專利名稱：改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酯纖維及其制備方法，特別是涉及一種可以在常溫常壓下用陽離子染色的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸丙二醇酯即PTT(以下簡稱PTT)，PTT分子結(jié)構(gòu)中的三個亞甲基的奇碳效應(yīng)使得PTT纖維的回彈性和柔軟性都優(yōu)于晴綸纖維，并具有天然的抗靜電性能。PTT纖維制成的織物手感特別柔軟而且有回彈性，親膚性能極好。因此，PTT纖維被寄予劃時代纖維的期待。作為最適合衣料的纖維，PTT纖維還被廣泛應(yīng)用于地毯、無紡布等方面。然而PTT纖維不能采用環(huán)保效果好，染色色澤鮮艷的陽離子染料染色，只能采用分散染料染色。用分散染料染色成本高，環(huán)保效果差。色澤也沒有陽離子染料染色的晴綸纖維鮮艷亮麗。如果要將其染成較深的色澤還必須在壓力染缸中壓染。因此，PTT纖維及其織物由于受到染色的局限性，嚴(yán)重地制約著該產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一目的是提供一種可以在常溫常壓下用陽離子染色的改性PTT纖維；第二目的是提供一種改性PTT纖維的制備方法。
為達(dá)到上述第一目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維，所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的結(jié)構(gòu)式如下式(I)
其中，n＝100～150；x＝25～100；y＝1～4。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案是所述改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的結(jié)構(gòu)式(I)中，x＝25～35；y＝1。
為達(dá)到上述第二目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉為改性劑，經(jīng)過熔融共聚方法嵌入到聚對苯二甲酸丙二醇酯中，形成能夠?qū)﹃栯x子染料有吸附作用的磺酸基團(tuán)作為染座。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、本發(fā)明所述的改性PTT的制備方法是采用在市面上購買的PTT產(chǎn)品，在熔融共聚過程中加入改性劑山東海化天合有機(jī)化工的間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行共聚，制得改性PTT纖維產(chǎn)品。本發(fā)明也可以采用廈門翔鷺石化的聚酯中間體精對苯二甲酸(PTA)和安徽漬溪立興化工的1，3丙二醇為原料，在酯化反應(yīng)后，在復(fù)聚過程中加入改性劑山東?；旌嫌袡C(jī)化工的間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合，制得改性PTT纖維產(chǎn)品。
前一種方式具體采用以下步驟(1)在聚對苯二甲酸丙二醇酯中加入間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉投入真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)加溫干燥，并混合均勻，干燥溫度120～180℃，干燥后的物料含水率符合紡絲要求；(2)將已經(jīng)均勻混合的、符合紡絲要求的物料放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～330℃，使聚對苯二甲酸丙二醇酯與間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)入紡絲箱體，即可制得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；(3)將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維產(chǎn)品。
后一種方式具體采用以下步驟(1)以聚酯中間體精對苯二甲酸和1，3丙二醇為原料，通過酯化反應(yīng)后，在共聚過程中加入改性劑間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成具有磺酸基團(tuán)的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯切片；(2)將切片放入經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～330℃，然后進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；(3)將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維產(chǎn)品。
本發(fā)明工作原理是以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉為改性劑，經(jīng)過熔融共聚方法嵌入到PTT中，形成能夠?qū)﹃栯x子染料有吸附作用的磺酸基團(tuán)作為染座，使得PTT纖維能夠采用陽離子染料進(jìn)行染色。
間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉是最好的陽離子染色改性劑，將其以熔融共聚方法嵌入到PTT中，即保持了PTT原有的優(yōu)良性能，又改善了它的染色性。改性后的PTT纖維及其織物能夠采用陽離子在常溫常壓下進(jìn)行染色而獲得色澤鮮艷的PTT纖維制品，進(jìn)而使得PTT纖維的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果1、本發(fā)明保持了原有PTT纖維的柔軟性、回彈性、抗污性和天然的抗靜電性。
2、本發(fā)明可以在常溫常壓下采用陽離子染料進(jìn)行染色，解決了用分散染料染色PTT纖維色澤不鮮艷、不易上色的問題。
3、本發(fā)明用陽離子染料進(jìn)行染色更加環(huán)保、色澤更加鮮艷、色牢度高。
4、本發(fā)明可以在常溫常壓下就能進(jìn)行陽離子染色和印花，改變了以往要用壓力染缸進(jìn)行壓染的方式，使得PTT纖維的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例一首先，將PTT中加入間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉投入真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)加溫干燥，并混合均勻，干燥溫度120℃，干燥后的物料含水率符合紡絲要求(0.004％左右)。
其次，將已經(jīng)均勻混合的、符合紡絲要求的物料放入經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～298℃，使PTT與間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維。
最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(II)
實施例二首先，將PTT切片中加入間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉投入真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)加溫干燥，并混合均勻，干燥溫度140℃，干燥后的物料含水率符合紡絲要求(0.003％左右)。
