[发明专利]一种涤纶纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种涤纶纤维及其制备方法，在钛系催化剂条件下生产聚酯后添加超支化聚酯进行熔融纺丝得到涤纶纤维。本发明加入超支化聚酯后，由于超支化聚酯分子具有大量端羟基基团，使得催化剂金属原子与聚酯PET大分子链中酯羰基上氧配位的同时也与超支化聚酯端基中的酯羰基氧进行配位，即加入本发明所述超支化聚酯以后抑制了钛催化剂的活性，使得后加工纺丝过程聚酯的热降解程度大幅减小，解决了钛系聚酯后加工过程因热降解大而引起的粘度降大、小分子析出多、前纺可纺性差等问题。同时加上超支化聚酯通过与催化剂金属原子配位对主链大分子的牵制作用，及超支化聚酯网状结构对PET聚酯大分子链的阻碍作用，导致所得纤维的无定形区增加，碱减量处理时，减量率提高，降低生产能耗。

技术领域

本发明涉及一种纤维，具体涉及一种涤纶纤维及其制备方法。

背景技术

涤纶纤维是以PET聚酯经纺丝和后处理制成的纤维，PET聚酯目前主要采用直接酯化法进行合成，直接酯化法是以对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，直接酯化脱水生成对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)，BHET再缩聚脱EG生成PET或与端羧基发生脱水反应生成PET。

不同催化剂催化缩聚及降解的反应速度常数不同，钛化合物催化正反应速度快的同时，催化降解的速度也快。之所以对缩聚反应具有较高的催化活性，主要是由于钛与BHET酯羰基氧的配位能力较强，因而表现出非常高的活性。钛化合物同样因为对酯羰基氧的配位能力较强而使热降解反应容易进行。目前钛系聚酯熔融后进行长丝、短纤、薄膜等产品的制备过程，由于其热稳定性差，生产加工时一直存在熔体粘度降大、小分子析出多、前纺可纺性差，具体表现为前纺纺丝时不定期浆块多，导致定期修板频率升高，不定期增多，严重时因浆块问题引起缠辊等问题。目前行业内为了解决此问题一般添加热稳定剂的方式加以改善，但效果不是很理想。

此外，传统涤纶织物的吸湿性和服用性能较差，不论是普通涤纶还是超细涤纶织物，凡是加工涤纶仿真丝织物都要进行碱减量处理，使织物达到仿真丝的手感，满足服用性能等各项指标的要求。碱减量工艺是指在高温和较浓的烧碱溶液中处理涤纶织物，处理后，纤维变细，吸湿回潮率提高，强度下降。

碱减量处理给涤纶织物带来众多优点，但碱减量工序排放的废水COD浓度可高达90000mg/L，pH值高达13以上，废水中含有大量的TA(对苯二甲酸)或其钠盐和少量以不同聚合度存在的聚合物。碱减量废水经过酸析等处理过程可以回收大部分TA，但仍然含有TA和高分子有机物，属于高浓度难降解有机废水，与印染废水混合后形成的碱减量印染废水成分复杂、COD浓度高、pH值高、可生化性差。

目前，常规涤纶织物的碱减量加工主要有两种：一是高温高压工艺，加工温度一般大于100℃，对设备的要求较高；另一种是常压工艺，加工温度一般也要大于95℃，且对碱液浓度和促进剂的用量要求较高。可以看出，目前的碱减量加工方法，一方面能耗高，另一方面加工过程产生的废水污染严重。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种涤纶纤维及其制备方法，利用钛系催化剂和超支化聚酯的共同作用，使所得钛系聚酯后加工过程的热降解问题得到大幅改善，且所得纤维的减量率得到提高，可弱化碱减量工艺，节能降耗，同时降低碱减量废水对环境的污染程度，且本发明所述聚酯使用环境友好型钛系聚酯，消除了重金属催化剂对环境及人体的危害。

技术方案：一种涤纶纤维，在钛系催化剂条件下生产聚酯后添加超支化聚酯进行熔融纺丝得到。

一种涤纶纤维的制备方法，以二元酸和二元醇为主要原料，并添加钛系催化剂，采用直接酯化法生产原料聚酯，得到原料聚酯后混合超支化聚酯进行熔融纺丝。

进一步，所述钛系催化剂为STiC-01。

进一步，所述钛系催化剂的添加量相对于原料聚酯质量的占比为5-10mg/kg。

进一步，所述钛系催化剂在酯化前或酯化后添加。