一種聚酯纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種吸濕性優(yōu)異且纖度波動小的聚醋纖維，其該纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚醋由于其優(yōu)異的性能，在纖維、薄膜、塑料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是由于聚 醋的結(jié)構(gòu)規(guī)整，疏水性較強，與棉或麻等天然纖維相比，聚醋纖維的吸水性、吸濕性較差，大 大限制了聚醋纖維在要求吸濕性環(huán)境下的應(yīng)用。由聚醋纖維得到的紡織品制成貼身衣物 時，由于聚醋纖維的吸濕性差，會給人帶來悶熱感，因此聚醋纖維特別不適合應(yīng)用于夏裝方 面。
[0003] 為了解決聚醋纖維吸水吸濕性差的問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員嘗試了很多方法。例如 對纖維表面進(jìn)行改性，主要是使纖維表面多孔質(zhì)化后利用毛細(xì)管原理提高纖維的吸濕性。 也可W使用放電處理、光接枝改性、低溫等離子處理等方法實現(xiàn)纖維表面的改性。但是通過 運些方法得到的纖維制成織物后，對于在出汗?fàn)顟B(tài)下減少蒸熱感等方面沒有很好的效果， 更不會有棉、麻等天然纖維的清涼感。在運些方法之外，還有在纖維表面包裹親水性膜的方 法，但是運種方法往往存在纖維與膜之間親和性差、水洗后耐久性不佳的缺點。
[0004] 也可W通過對聚醋纖維進(jìn)行化學(xué)接枝的方法來提高纖維的吸濕性能。例如：對聚 對苯二甲酸乙二醇醋（陽T)纖維進(jìn)行15%程度的丙締酸及甲基丙締酸的接枝共聚合后，進(jìn) 行鋼離子交換的處理，可W得到與棉同等的吸濕率?？墒沁\種纖維的吸濕速度很慢，而且聚 醋纖維的基本性能有很大損失，基本上沒有了應(yīng)用價值，所W也一直沒有工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] 另外，也有使用高分子量的聚酸化合物來提高吸濕性的，但是高分子量的聚酸化 合物與聚醋基體不完全進(jìn)行共聚，大部分W分離相的狀態(tài)存在于聚醋中，運樣會導(dǎo)致聚合 物烙融滯留時粗大化形成不穩(wěn)定的相分離結(jié)構(gòu)，聚合反應(yīng)終了后吐出W及紡絲時口金部吐 出不穩(wěn)定，導(dǎo)致最終纖維的纖度斑、染斑大，W及毛羽的產(chǎn)生。日本專利特開2007-70467中 使用特殊的陽G與陽T共聚來改善PET的吸濕性能。但是PEG的添加量過少的話，不能帶 來高的吸濕性，因此需要較高的添加量，其結(jié)果就是導(dǎo)致聚醋成纖后失去纖維的基本性能， 而且耐熱性能大大變差，使用價值變的很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸濕性優(yōu)異，且纖度波動小的聚醋纖維及其制備方 法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下： 一種聚醋纖維，由單體二元簇酸或其衍生物、脂肪族二元醇、含金屬橫酸鹽的間苯二甲 酸或其衍生物、聚酸類化合物反應(yīng)得到的聚合物紡絲而成，含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸及 其衍生物形成的結(jié)構(gòu)單元含量W硫元素計相對于聚醋纖維為0. 5wt%~3wt% ;聚酸類化合 物為數(shù)均分子量8000~20000g/mol的高分子量聚乙二醇、聚丙二醇或聚下二醇中的至少一 種，其含量為聚醋纖維的llwt%~20wt% ;該纖維的條干不勻率U%為0. 1~1. 5%。
[0008] 該纖維中抗氧化劑的含量優(yōu)選0. 07wt%~l. 2wt%。
[0009] 該纖維具有海島型的相分離結(jié)構(gòu)，纖維橫截斷面上島成分聚酸類化合物的最大直 徑不超過40皿。
[0010] 聚醋纖維中聚酸化合物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元摩爾數(shù)EU含橫酸基團(tuán)的間苯二甲酸或其 衍生物結(jié)構(gòu)單元的摩爾數(shù)Sl滿足如式1所示的關(guān)系， 1. 0《E1/S1《30. 0 式 1。
[0011] 所述聚酸類化合物為聚乙二醇，含橫酸鋼基團(tuán)的間苯二甲酸及其衍生物為間苯二 甲酸-5-橫酸鋼、間苯二甲酸二甲醋-5-橫酸鋼或間苯二甲酸乙二醇醋-5-橫酸鋼。
[001引 聚醋纖維的吸濕率AMR在2. 5%W上。
[0013] 一種聚醋纖維的制備方法，包括如下步驟： (1) 將單體二元簇酸或其衍生物、脂肪族二元醇進(jìn)行醋化反應(yīng)； (2) 在步驟（1)的反應(yīng)產(chǎn)物中加入W硫元素計相對于最終聚醋總量的0. 5wt%~3wt%的 含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物，相對于聚醋總量為llwt°/c^20wt%的聚酸類化合 物，W及抗氧化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)； (3) 縮聚反應(yīng)終了后再添加抗氧化劑，得到陽離子可染聚醋； (4) 將步驟（3)得到的聚醋通過烙融紡絲制得聚醋纖維。
