[发明专利]一种低收缩型聚酯工业丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低收缩型聚酯工业丝及其制备方法，制备方法为：将改性聚酯经固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕，其中上油用的油剂中含有冠醚，且冠醚的含量为67.30～85.58wt％。本发明制备方法简单合理，最终制得低收缩型聚酯工业丝在190℃、15min和0.01cN/dtex条件下的干热收缩率为2.5～4.7％，材质为改性聚酯，改性聚酯的分子链包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和带支链的二元醇链段，带支链的二元醇的结构式如下：式中，R₁和R₂各自独立地选自碳原子数为1～3的直链亚烷基，R₃选自碳原子数为1～5的烷基，R₄选自碳原子数为2～5的烷基。

技术领域

本发明属于纤维制备领域，涉及一种低收缩型聚酯工业丝及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来，因其具有的优异的性能而得到迅猛地发展，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高、弹性模量高、回弹性适中、热定型性能优异、耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性好等一系列的优良性能，且由其制备的织物具有抗皱和挺括性好等优点，被广泛应用于纤维、瓶包装、薄膜和片材等领域，产量逐年递增，行业地位显著提升。

但在合成对苯二甲酸乙二酯的缩聚反应的过程中，特别是在生成线性高聚物时，由于高温氧化降解也伴生了线性和环状低聚物，环状低聚物是在缩聚阶段由于大分子链端回咬环化而形成的，环状低聚物中约70％以上是环状三聚物，环状三聚物具有易聚集、易结晶、化学和耐热稳定性高等特性，生成环状三聚物会对聚酯加工存在以下影响：(1)会造成纺丝组件的堵塞，影响熔体过滤器和组件的使用寿命；(2)在纤维热定型过程会析出，沉积在加热辊上，造成摩擦力增加以及加热不匀；(3)染色过程会以环状三聚物为中心，使染料聚集并粘附在纤维表面，纤维表面出现染料色点、斑渍和色花等现象，影响由其织造而成的织物的手感和色光，同时充满管道和阀门的环状低聚物会限制熔体的正常液流速度，导致纤维染色不匀，重现性差；(4)粘附在纤维表面，导致绕纱困难，出现断纱和粗细不均等现象，影响纤维的断裂强度及断裂伸长率等力学性能，严重影响产品质量。

由于大多数PET纤维的介电常数较小、回潮率较低且摩擦系数较高，纺丝过程中必须使用纺丝油剂。油剂的主要成分为表面活性剂，能在化学纤维表面形成定向吸附层，即油膜，一方面，油膜的亲水基团朝向空间，会吸附空气中的湿气，在纤维表面上形成连续的水膜，使带电离子在其上发生泳移，减少了纤维间因摩擦所产生的静电荷的积聚，从而降低了纤维的表面电阻，增加了纤维的导电性能，另一方面，油膜隔离纤维又可对纤维产生一定的亲和力，使其存在一定的集束性而不致于散乱，除此之外，油膜还赋予了纤维一定的平滑性，使纤维在摩擦过程中不受到损伤，并具有良好的手感，在纺丝时能顺利通过卷绕、拉伸、干燥等操作工序，消除了纺织加工过程中的静电作用，不致发生绕皮圈、罗拉、锡林等不良现象，减少了毛丝及断头的产生，保证纤维产品的质量。

由于纤维表面的油膜在高温、高速和一定压力下破裂后，会改变纤维的摩擦行为，致使摩擦力增大，导致纤维出现毛丝、断头等其它问题，油膜强度越高，越不易破裂，越有利于纤维的可纺性，当油剂均匀地吸附在纤维表面上时，表面形成分布较均匀的油膜，油膜在纤维受到拉伸后迅速而均匀延展，若油剂的粘度过高，不利于油剂的分散，形成均匀的油膜。而随着涤纶长丝的高速、超高速化及多功能型纤维的发展，开发一种耐热性能好、粘度低、油膜强度高、平滑性能好和抗静电性能强的油剂极具现实意义。

现阶段制备低收缩型聚酯工业丝面临的主要问题有二，一是油剂挥发较快且易在纤维表面发生粘结，使得制得的纤维不均率较高，性能较差；二是纤维中低聚物的挥发残留在喷丝板的表面，造成纤维毛丝，影响纤维的品质。

因此，如何提供一种纺丝均匀且低聚物含量少的低收缩型聚酯工业丝的制备方法成为当前亟待解决的问题。

发明内容