一种产业用聚酯及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属聚酯制备技术领域，涉及一种产业用聚酯及其制备方法，特别是一种缩聚催化剂采用乙二醇镁和乙二醇锑的混合物以及聚酯切片经水与溶洗剂在120?130°C，0.2?0.3MPa条件下煮泡、洗涤的聚酯及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种性能优良的聚合物，PET以其模量高、强度高、挺括、保形性好、纯净卫生、阻隔性能好等，被广泛应用于纤维、瓶包装、薄膜和片材等领域，产量逐年递增，行业地位显著提升。
[0003]产业用聚酯纤维主要是指大都应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面，是具有相对特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维，主要体现在耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、阻燃、抗燃、耐高电压、高强度高模量以及多种医学功能。以高强低收缩涤纶工业长丝作为原料生产的PVC蓬盖布，具有较高的剥离强度和撕裂强度，使蓬盖布适用于各种用途，柔性体广告灯箱材料、充气结构材料、蓬盖建筑织物遮阳帐篷等。以高强低收缩工业丝为主织物材料在特殊防护服、伪装、覆盖物、背囊等军需方面得到应用。作为土工材料的一种具有轻便、柔软、高强、耐磨、抗腐蚀、不导电、减震等优点。使用时安全方便、效率高，并且不会损坏吊装物件。产业用聚酯纤维的应用领域拓展带动应用领域的整体竞争力提升，无论在减轻复合材料的重量，使用的耐久性和减少维修、包养成本等诸多方面，聚酯类高性能纤维越来越发挥出其综合竞争优势。未来的数十年，高性能聚酯纤维的发展不仅仅从数量上有长足的进展，更在应用领域的拓展和产业链整体竞争力的提升上取得实质性的成效。
[0004]高强度、高模量、低收缩、尺寸稳定性、功能化将产业用聚酯纤维发展的主要方向，而影响纤维品质的是聚酯高分子的集态结构，主要涉及到聚酯分子间的作用力，结晶的形态和结构、取向态结构等，而结晶的形态和结构又是其中的重点。
[0005]端羧基、齐聚物、二甘醇(DEG)含量是聚酯切片的重要质量指标，其中齐聚物、二甘醇都是低聚物，它们不仅反映了生产状况的好坏，还会影响到纺丝加工的产品质量。因此，减少聚酯切片中的端羧基、齐聚物、二甘醇含量就成为提高聚酯产品质量很重要的环节。端羧基对聚合物性能的影响不容勿视，在生产中只有控制聚酯端羧基含量稳定，才能稳定的控制其相对分子质量分布的均一性。二甘醇在聚酯切片中的含量是聚酯生产中一个很重要的质量指标。因为它直接影响到聚酯切片的熔点，聚酯切片的熔点会随其中DEG的含量的增加急剧下降，所以它不仅反映了生产状况的好坏，直接影响到后加工一纺丝工艺和丝的质量。聚酯中的齐聚物是指聚合度小于10的低聚体，分为线性齐聚物和环状齐聚物，其中以环状聚体特别是环状三聚体居多，齐聚物主要涉及到异相成核、纺丝加工等，对聚酯的性能及后道加工造成一定的不良影响。控制三者在聚酯切片中的含量是聚酯生产工艺中十分重要的课题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种产业用聚酯及其制备方法，是一种缩聚催化剂采用乙二醇镁和乙二醇锑的混合物的聚酯及其制备方法。本发明采用乙二醇镁和乙二醇锑的混合物为缩聚催化剂，将热降解减少到最低，以及聚酯切片经水与溶洗剂在130°C，0.3MPa条件下煮泡、洗涤;减少端羧基、齐聚物、二甘醇含量对聚酯纺丝加工的影响。
