一種高上染率聚酯纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬改性纖維技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高上染率聚醋纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸己二醇醋（陽T)纖維自問世W來，因其優(yōu)異的性能而得到了迅猛地 發(fā)展，其產(chǎn)量已經(jīng)成為世界合成纖維之冠。聚醋纖維具有斷裂強(qiáng)度和彈性模量高，回彈性適 中，熱定型優(yōu)異，耐熱耐光性好W及耐酸耐堿耐腐燭性等一系列優(yōu)良性能，且織物具有抗皺 免資，挺括性好等優(yōu)點，所W，聚醋纖維廣泛應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域。
[0003] PET屬于對稱性的直鏈大分子，分子鏈不含有側(cè)鏈基團(tuán)，規(guī)整性非常好，它的主鏈 含有剛性的苯環(huán)和柔性的姪基，而直接與苯環(huán)相連接的醋基與苯環(huán)又構(gòu)成了剛性的共輛體 系，從而制約了其柔性鏈段的自由旋轉(zhuǎn)。該種結(jié)構(gòu)對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響是明顯的，增加 了分子鏈段運(yùn)動的壁壟，PET的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，需要在很高的溫度下染色，促進(jìn)染料 分子向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散。另外，PET的分子鏈規(guī)整，結(jié)晶性好，分子鏈排列緊密，并且分子鏈 上沒有與染料分子發(fā)生作用的極性基團(tuán)，使聚醋纖維的上色更加困難。
[0004] 為解決PET纖維染色困難的問題，通常從改變PET分子鏈的結(jié)構(gòu)或聚集態(tài)結(jié)構(gòu)兩 方面出發(fā)，引入染料分子接受基或增加聚醋無定型區(qū)域量的方法。
[0005] 陽離子可染聚醋CDP主要是引入了第H單體1,3-間苯二甲酸二己醋-5-賴酸軸 (SIPE)，由于陽T的分子鏈上連接了賴酸基團(tuán)，其結(jié)構(gòu)規(guī)整性被破壞，結(jié)晶性能下降，并且 引入了能夠與染料分子相結(jié)合的染座，纖維的染色性得到提高。在引入具有染座結(jié)構(gòu)和極 性的第H單體1,3-間苯二甲酸二己醋-5-賴酸軸（SIP巧同時又引入了柔性鏈的第四組分 聚己二醇，增大纖維中的無定形區(qū)和改善無定形區(qū)大分子的活動性，從而獲得陽離子染料 常壓沸染的染色效果，同時也可改善用分散染料染色效果。對苯二甲酸二甲醋、己二醇、下 二醇和聚下二醇的共聚物共聚改性聚醋，具有良好的染色性。
[0006] W上技術(shù)或方法主要是通過引入染料分子接受基或增加聚醋無定型區(qū)域量的方 法，雖然可W提高聚醋的染色性能，破壞了 PET的鏈段規(guī)整性，W降低聚醋纖維的性能來獲 得染色性能的提高。
[0007] 由于聚醋纖維具有疏水性強(qiáng)、結(jié)晶和整列度高、纖維微隙小和不易潤濕膨化等特 性，要使染料W單分子形式順利進(jìn)入纖維內(nèi)部完成對涂絕的染色，按常規(guī)方法是難W進(jìn)行 的，因此，需采用比較特殊的染色方法。目前采用的方法有載體法、高溫高壓法和高溫?zé)崛?法等H種染色方法。
[0008] 載體染色是利用載體助劑對涂絕的增塑膨化性能，使分散染料能在常壓locrc W 下的條件上染涂絕的一種染色方法，載體是能顯著提高分散染料上染涂絕速率的一類化學(xué) 助劑。常用的載體一般是一些結(jié)構(gòu)簡單的芳香族有機(jī)化合物，如鄰苯基苯酷、水楊酸甲醋 等。但目前載體染色，所使用的載體大多是或者有一定毒性或者有一定味道，存在環(huán)境污染 問題，并且殘留載體不易洗凈，影響染色牢度，工業(yè)上大多不再采用了。
