[发明专利]一种超高强型聚酯工业丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超高强型聚酯工业丝及其制备方法，将改性聚酯经固相缩聚增粘、熔融、计量、挤出、冷却、上油、拉伸、热定型和卷绕制得超高强型聚酯工业丝，其中超高强型聚酯工业丝的材质为改性聚酯，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，超高强型聚酯工业丝的断裂强度≥8.8cN/dtex。本发明方法简单合理，制得的工业丝具有超高的断裂强度，力学性能好。

技术领域

本发明属于纤维制备领域，涉及一种超高强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，所以，聚酯纤维备广泛地应用于服装和家纺等领域。

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。

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。

随着聚酯纤维产量的日益增长，人们对纤维的质量要求也日益提高，往往要求纤维具有优良的力学性能，例如用于制备汽车安全带、家用或服装等方面的纤维，往往需具有较高的断裂强度，但由于现有技术所制备的纤维中低聚物含量较高，使纤维的力学性能下降，导致纤维不均匀，且容易使纤维产生毛丝。

因此，制备一种力学性能好的高品质纤维成为当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的纤维力学性能不好且纤维品质不高的的问题，提供一种力学性能好的高品质超高强型聚酯工业丝及其制备方法。本发明改性聚酯中带支链的二元醇的引入，减少了聚酯副反应中产生的环状低聚物，纤维表面环状低聚物的减少，减少了纤维发生断丝和纤维粗细不均等现象，降低了环状低聚物对纤维的断裂强度及断裂伸长率等力学性能产生的影响，提高了纤维的品质。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超高强型聚酯工业丝，超高强型聚酯工业丝的材质为改性聚酯，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：