專利名稱：一種再生基滌綸長(zhǎng)絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種合成纖維，具體是ー種再生基滌綸長(zhǎng)絲。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的合成高分子化合物以石油資源為基礎(chǔ)，將在幾十年內(nèi)日益枯竭。因此，資源的再生技術(shù)是避免石油枯竭的必要手段。聚酯塑料制品由于其用途廣泛造成其大量使用， 所以其再生是目前科學(xué)研究人員所要研究的重點(diǎn)。但是目前由于其再生資源的純度以及結(jié)構(gòu)性能的改變，目前主要是短纖維的開發(fā)，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。且每年回收的聚酷數(shù)量?jī)H占生產(chǎn)數(shù)量的37%。如何加大廢聚酯的回收是ー個(gè)很迫切的問(wèn)題。目前廢舊聚酯瓶片的回收主要有三種，可以商業(yè)化生產(chǎn)的途徑。目前主要有水解、 醇解和こニ醇解。PET水解產(chǎn)物主要是TPA(對(duì)苯ニ甲酸)和こニ醇(EG)，可以直接合成聚酯從而取代從DMT合成PET的エ藝路線。這種方法的主要缺點(diǎn)是高溫、高壓以及解聚時(shí)間較長(zhǎng)。水解回收并不廣泛用于商業(yè)化生產(chǎn)，因?yàn)門PA的高成本提純。醇解的產(chǎn)物是單體對(duì)苯ニ甲酸甲酯和こニ醇。但是也存在反應(yīng)溫度高、壓カ大、PET分解不完全、成本高等缺點(diǎn)。 傳統(tǒng)的ニ醇解過(guò)程具體如下廢聚酯瓶料與過(guò)量的こニ醇(摩爾比I : 4)在170°C 190°C 左右進(jìn)行常壓反應(yīng)，催化劑采用醋酸鹽等，反應(yīng)進(jìn)行2. 5h 3. Oh, PET解聚成BHET和EG， 降溫至100°C時(shí)過(guò)濾雜質(zhì)，再加入阻聚劑，減壓蒸餾出EG，然后再用熱水溶解BHET，除去不溶物與低聚物，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得白色針狀BHET晶體。反應(yīng)得到的高純度BHET晶體，可以直接生產(chǎn)纖維級(jí)聚酷。如專利(Ekart MP,Pell JM. US patent 1997 ;5，635，584)用こニ醇解聚聚酷。解聚產(chǎn)物BHET還可以用作織物的柔軟劑、不飽和聚酷、以及多羥基化合物的制備原料(Shukla SR. Recycling of waste PET into useful textile auxiliaries. Waste Manage 2008 ;28,51-56)。 Imran(Muhammad Imran, Sub-and supercritical glycolysis of polyethylene terephthalate (PET)into the monomer bis (2-hydroxyethyl) terephthalate(BHET) Polymer Degradation and Stability,2010,95,1686-1693.)等人用最新的エ藝-超臨界醇解，制備了純度較高的BHET。但是存在流程較為復(fù)雜，醇解深度要求較為嚴(yán)格。雖然目前不需上述較為復(fù)雜的こニ醇解聚產(chǎn)品已廣泛用于商業(yè)規(guī)模，但是研究的方向主要將解聚產(chǎn)物制備短纖產(chǎn)品上。如澳大利亞用回收的PET作為三層包裝瓶的中間層原料，再生PET廣泛用于生產(chǎn)3-17dtex短纖維，用作非織布。美國(guó)應(yīng)用再生PET來(lái)生產(chǎn)6. 6-9. 9dtex中空纖維，用作絮棉填充料。美國(guó)Dy-ersburg織物廠用100%廢PET瓶再生PET切片生產(chǎn)絨面布，美國(guó)Well-man Fiber公司開發(fā)室外用面料，再生PET纖維與其它纖維混紡，混紡率可達(dá)89%。該公司還與其它公司合作，以廢PET飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國(guó)巴塔哥尼亞公司用再生PET纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)衣，混紡率達(dá) 80%。利用再生聚酯廢料制備滌綸長(zhǎng)絲的研究研究更少，國(guó)外只有杜邦公司的一個(gè)組在利用再生瓶片進(jìn)行這方面的研究，未見ェ業(yè)化生產(chǎn)報(bào)道。我國(guó)關(guān)于再生聚酯廢料制備高品質(zhì)滌綸長(zhǎng)絲科學(xué)問(wèn)題的研究幾乎還處于空白，更沒有原創(chuàng)性的關(guān)鍵技術(shù)，更未見ェ業(yè)化生產(chǎn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出了利用廢舊聚酯制備再生基滌綸長(zhǎng)絲，尤其一種反應(yīng)均相法以及優(yōu)化最佳工藝參數(shù)解聚廢舊聚酯既降低了溶劑、催化劑的消耗量又提高了過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，減少了副產(chǎn)物甘二醇的生成。