其次，將已經(jīng)均勻混合的、符合紡絲要求的物料放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度276～320℃，使PTT與間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維。
最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(III) 實施例三首先，將PTT切片中加入間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉投入真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)加溫干燥，并混合均勻，干燥溫度180℃，干燥后的物料含水率符合紡絲要求(0.005％左右)。
其次，將已經(jīng)均勻混合的、符合紡絲要求的物料放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度284～330℃，使PTT與間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維。
最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(IV) 實施例四首先，以PTA和1，3丙二醇為原料，通過酯化反應(yīng)后，在復(fù)聚過程中加入改性劑間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成具有磺酸基團(tuán)的改性PTT切片；其次，將切片放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～298℃，然后進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(V)
實施例五首先，以PTA和1，3丙二醇為原料，通過酯化反應(yīng)后，在復(fù)聚過程中加入改性劑間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成具有磺酸基團(tuán)的改性PTT切片；其次，將切片放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度276～320℃，然后進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(VI) 實施例六首先，以PTA和1，3丙二醇為原料，通過酯化反應(yīng)后，在復(fù)聚過程中加入改性劑間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成具有磺酸基團(tuán)的改性PTT切片；其次，將切片放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度284～330℃，然后進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；最后，將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性PTT纖維產(chǎn)品。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)式如下式(VII) 上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維，其特征在于所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的結(jié)構(gòu)式如下式(I) 其中，n＝100～150；x＝25～100；y＝1～4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維，其特征在于所述改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的結(jié)構(gòu)式(I)中，x＝25～35；y＝1。
3.一種改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于，以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉為改性劑，經(jīng)過熔融共聚方法嵌入到聚對苯二甲酸丙二醇酯中，形成能夠?qū)﹃栯x子染料有吸附作用的磺酸基團(tuán)作為染座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于，采用以下步驟(1)在聚對苯二甲酸丙二醇酯中加入間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉投入真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)加溫干燥，并混合均勻，干燥溫度120～180℃，干燥后的物料含水率符合紡絲要求；(2)將已經(jīng)均勻混合的、符合紡絲要求的物料放入已經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～330℃，使聚對苯二甲酸丙二醇酯與間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)入紡絲箱體，即可制得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；(3)將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于干燥溫度為140℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于采用以下步驟(1)以聚酯中間體精對苯二甲酸和1，3丙二醇為原料，通過酯化反應(yīng)后，在共聚過程中加入改性劑間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成具有磺酸基團(tuán)的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯切片；(2)將切片放入經(jīng)過預(yù)熱的螺桿擠壓機(jī)中加熱熔融，熔融溫度258～330℃，然后進(jìn)入紡絲箱體，即可制取得具有磺酸基團(tuán)的初生纖維；(3)將具有磺酸基團(tuán)的初生纖維平衡，拉伸，卷曲，定型可制得本發(fā)明所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于熔融溫度為276～320℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維的制備方法，其特征在于熔融溫度為284～298℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以在常溫常壓下用陽離子染色的改性聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維，其結(jié)構(gòu)式如下式I，其中，n＝100～150；x＝25～100；y＝1～4。本發(fā)明還涉及其制備方法，即以間苯二甲酸二甲酯－5－磺酸鈉為改性劑，經(jīng)過熔融共聚方法嵌入到聚對苯二甲酸丙二醇酯中，形成能夠?qū)﹃栯x子染料有吸附作用的吸附基團(tuán)作為染座。該產(chǎn)品可以在常溫常壓下就能進(jìn)行陽離子染色和印花，改變了以往只能用分散染料進(jìn)行染色的方式，該染色方式更加環(huán)保、色澤更加鮮艷、色牢度高，使得PTT纖維的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
文檔編號D01D5/098GK1683617SQ200510054950
公開日2005年10月19日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者張季成, 蘇玉彪 申請人:張季成, 蘇玉彪