專利名稱：一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善聚醚酯彈性纖維的制備領(lǐng)域，具體涉及一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性 纖維的制備方法 背景技術(shù)熱塑性聚醚酯彈性體(TPEE)是繼苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(S-B-S)熱塑性彈性體之后 出現(xiàn)的一類新的結(jié)晶性熱塑性彈性體，它是嵌段聚合物，其大分子鏈由硬段和軟段組成。 它的硬鏈段為結(jié)晶性芳香族聚酯，軟鏈段是無定型脂肪族聚醚或聚酯。這種線型多嵌段共 聚物呈微相分離結(jié)構(gòu)，由硬鏈段聚酯組成的結(jié)晶相微區(qū)，起著物理交聯(lián)作用，將軟鏈段聚 醚或聚酯分子束縛起來并分散在軟段構(gòu)成的無定形相中。由于交聯(lián)是依靠結(jié)晶相的物理作 用，故是熱塑性的。 -利用聚醚酯熔融紡絲制備的彈性纖維，具有紡絲工藝簡單，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是， 該纖維的彈性回復(fù)率尚不及氨綸，從而限制了其應(yīng)用。改善TPEE彈體纖維的彈性回復(fù)率的方法一般有以下幾種a、改變紡絲及后加工的 工藝條件，如噴絲頭拉伸比、后拉伸倍數(shù)及溫度、熱定型時(shí)間及溫度等；b、使纖維中有 更多的硬段結(jié)晶區(qū)，以牽制軟段大分子間的滑移，采用PBT與TPEE共混紡絲；c、添加 成核劑。這些方法都是企圖利用加強(qiáng)硬段物理交聯(lián)提高彈性回復(fù)率，但是，并未能很好地 解決其應(yīng)用上的問題。國內(nèi)有研究人員通過在4GT-PTMO，聚合時(shí)，加入多官能度羥基功能化月桂烯(PM)或 羥基功能化聚丁二烯(PBD)參與共聚，得到彈性提高、輕微交聯(lián)的聚醚酯共聚物。專利 (公開號CN 1480570A)公開了一種改善了回彈性的聚醚酯彈性纖維，由二元羧酸、二 元醇、兩種或兩種以上數(shù)均分子量為1000 4000的聚亞垸基醚二醇共聚，并添加了 0. 05 2%的復(fù)合抗氧劑制備而成，該聚醚酯彈性體具有優(yōu)良的物理及機(jī)械性能，如韌性、抗疲 勞性、耐磨性等。本發(fā)明從化學(xué)交聯(lián)的角度來改善TPEE彈體纖維的彈性回復(fù)率，丙三醇價(jià)廉易得、效 果顯著。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方 法，該方法工藝簡單，制備的纖維尺寸均勻、化學(xué)穩(wěn)定、彈性回復(fù)性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低， 適合工業(yè)化生產(chǎn)。 —
本發(fā)明的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，包括下列步驟(1) 酯交換反應(yīng)以對苯二甲酸二甲酯(DMT)、聚四氫呋喃醚二醇(PTM0)、 1,4—丁二醇(BD)為原料， 加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.1 2.5%的丙三醇(GL)參與共聚，先在50-100。C下抽真空除水，然 后升溫至180-20(TC進(jìn)行酯交換反應(yīng)，待甲醇餾串量約為理論量的90%以上認(rèn)為酯交換反 應(yīng)完全；(2) 縮聚反應(yīng)升高溫度至230-250。C左右，先在低真空條件下除去液體小分子，然后在確保真空度 小于80Pa下，縮聚反應(yīng)3—4hr，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，得到聚醚酯彈性體；(3)熔融紡絲將步驟(2)制備的聚醚酯彈性體熔融紡絲，紡絲速度600—1200m/min，得到改性聚 醚酯彈性纖維。 —步驟(1)所述的對苯二甲酸二甲酯(DMT)，.工業(yè)級；聚四氫呋喃醚二醇(PTMO)，工 業(yè)級，日本三菱公司產(chǎn)；1，4一丁二醇(BD)，化學(xué)純，上海試劑一廠生產(chǎn)；丙三醇(GL)， 化學(xué)純。步驟(1)所加入的丙三醇最佳添加量為0.4 1.2% (對DMT摩爾分?jǐn)?shù))。步驟(2)中所得的聚醚酯彈性體中軟段的聚醚二醇優(yōu)選分子質(zhì)量為2000g/mol的， 且占聚醚酯總重量的75%。步驟(2)中所得的聚醚酯彈性體(PEE)分子質(zhì)量需達(dá)到紡制纖維的要求，即特性 粘度[il]大于1.2dL/g。特性粘度的測試在間甲酚溶劑中，于30土o.rc下用烏氏粘度計(jì) (O0.7~0.8mm)測定。本發(fā)明的聚醚酯彈性纖維彈性回復(fù)性能的測試用AGS-500ND型通用材料試驗(yàn)機(jī)測試 纖維100%定伸長的彈性回復(fù)率。結(jié)果表明通過丙三醇的微交聯(lián)改性，彈性纖維的彈性 回復(fù)性能明顯改善，GL的最佳添加量為0.4 1.2X (對DMT摩爾分?jǐn)?shù))，在該含量范圍內(nèi) 聚醚酯彈性纖維的彈性回復(fù)率均在98%以上(100%定伸長)，85%以上(300%定伸長)。