且由于催化劑的大量減少提高了循環(huán)再聚制造PET 的質(zhì)量，從而提高了后續(xù)的制備滌綸長(zhǎng)絲的可能性，使纖維力學(xué)、纖維纖度達(dá)到最佳性能。 制備方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。一種再生基滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于是由再生聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成，纖維纖度為 O. 25dtex 4dtex,力學(xué)性能為 2. 8 3. 5cN/dtex。所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯廢料為廢舊聚酯瓶片、廢舊滌綸長(zhǎng)絲、短纖或其它用途的廢舊PET材料。一種再生基滌綸長(zhǎng)絲的制備方法如下(a)在如圖I所示的反應(yīng)流程圖中，投入一定物料配比的聚酯廢料，多元醇、催化劑在溫度197 260°C與壓力I 8Kg下進(jìn)行反應(yīng)。多元醇與聚酯廢料重量比為1/10 10/1 ;催化劑占PET廢料的重量比率為O. 005 O. 3%。所述的催化劑為氧化鋅、醋酸鋅、乙二醇銻、三氧化二銻、醋酸鈷、二氧化鈦、鈦酸四丁酯中的一種或一種以上；(b)或者再在第一反應(yīng)釜中投入一定物料配比的聚酯廢料，多元醇、催化劑以及一定量的第三組分在與(a)相同溫度與壓力下進(jìn)行反應(yīng)。所述第三組分為對(duì)苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯中的一種或一種以上。所述第三組分的一定量為第三組分占廢PET的重量比為O. 05/10 10/10本步驟是采用添加第三組分增大聚酯廢料的解聚率，以及提高解聚產(chǎn)物BHET的收率，減少溶劑的使用量，從而減少經(jīng)濟(jì)成本。減少了由于溶劑量過(guò)多產(chǎn)生的副反應(yīng)，以及催化劑量過(guò)多導(dǎo)致的縮聚時(shí)間較短，分子量分布寬，從而提高再生基聚酯可紡細(xì)旦絲的可操作性及其力學(xué)性能。(c)反應(yīng)結(jié)束后，將乙二醇解聚產(chǎn)物降溫到100 150°C，將解聚產(chǎn)物通過(guò)30 100目的過(guò)濾網(wǎng)，除去未反應(yīng)的廢舊PET或其它非PET雜質(zhì)；再將解聚產(chǎn)物流過(guò)活性炭吸附柱，進(jìn)一步吸附有色雜質(zhì)或較高分子量的高聚體，進(jìn)一步純化解聚產(chǎn)物。最后將解聚產(chǎn)物推動(dòng)到第二反應(yīng)爸中；(d)在第二反應(yīng)爸中，添加O 500ppm穩(wěn)定劑與O 500ppm催化劑,并將第二反應(yīng)釜的溫度調(diào)整到最佳溫度270 285°C，先進(jìn)行抽真空進(jìn)行預(yù)縮聚，時(shí)間為IOmin lh， 當(dāng)真空度達(dá)到IOOPa以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。所述穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亞磷酸三甲酯、亞磷酸三苯酯中的一種或一種以上；本發(fā)明的進(jìn)步效果是I.廢舊聚酯材料的再生解決了環(huán)境污染、避免了以石油為基礎(chǔ)資源的枯竭。[0020]2.通過(guò)優(yōu)化醇解聚條件，通過(guò)探討壓カ與溫度的關(guān)系，減少溶劑與催化劑的量，提高再生聚酯的質(zhì)量以及后續(xù)紡絲的性能，制備滌綸長(zhǎng)絲。3.通過(guò)均相法解聚廢舊PET，節(jié)約了溶劑多元醇的用量，提高了 PET的解聚率，具有操作方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)成本較低，可以エ業(yè)化生產(chǎn)。4.通過(guò)添加第三組分提高醇解聚反應(yīng)速率，增加醇解聚產(chǎn)物BHET的收率，提高再生聚酯的質(zhì)量，從而制備力學(xué)性能較好的滌綸長(zhǎng)絲。5.所述所制備的再生基滌綸長(zhǎng)絲具有良好的力學(xué)性能與穿著舒適性；同時(shí)具有易染色、易上色的性能。

