[发明专利]改性聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性聚酯及其制备方法，将对苯二甲酸、乙二醇和带支链的二元醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应得到改性聚酯，其中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。最终制得的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，改性聚酯中环状低聚物的含量≤0.6wt％。本发明方法能够显著降低聚酯中环状低聚物的含量且不会对聚酯本身的性能产生影响，制得的改性聚酯分子量高且分布窄，具有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于聚合物改性领域，涉及一种改性聚酯及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种性能优良的聚合物，PET因其具有模量高、强度高、保形性好和阻隔性能好等优点，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。

随着聚酯纤维产量的日益增长，对聚酯质量要求也日益提高，因此由环状低聚物引起的聚酯后加工的问题逐渐引起人们关注，特别是随着细旦聚酯纤维的快速发展，市场对聚酯纤维的染色提出了更高的要求。为了减少聚酯缩聚反应过程中的环状低聚物的产生，国内外研究者进行了大量的研究。现阶段减少聚酯中的环状低聚物的主要方法有：(1)加入五价磷化合物或醚化合物，使其与聚酯合成过程中的金属催化剂相结合，或者增加热稳定剂的量，从而对聚酯产生稳定作用，因而可以在高温熔融下抑制环状三聚物的产生；(2)减少聚酯熔体在高温下的停留时间。但上述方法会造成聚酯分子量降低和分布加宽，影响最终制得的纤维的品质，同时对环状三聚物低聚物的减少作用并不明显。

因此，研究一种能够显著降低聚酯中环状低聚物的含量且不会对聚酯本身的性能产生影响的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术不能显著降低聚酯中环状低聚物的含量且会对聚酯本身的性能产生不良影响的问题，提供一种能够显著降低聚酯中环状低聚物的含量且不会对聚酯本身的性能产生影响的方法，主要是通过在聚酯原料中增加具有特定结构的带支链的二元醇实现的。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

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，碳原子个数限定的目的：由于二元醇中引入支链结构和长链结构，会使烷氧基部分的电负性减弱，支链结构的碳原子个数过小，对烷氧基部分的电负性影响小，对减少环状低聚物的产生意义不大；支链结构的碳原子个数过大，会产生分子间的缠结，对分子量的分布产生影响。

作为优选的技术方案：