[0009] 高溫?zé)崂尤旧ㄊ怯?85-215C干熱條件使染料在纖維上發(fā)生固著的連續(xù)社染的 染色方法，但染色時由于織物受張力較大，染色織物手感及色澤鮮艷度勻受到影響，工業(yè)上 只有某些特殊品種采用。
[0010] 高溫高壓染色法是在120-13(TC，3個大氣壓條件下使染料在纖維上發(fā)生固著的 連續(xù)社染的染色方法，由于涂絕纖維的特殊性，只有高溫高壓下才能保證纖維的具有一定 量的上染率。但高溫高壓法所帶來的能耗W及上染率低是現(xiàn)在面臨的主要問題。
[0011] 該些方法利用了不同的條件使纖維膨化，纖維分子間的空隙增大，同時加入助劑 W提高染料分子的擴(kuò)散速率，使染料分子不斷擴(kuò)散進(jìn)入被膨化和增大的纖維空隙，而與纖 維由分子間引力和氨鍵固著，完成對涂絕的染色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種高上染率聚醋纖維及其制備方法，本發(fā)明利用氨基脂肪 酸己二醇醋在一定溫度條件時，自由體積的增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聚醋大分子鏈的特性，提高 了分散染料微小顆粒進(jìn)入聚醋內(nèi)部的程度，來提高聚醋的染色性能；同時由于氨基脂肪酸 己二醇醋分子中在首位氨基的存在，增加其與聚醋大分子鏈之間的氨鍵作用，增加了它與 聚醋的相容性W及在聚醋中的分散，最大限度地減少了遷移。同時對聚醋結(jié)構(gòu)規(guī)整性、結(jié)晶 性沒有破壞，保持了聚醋的優(yōu)良性能。
[0013] 本發(fā)明的一種高上染率聚醋纖維，材料為改性聚醋，所述高上染率聚醋纖維在溫 度為90?13CTC條件下，纖維內(nèi)部分子鏈間的自由體積空間增大20?30v/v% ;所述高上 染率聚醋纖維的斷裂強(qiáng)度> 3. ScNAltex，斷裂伸長率為33. 0 + 3. 0%;所述改性聚醋是由聚 醋與氨基脂肪酸己二醇醋構(gòu)成，所述氨基脂肪酸己二醇醋分散在所述聚醋的分子鏈間，且 所述氨基脂肪酸己二醇醋與所述聚醋的分子鏈間有氨鍵作用，使所述氨基脂肪酸己二醇醋 與所述聚醋的分子鏈的相對位置固定；
[0014] 所述氨基脂肪酸己二醇醋的分子結(jié)構(gòu)為：
[00巧]&N 畑2) nCOOC&C&OOC 畑2)。畑2 ;
[001 引 其中，n = 10-50。
[0017] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案：
[0018] 如上所述的一種高上染率聚醋纖維，所述高上染率聚醋纖維的線密度偏差率 《1.5%，斷裂強(qiáng)度CV值《5. 0%，斷裂伸長CV值《10. 0%，條干不勻率CV《2. 00%，沸 水收縮率7. 5 + 0. 5%，含油率0. 90 + 0. 20%。
[0019] 如上所述的一種高上染率聚醋纖維，所述氨基脂肪酸己二醇醋占所述高上染率聚 醋纖維的重量百分比為0. 5?2. 5%。
[0020] 本發(fā)明海提供了一種高上染率聚醋纖維的制備方法，將改性聚醋經(jīng)計量、擠出、冷 卻、上油、拉伸、熱定型和卷繞，制得高上染率聚醋纖維；
[0021] 所述擠出的溫度為280?29(TC ;
[0022] 所述冷卻的風(fēng)溫為20?25C ;
[0023] 所述卷繞的速度為4000?4200m/min ;
[0024] 單絲纖度為0. 3?1. 5化ex ;
[00巧]所述改性聚醋的制備步驟包括：
[0026] (1)氨基脂肪酸己二醇醋的制備：
[0027] 1)將二元脂肪酸與甲醇W 1:1. 5摩爾比的量加入反應(yīng)器中，在濃硫酸的催化下， 加熱到80?iicrc，回流醋化，冷卻，分離提純得到二元脂肪酸單甲醋；所述二元脂肪酸為 十二焼二駿酸到五十二焼二駿酸中的一種；反應(yīng)方程式為：
[0028] 冊0C (邸2) nCOOH+C&OH 一 R0C0 (邸2) nCOOH