圖I為本發(fā)明制備再生基滌綸長(zhǎng)絲的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例7制備的再生基滌綸長(zhǎng)絲力學(xué)性能圖。其中I為第一反應(yīng)爸；2為第二反應(yīng)爸；3為過(guò)濾網(wǎng)；4為吸附柱；5為進(jìn)料ロ ；6為排氣。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的描述，需要指出的是，以下實(shí)施例只是用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)ー步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本實(shí)用新型內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例I在如圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入IOkg的聚酯廢絲、Ikgこニ醇、與占聚酯廢料 3%。的醋酸鋅，在壓カI(xiàn)kg下，在220°C下保溫、保壓3小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，將こニ醇解聚產(chǎn)物降溫到130 170°C，將解聚產(chǎn)物通過(guò)30 100目的過(guò)濾網(wǎng)，除去未反應(yīng)的廢舊PET，再將解聚產(chǎn)物流過(guò)活性炭吸附柱，進(jìn)ー步吸附有色雜質(zhì)或較高分子量的高聚體，進(jìn)ー步純化解聚產(chǎn)物。最后將解聚產(chǎn)物推動(dòng)到第二反應(yīng)釜中；先將第二反應(yīng)釜的溫度調(diào)整到280°C，進(jìn)行抽真空進(jìn)行預(yù)縮聚，時(shí)間為30min，當(dāng)真空度達(dá)到IOOPa以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2h?？s聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例2在第一反應(yīng)釜中投入Ikg第三組分BHET，以及加入和實(shí)施例I ー樣量的廢絲、こニ 醇、催化劑在同樣條件下進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一祥的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中先將第二反應(yīng)釜的溫度調(diào)整到280°C，進(jìn)行抽真空進(jìn)行預(yù)縮聚，時(shí)間為30min，當(dāng)真空度達(dá)到IOOPa以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3h?？s聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例3在如本發(fā)明圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入20kg的聚酯廢絲、40kgこニ醇、與占聚酯廢料0. 1%。的こニ醇銻，在壓力4kg下，在260°C下保溫、保壓3小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)；[0038]反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一樣的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中；在第二反應(yīng)釜中加入6g乙二醇銻催化劑，4g的磷酸三甲酯，并將其溫度調(diào)整到 280°C，進(jìn)行抽真空進(jìn)行預(yù)縮聚，時(shí)間為lh，當(dāng)真空度達(dá)到IOOPa以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1.5h。縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例4在如本發(fā)明圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入30kg的聚酯廢絲、8kg乙二醇、占聚酯廢料2%。的催化劑乙二醇銻，在壓力4kg下，在260°C下保溫、保壓I小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一樣的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中；在第二反應(yīng)釜中加入Ig的亞磷酸三甲酯，并將其溫度調(diào)整到280°C，進(jìn)行抽真空進(jìn)行預(yù)縮聚，時(shí)間為40min，當(dāng)真空度達(dá)到IOOPa以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3h?？s聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例5在如本發(fā)明圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入5kg的聚酯廢絲、20kg乙二醇、與2%。