聚酯以及由所述聚酯制成的纖維的制作方法
【專利摘要】本文公開了聚酯以及由所述聚酯制成的纖維。所述纖維包含聚合物、聚(呋喃二甲酸三亞甲酯)(PTF)以及基于PTF的共聚物。
【專利說明】聚醒w及由所述聚醒制成的纖維
[0001] 本專利申請根據35U.S.C. § 119(e)要求提交于2012年3月30日的美國臨時專 利申請號61/618, 449的優選權，其W引用方式并入本文。
【技術領域】
[0002] 本發明一般涉及由聚醋并且具體地聚（2,5-巧喃二甲酸H亞甲醋）（PT巧W及基 于PTF的共混物和共聚物制得的纖維。
【背景技術】
[0003] 合成纖維存在于范圍從衣著到地毯到汽車內飾的許多重要應用中。聚丙帰（P巧、 聚對苯二甲酸己二醋（陽T)和聚醜胺（尼龍-6和尼龍-6,6)是在此類應用中常用的聚合 物，并且雖然在過去數十年間已經開發了制造路徑和應用，但是該些聚合物全部都衍生自 化石燃料。
[0004] 在近幾年中，對于生物衍生的單體和聚合物已經開發出可持續路徑。一個此類例 子為Sorona?聚對苯二甲酸H亞甲醋（PTT))，其基于生物衍生的1,3-丙二醇炬io-PDO?) 和對苯二甲酸。聚合物樹脂的生物含量為37重量％。因為對苯二甲酸衍生自化石燃料（石 腦油），所W與傳統聚合路徑相容的新的生物衍生的芳族單體受到關注。巧喃2,5-二甲酸 (本文中也稱為2,5-巧喃二甲酸，或FDCA)滿足該要求，因為其是由糖中間體制成的雙官能 芳族二酸。因此由抑CA和Bio-PDO?(聚-2,5-巧喃二甲酸H亞甲醋（PTF))制得的聚合物 是100%生物衍生的。該些生物衍生的聚合物可用于制備生物衍生的纖維。100%生物衍生 的聚醋纖維受到極大關注，因為生物衍生的聚合物源自可再生物質，并且通常具有對于現 有纖維而言減少的環境影響。
【發明內容】
[0005] 在本發明的一個方面，存在一種包含聚合物的纖維，其中所述聚合物包含由包含 巧喃二甲酸和C2-C。脂族二醇的反應混合物的聚合獲得的聚（巧喃二甲酸亞焼基醋）。
[0006] 在一個實施例中，本發明的纖維得自聚合物組合物，所述聚合物組合物為聚合物 共混物，其包含聚（2, 5-巧喃二甲酸H亞甲醋），或者在本文中被稱為PTF，W及不同于PTF 的第二聚（巧喃二甲酸亞焼基醋），并且其中所述第二聚（巧喃二甲酸亞焼基醋）衍生自巧 喃二甲酸和脂族二醇，所述脂族二醇選自己二醇和C4-C12脂族二醇。
[0007] 在一個實施例中，本發明的纖維得自聚合物共混物，所述聚合物共混物包含PTF 和聚（對苯二甲酸亞焼基醋），其中所述聚（對苯二甲酸亞焼基醋）包含C2-C12脂族二醇部 分。
[0008] 在一個實施例中，本發明的纖維得自共聚物，所述共聚物包含2, 5-巧喃二甲酸、 對苯二甲酸、和1，3丙二醇單體單元。
[0009] 2, 5-巧喃二甲酸與其它二酸的摩爾比可W為任何范圍，例如摩爾比可W為大于 1 : 100或者在1 : 100至100至1或1 : 9至9 : 1或1 : 3至3 : 1或1 : 1的范圍 內，其中所述二醇W過量于裝填的總二酸1. 2至3當量的含量加入。
[0010] 在一個方面，存在一種制備纖維的方法，所述方法包括W下步驟：
[0011] a.提供聚合物組合物，其中所述聚合物包含由包含巧喃二甲酸和C2-C12脂族二醇 的反應混合物的聚合獲得的聚（巧喃二甲酸亞焼基醋）及
[0012] b.將所述聚合物組合物紡成纖維，使得紡成纖維期間施加于所述聚合物的溫度在 約180-265°c的范圍內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 附圖W舉例的方式示出本發明，但本發明不限于所述附圖。
[0014] 圖1示意性地示出用于紡出紡絲拉伸或部分定向的紗的示例性裝置。
[0015] 圖2為示例性加壓紡絲單元的示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 本發明公開了一種包含聚合物的纖維，其中所述聚合物包含衍生自巧喃二甲酸和 C2-C12脂族二醇的聚合的聚（巧喃二甲酸亞焼基醋）。
[0017] 聚（巧喃二甲酸亞焼基醋）可由C2-C12脂族二醇和2,5-巧喃二甲酸或其衍生物 制備。在一個實施例中，脂族二醇是生物衍生的Cs二醇，諸如1，3丙二醇。
[0018] 適用于本發明操作的2, 5-巧喃二甲酸的衍生物包括巧喃二甲酸，其中巧喃環 上的3位和/或4位上的氨原子彼此獨立地被亞焼基取代基取代，所述亞焼基取代基例 如-CHs、-C2&、或C3-C25直鏈、支鏈或環狀焼姪基團，其任選地包含一至H個選自0、N、Si和 S的雜原子，并且還任選地被至少一個選自-C1、-Br、-F、-1、-0H、-畑2和-甜的成員取代。