圖1熱塑性聚醚酯彈性體(TPEE)結(jié)構(gòu)形態(tài)圖A:結(jié)晶區(qū)；B:微晶連接區(qū)；C:沒有結(jié)晶的硬段結(jié)構(gòu)；D:共聚物的軟段。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。實(shí)施例1以對苯二甲酸二甲酯(DMT)、聚四氫呋喃醚二醇(PTM0)、 1，4一丁二醇(BD)為原料， 加入0.4%丙三醇(對DMT摩爾分?jǐn)?shù))參與共聚，先在IOO'C下抽真空除水，然后升溫至 200'C進(jìn)行酯交換反應(yīng)，待甲醇餾出量約為理論量的90%以上認(rèn)為酯交換反應(yīng)完全；升高 溫度至250'C左右，先在低真空條件下除去液體小分子，然后在確保真空度小于80Pa下， 縮聚反應(yīng)3h，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，得到聚醚酯彈性體；將上述聚醚酯彈性體熔融紡絲，紡絲速度為800m/min，得到聚醚酯彈性纖維。用通用 材料試驗(yàn)機(jī)測得其彈性回復(fù)率為98% (100%定伸長)，85% (300%定伸長)。實(shí)施例2以對苯二甲酸二甲酯(DMT)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMO)、 1，4一丁二醇(BD)為原料， 加入0.8%丙三醇(對DMT摩爾分?jǐn)?shù))參與共聚，先在IO(TC下抽真空除水，然后升溫至 200'C進(jìn)行酯交換反應(yīng)，待甲醇餾出量約為理論暈的90%以上認(rèn)為酯交換反應(yīng)完全；升高 溫度至250。C左右，先在低真空條件下除去液體小分子，然后在確保真空度小于80Pa下， 縮聚反應(yīng)3h，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，得到聚醚酯彈性體；將上述聚醚酯彈性體熔融紡絲，紡絲速度為1200m/min，得到聚醚酯彈性纖維。用通 用材料試驗(yàn)機(jī)測得其彈性回復(fù)率為98% (100%定伸長)，86% (300%定伸長)。實(shí)施例3以對苯二甲酸二甲酯(DMT)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMO)、 1,4—丁二醇(BD)為原料， 加入1.2%丙三醇(對DMT摩爾分?jǐn)?shù))參與共聚，先在IOO'C下抽真空除水，然后升溫至 20(TC進(jìn)行酯交換反應(yīng)，待甲醇餾出量約為理論量的90%以上認(rèn)為酯交換反應(yīng)完全；升高 溫度至250'C左右，先在低真空條件下除去液體小分子，然后在確保真空度小于80Pa下， 縮聚反應(yīng)4h，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，得到聚醚酯彈性體；將上述聚醚酯彈性體熔融紡絲，紡絲速度為1000m/min，得到聚醚酯彈性纖維。用通 用材料試驗(yàn)機(jī)測得其彈性回復(fù)率為99% (100%定伸長)，88% (300%定伸長)。
權(quán)利要求
1.一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，包括下列步驟(1)酯交換反應(yīng)以對苯二甲酸二甲酯、聚四氫呋喃醚二醇、1，4-丁二醇為原料，加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.1～2.5％的丙三醇共聚，先在50℃-100℃抽真空除水，然后升溫至180℃-200℃進(jìn)行酯交換反應(yīng)；(2)縮聚反應(yīng)升高溫度至230℃-250℃，先在低真空條件下除去液體小分子，然后在確保真空度小于80Pa下，縮聚反應(yīng)3-4h，最后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，得到聚醚酯彈性體；(3)熔融紡絲將步驟(2)制備的聚醚酯彈性體熔融紡絲，得到改性聚醚酯彈性纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，其特征在于 丙三醇最佳添加量摩爾分?jǐn)?shù)為0. 4 1. 2%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，其特征在于 步驟(2)中所得的聚醚酯彈性體中軟段的聚醚二醇分子質(zhì)量為2000g/mo1，占聚醚酯總重 量的75%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，其特征在于 步驟(2)中所得的聚醚酯彈性體特性粘度[il]大于1.2dL/g。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，其特征在于 步驟(3)中所述的熔融紡絲，紡絲速度為600 1200m/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，其特征在于 所述的丙三醇聚醚酯纖維的彈性回復(fù)率在100%定伸長中大于98%，或在300%定伸長中 大于85%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種丙三醇微交聯(lián)聚醚酯彈性纖維的制備方法，包括(1)酯交換反應(yīng)以對苯二甲酸二甲酯、聚四氫呋喃醚二醇、1，4-丁二醇為原料，加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.1～2.5％的丙三醇共聚，50℃-100℃抽真空除水，180℃-200℃酯交換反應(yīng)；(2)縮聚反應(yīng)230℃-250℃，除去液體小分子，80Pa下，縮聚反應(yīng)3-4h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下出料，(3)熔融紡絲熔融紡絲，得到改性聚醚酯彈性纖維。本發(fā)明工藝簡單，制備的纖維尺寸均勻、化學(xué)穩(wěn)定、彈性回復(fù)性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08G63/00GK101100769SQ20071004381
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者宋曉芳, 光 李, 楊勝林, 江建明, 金俊弘 申請人:東華大學(xué)