的催化劑氧化鋅、和Ikg的酯化產(chǎn)物，在壓力6kg下，在200 °C下保溫、保壓2小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一樣的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中；再在第二反應(yīng)釜加入4g的亞磷酸三甲酯與5g的乙二醇銻，按專利實(shí)施例I進(jìn)行預(yù)縮聚和縮聚反應(yīng)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲縮聚反應(yīng)， 縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲實(shí)施例6在如本發(fā)明圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入15kg的聚酯廢絲、25kg乙二醇、2%。的催化劑三氧化二銻，以及Ikg的對(duì)苯二甲酸原料，在壓力8kg下，在250°C下保溫、保壓I小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)，并進(jìn)行排水反應(yīng)，得到解聚產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一樣的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中；再在第二反應(yīng)釜添加12g的亞磷酸三苯酯，按專利實(shí)施例I進(jìn)行預(yù)縮聚和縮聚反應(yīng)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例7在如本發(fā)明圖I所示的第一反應(yīng)釜中，投入60kg的聚酯廢絲、25kg乙二醇、1%。的催化劑三氧化二銻，以及5kg的對(duì)苯二甲酸二甲酯，在壓力3kg下，在250°C下保溫、保壓I 小時(shí)進(jìn)行解聚反應(yīng)，并進(jìn)行排水反應(yīng)，得到解聚產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后采用和實(shí)施例I 一樣的步驟將解聚產(chǎn)物推到第二反應(yīng)釜中；再在第二反應(yīng)釜4. 8g的亞磷酸三甲酯，按專利實(shí)施例I進(jìn)行預(yù)縮聚和縮聚反應(yīng)； 縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)結(jié)束后切粒、干燥、進(jìn)行紡絲，制得再生基滌綸長(zhǎng)絲。實(shí)施例8實(shí)施例7所制得的滌綸長(zhǎng)絲利用萬(wàn)能力學(xué)性能測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試其力學(xué)性能.將熔紡的一束纖維粘在剪成寬100mm、長(zhǎng)200mm的紙框上，將紙框的兩邊剪開，在Instronll22萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸測(cè)試。標(biāo)距為10mm，拉伸速率為1000mm/min。進(jìn)行五次平行操作測(cè)量數(shù)據(jù)得到見圖2所示曲線。其力學(xué)強(qiáng)度達(dá)到3. OcN/dex，拉伸率為66%。
權(quán)利要求1.一種再生基滌綸長(zhǎng)絲，其特征在于是由再生聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成，纖維纖度為 O. 25dtex 4dtex，力學(xué)性能為 2. 8 3. 5cN/dtex。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種再生基滌綸長(zhǎng)絲，用多元醇作為溶劑解聚廢舊聚酯，通過(guò)優(yōu)化溶劑、壓力、溫度、時(shí)間、催化劑等參數(shù)條件，以及通過(guò)控制壓力與溫度使PET顆粒處于均相狀態(tài)下進(jìn)行解聚反應(yīng)，從而提高解聚的反應(yīng)速率。通過(guò)采用復(fù)合催化劑即嚴(yán)格控制了溶劑與廢聚酯的比例，降低了多元醇的消耗量又提高了過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，減少二甘醇的生成；且改善了再生聚酯的質(zhì)量以及其可紡性。另外通過(guò)添加第三組分提高聚酯解聚速率以及增加再生滌綸長(zhǎng)絲的力學(xué)性能從而使制得的再生基滌綸長(zhǎng)絲，其力學(xué)性能達(dá)到常規(guī)滌綸長(zhǎng)絲的性能。制備方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08G63/78GK202347153SQ20112040052
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者馮淑芹, 徐新榮, 梅鋒, 王建華, 邊樹昌, 郝應(yīng)超 申請(qǐng)人:江蘇盛虹科技股份有限公司