甲酸及其衍生物为间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠。

聚酯纤维的吸湿率?MR在2.5%以上。

一种聚酯纤维的制备方法，包括如下步骤：

（1）将单体二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元醇进行酯化反应；

（2）在步骤（1）的反应产物中加入以硫元素计相对于最终聚酯总量的0.5wt%~3wt%的含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物，相对于聚酯总量为11wt%~20wt%的聚醚类化合物，以及抗氧化剂进行缩聚反应；

（3）缩聚反应终了后再添加抗氧化剂，得到阳离子可染聚酯；

（4）将步骤（3）得到的聚酯通过熔融纺丝制得聚酯纤维。

所述步骤（2）中抗氧化剂的添加量相对于聚酯纤维优选0.05~0.5wt%，所述步骤（2）中抗氧化剂的添加量相对于聚酯纤维优选0.05wt%~1.0wt%，更优选0.3~1.0wt%。