[0014] 所述步驟（2)中抗氧化劑的添加量相對于聚醋纖維優(yōu)選0. 05~0. 5wt%，所述步驟 (2)中抗氧化劑的添加量相對于聚醋纖維優(yōu)選0. 05wt%~l.Owt%，更優(yōu)選0. 3~1.Owt%。
[0015] 上述抗氧化劑優(yōu)選四[0- (3,5-二叔下基-4-?基苯基）丙酸]季戊四醇醋 (IR1010)、1，3, 5-S甲基 2,4,6-S(3, 5-二叔下基-4-徑基芐基)苯（330)或者 1，3, 5-S (4-叔下基-3-徑基-2,6-二甲基芐基）-1，3, 5-S嗦-2,4,6- (1H，3H，甜）-S酬（1790)。
[0016] 本發(fā)明的纖維不僅吸濕性優(yōu)異，纖度波動、染斑也小，且不易產(chǎn)生毛羽。該纖維的 制備方法工藝簡單、紡絲時濾壓穩(wěn)定、成本低。該聚醋纖維制成織物后廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣、運 動衣等貼身衣物。
【具體實施方式】
[0017] 構(gòu)成本發(fā)明所述聚醋纖維的聚醋中，主要單體除了二元簇酸或其衍生物、脂肪族 二元醇外，還有含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物和聚酸類化合物。
[0018] 單體含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物中由于金屬橫酸鹽基團(tuán)的存在，可W 提高最終聚醋纖維的吸濕性能及染色性能，同時由于含金屬橫酸鹽的化合物極性比較強， 與聚酸類化合物作用后能提高聚酸類化合物在聚醋基體中的分散，改善聚醋聚合后的吐出 性，最終形成的纖維纖度波動比較小，條干不勻率U%為0. 1~1. 5%。
[0019] 聚醋纖維中由含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物形成的結(jié)構(gòu)單元(下記含金 屬橫酸鹽基團(tuán)結(jié)構(gòu)單元）含量W硫元素計相對于最終聚醋總量為0. 5wt%~3wt%。聚醋纖維 中含金屬橫酸鹽結(jié)構(gòu)單元的含量W硫元素計低于0. 5wt%的話，聚醋纖維在制備過程中吐 出性得不到改善，條干不勻率高；聚醋纖維中含金屬橫酸鹽結(jié)構(gòu)單元的含量W硫元素計高 于3wt%的話，會導(dǎo)致聚醋纖維在制備過程中的紡絲濾壓上升，同時由于剛性基團(tuán)金屬橫酸 鹽基團(tuán)增粘作用，導(dǎo)致聚醋分子量降低，纖維物性下降。
[0020] 對于本發(fā)明所述含金屬橫酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物（SSIA)，可W列舉的有間 苯二甲酸-5-橫酸鋼（SIPA)、間苯二甲酸二甲醋-5-橫酸鋼（SIPM)或間苯二甲酸乙二醇 醋-5-橫酸鋼（SIPE)。
[0021] 上述聚酸類化合物是指數(shù)均分子量為8000~20000g/mol的聚乙二醇、聚丙二醇、 聚下二醇中的至少一種，其中優(yōu)選聚乙二醇。聚酸類化合物的數(shù)均分子量低于8000g/mol 的話，由于其高的飛散率，W致所得聚醋纖維的吸濕效果不理想，沒有實用性；聚酸類化合 物的數(shù)均分子量高于20000g/mol的話，在聚醋的聚合反應(yīng)過程中聚酸類化合物的反應(yīng)率 低，未參與共聚反應(yīng)的聚酸類化合物比較多，形成的分散相不均一的聚醋，導(dǎo)致聚醋纖維 的纖度斑大、染斑多，且產(chǎn)生毛羽。聚醋纖維中聚酸類化合物的含量為相對于聚醋纖維的 llwt°/c^20wt%。聚醋纖維中聚酸類化合物的含量低于llwt%的話，聚醋纖維的吸濕性低；聚 醋纖維中聚酸類化合物的含量高于20wt%的話，即使添加含金屬橫酸鹽基團(tuán)的間苯二甲酸 或其衍生物也不能改善聚醋的吐出性，而且由于聚酸類化合物在聚醋中的分散不均一，導(dǎo) 致聚醋纖維的纖度波動比較大，造成染色不均勻的問題。
[0022] 含有聚酸的聚醋纖維容易會發(fā)生氧化發(fā)熱，嚴(yán)重得還會引起自燃甚至火災(zāi)，導(dǎo)致 纖維的應(yīng)用受到限制。為了抑制運種情況，本發(fā)明的聚醋纖維中添加有抗氧化劑，其含量優(yōu) 選占纖維總量的0. 〇7wt°/c^l. 2wt%。纖維中抗氧化劑的含量太低的話，起不到抑制氧化發(fā)熱 的作用，在高次加工過程中聚酸會發(fā)生氧化降解，導(dǎo)致聚酸類化合物的數(shù)均分子量降低，纖 維的吸濕性會降低；纖維中抗氧化劑的含量太高的話，在高次加工的過程中，抗氧化劑會發(fā) 生自身的黃變，從而引起纖維發(fā)黃。
[0023] 本發(fā)明的聚醋纖維具有海島型的相分離結(jié)構(gòu)，在纖維的橫截斷面上，形成島成分 的為未共聚進(jìn)入聚醋中的聚酸類化合物。所述島的直徑根據(jù)聚醋纖維中殘留的聚酸類化合 物的大小而不同，殘留的聚酸類化合物的分子量小時