[0019] 本領域的普通技術人員還將已知在本文所述的聚合反應中，駿酸衍生物諸如酸性 團化物、駿酸醋和駿酸酸酢可W為巧喃的駿酸部分中任一者或兩者的可用的功能等同物。 目P，當與C2-C12脂族二醇反應時，該些功能等同的基團可用于獲得本發明目前要求保護的聚 合物纖維。為方便起見，巧喃二甲酸的駿酸基團將被稱為"酸"或"二酸"基團，但是出于本 發明的目的，此類稱呼還將包含駿酸的任何常規功能等同物。
[0020] 如本文所用，術語"生物衍生的"和"生物衍生的"互換使用并且是指包括單體和 聚合物的化合物，其得自植物并且僅包含可再生的碳-即得自可再生的源例如農作物的 碳-并且不是基于化石燃料或基于石油的碳。從而，生物衍生的物質對環境具有較小的影 響，該是因為它們的形成不耗減化石燃料，并且在降解時釋放碳回到大氣中W被植物再次 利用。
[0021] 合適的C2-C12脂族二醇的例子包括但不限于己二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙 二醇、1，4- 了二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，4-環己焼二甲醇和2, 2-二甲基-1,3-丙 二醇。
[0022] 在本發明的具體實施例中，脂族二醇可W為1,3-丙二醇炬io-PDO?)，其為生物衍 生的并且與巧喃2, 5-二駿基衍生物聚合，由此可獲得下文所示的聚合物（聚（2, 5-巧喃二 甲酸H亞甲醋），或者本文中被稱為PTF ;
[0023]
【權利要求】
1. 一種纖維，其包含聚合物，其中所述聚合物包含由包含呋喃二甲酸和c2-c 12脂族二 醇的反應混合物的聚合獲得的聚（呋喃二甲酸亞烷基酯）。
2. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述聚（呋喃二甲酸亞烷基酯）具有在約10, 000 至約40, 000范圍內的數均分子量（Mn)。
3. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述纖維是定向的。
4. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述聚合物具有如通過差示掃描量熱法測量的 100J/g或更小的結晶度。
5. 根據權利要求1所述的纖維，其中脂族二醇包含C3二醇，并且所得的聚合物為聚（呋 喃二甲酸三亞甲酯）。
6. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述聚合物為包含（1)聚（2,5_呋喃二甲酸三亞 甲酯）和（2)第二聚（呋喃二甲酸亞烷基酯）的聚合物共混物， 其中所述聚（呋喃二甲酸亞烷基酯）衍生自呋喃二甲酸或其功能等同物和脂族二醇， 所述脂族二醇選自乙二醇和C4-C12二醇，并且 其中所述共混物包含基于所述共混物的總重量計〇. 1至約99. 9重量％的聚（呋喃二 甲酸亞烷基酯）。
7. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述聚合物為包含（1)聚（2, 5-呋喃二甲酸三亞 甲酯）和（2)第二聚（對苯二甲酸亞烷基酯）的聚合物共混物，所述第二聚（對苯二甲酸 亞烷基酯）衍生自對苯二甲酸或其功能等同物和C2-C12脂族二醇，并且其中所述共混物包 含基于所述共混物的總重量計〇. 1至約99. 9重量％的聚（對苯二甲酸亞烷基酯）。
8. 根據權利要求1所述的纖維，其中所述聚合物為共聚物，并且所述呋喃二甲酸為2， 5_呋喃二甲酸，并且其中所述反應混合物還包含（i)至少一種其它酸，所述至少一種其它 酸選自二元羧酸、多官能酸和羥基酸、或它們的混合物，以及（ii)任選地多元醇，其中所述 二醇和所述任選的多元醇以相對于所述2, 5-呋喃二甲酸和所述至少一種其它酸的混合總 摩爾數至少1.2 : 1的混合總摩爾比存在，并且其中所述2,5_呋喃二甲酸以相對于所述至 少一種其它酸約1 : 1〇〇至約1〇〇 : 1的摩爾比存在。
9. 一種紗，其包含權利要求1所述的纖維。
10. 雙組分纖維，其包括權利要求1所述的纖維。
11. 復絲纖維，其包括權利要求1所述的纖維。
12. 織物或紡織物，其由權利要求1所述的纖維制得。
13. 根據權利要求15所述的織物或紡織物，其為機織物、針織物或非織造物。
14. 制備纖維的方法，其包括： a. 提供聚合物組合物，所述聚合物組合物包含聚（呋喃二甲酸亞烷基酯），所述聚（呋 喃二甲酸亞烷基酯）由包含呋喃二甲酸和C2-C12脂族二醇的反應混合物的聚合獲得；以及 b. 將所述聚合物組合物紡成纖維，使得紡成纖維期間施加于所述聚合物的最高溫度在 約210至約265°C的范圍內。
【文檔編號】D01F6/62GK104395512SQ201380017948
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年3月30日 優先權日:2012年3月30日
【發明者】F.內德伯格, B.拉賈戈帕蘭 申請人:納幕爾杜邦公司