[0007]本发明的一种产业用聚酯，为所述产业用聚酯为对苯二甲酸和乙二醇经酯化和在乙二醇镁和乙二醇锑的混合物催化作用下缩聚、造粒和溶洗后制得；
[0008]所述产业用聚酯的切片中，端羧基含量小于15mol/t，齐聚物质量百分比含量小于0.5%，二甘醇的质量百分比含量小于0.5% ；
[0009 ] 所述乙二醇镁的分子式为Mg (OCH2CH2OH) 2 ；
[0010]所述溶洗是指造粒后的切片经水与溶洗剂在120?130°C与0.2?0.3MPa条件下煮泡和洗涤。
[0011]高强度、高模量、低收缩、尺寸稳定性、功能化将产业用聚酯纤维发展的主要方向，而影响纤维品质的是聚酯高分子的集态结构，主要涉及到聚酯分子间的作用力，结晶的形态和结构、取向态结构等，而结晶的形态和结构又是其中的重点。
[0012]低收缩、尺寸稳定性是影响高品质聚酯的主要因素，聚酯纤维的宏观热收缩现象是因为局部伸长大分子链的熵变趋势，向卷曲状态发展产生的内应力及纺丝加工过程冻结在样品中的轴向内应力，这种局部内应力可由分子网结构转递到整个材料，当外界提供足够热能时，发生的现象。
[0013]聚酯纤维属于取向半结晶高分子材料，是由取向稳定性不同的结构单元组成:(1)尚稳定和尚完善程度的结晶部分；(2)相对低稳定性的不完善结晶部分；(3)低稳定性的结晶与非晶之间的过渡层；(4)不稳定的取向非晶相。当聚酯纤维受热时，可能发生如下情况:取向的非晶相发生回缩和结晶；不完善结晶部分的破坏和可能发生再结晶:晶粒的加厚或晶粒完全熔融。说明晶粒尺寸和结晶完善程度是保证纤维高温尺寸稳定性的重要因素。177°C热收缩率低的是热尺寸稳定性极佳的纤维.，具有两个结构特点:晶粒尺寸大和结晶完善性好。因此纤维的晶粒尺寸大和结晶完善性好，是低收缩纤维品质的保证。
[0014]影响聚酯结晶的因素主要有:(1)分子链本身的结构。(2)结晶温度的选择。(3)分子量的影响。(4)成核剂的应用。(5)最后就是工艺条件的影响。其中成核是结晶过程主要的环节中很重要的一环成核剂在一定程度上是可以加快结晶的进行的，同时对低缩聚酯工业丝更重要的是影响结晶的尺寸和结晶完善性。
[0015]聚酯中端羧基含量高，聚酯树脂的热稳定性差，同时聚酯与羧酸盐反应生成的聚酯大分子链的羧酸盐，其构成为晶核，使聚酯加速异相成核。聚酯中含有3-4%的低聚物，多以低分子的醚和酯的形式存在，主要以环状三聚体齐聚物、二甘醇为主，低聚物对聚酯的品质影响较大，主要以成核剂的方式影响聚酯的结晶成核机理、结晶度、结晶形态以及结晶的完整性等进而影响聚酯纤维的品质，特别是聚酯工业丝的热收缩率。不含二甘醇的纯聚酯，无论结晶条件如何变化，都不会出现异常球晶的形态;而当试样中含有二甘醇时，晶区中会出现正常和异常球晶共存的形态，并且随着二甘醇含量的增加，异常球晶在整个形态中的比例上升，因而影响到结晶的完整性，使其聚酯的结晶完善性降低。环状三聚体在聚酯多以成核的方式出现，成核剂多，结晶速度快，晶粒数量大，但晶粒尺寸较小，进而影响到结晶的完善性。异相成核的增加，使得高稳定和高完善程度的结晶部分减少，相对低稳定性的不完善结晶部分和低稳定性的结晶与非晶之间的过渡层加大，对聚酯纤维的热收缩产生不良影响。
[0016]如上所述的一种产业用聚酯，所述产业用聚酯的数均分子量为15000?22000。
[0017]如上所述的一种产业用聚酯，所述乙二醇镁和乙二醇锑的混合物中，乙二醇镁与乙二醇锑质量比为2?3:1。
[0018]本发明还提供了一种产业用聚酯的制备方法，为对苯二甲酸和乙二醇经酯化和在乙二醇镁和乙二醇锑的混合物催化作用下缩聚制得聚酯，再经切粒得到聚酯切片，然后将聚酯切片溶洗后即制得产业用聚酯。
[0019]如上所述的一种产业用聚酯的制备方法，具体