本发明涉及一种纤维，具体涉及一种涤纶纤维及其制备方法。
背景技术：
涤纶纤维是以pet聚酯经纺丝和后处理制成的纤维，pet聚酯目前主要采用直接酯化法进行合成，直接酯化法是以对苯二甲酸(pta)和乙二醇(eg)为原料，直接酯化脱水生成对苯二甲酸双羟乙酯(bhet)，bhet再缩聚脱eg生成pet或与端羧基发生脱水反应生成pet。
不同催化剂催化缩聚及降解的反应速度常数不同，钛化合物催化正反应速度快的同时，催化降解的速度也快。之所以对缩聚反应具有较高的催化活性，主要是由于钛与bhet酯羰基氧的配位能力较强，因而表现出非常高的活性。钛化合物同样因为对酯羰基氧的配位能力较强而使热降解反应容易进行。目前钛系聚酯熔融后进行长丝、短纤、薄膜等产品的制备过程，由于其热稳定性差，生产加工时一直存在熔体粘度降大、小分子析出多、前纺可纺性差，具体表现为前纺纺丝时不定期浆块多，导致定期修板频率升高，不定期增多，严重时因浆块问题引起缠辊等问题。目前行业内为了解决此问题一般添加热稳定剂的方式加以改善，但效果不是很理想。
此外，传统涤纶织物的吸湿性和服用性能较差，不论是普通涤纶还是超细涤纶织物，凡是加工涤纶仿真丝织物都要进行碱减量处理，使织物达到仿真丝的手感，满足服用性能等各项指标的要求。碱减量工艺是指在高温和较浓的烧碱溶液中处理涤纶织物，处理后，纤维变细，吸湿回潮率提高，强度下降。
碱减量处理给涤纶织物带来众多优点，但碱减量工序排放的废水cod浓度可高达90000mg/l，ph值高达13以上，废水中含有大量的ta(对苯二甲酸)或其钠盐和少量以不同聚合度存在的聚合物。碱减量废水经过酸析等处理过程可以回收大部分ta，但仍然含有ta和高分子有机物，属于高浓度难降解有机废水，与印染废水混合后形成的碱减量印染废水成分复杂、cod浓度高、ph值高、可生化性差。
目前，常规涤纶织物的碱减量加工主要有两种：一是高温高压工艺，加工温度一般大于100℃，对设备的要求较高；另一种是常压工艺，加工温度一般也要大于95℃，且对碱液浓度和促进剂的用量要求较高。可以看出，目前的碱减量加工方法，一方面能耗高，另一方面加工过程产生的废水污染严重。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种涤纶纤维及其制备方法，利用钛系催化剂和超支化聚酯的共同作用，使所得钛系聚酯后加工过程的热降解问题得到大幅改善，且所得纤维的减量率得到提高，可弱化碱减量工艺，节能降耗，同时降低碱减量废水对环境的污染程度，且本发明所述聚酯使用环境友好型钛系聚酯，消除了重金属催化剂对环境及人体的危害。
技术方案：一种涤纶纤维，在钛系催化剂条件下生产聚酯后添加超支化聚酯进行熔融纺丝得到。
一种涤纶纤维的制备方法，以二元酸和二元醇为主要原料，并添加钛系催化剂，采用直接酯化法生产原料聚酯，得到原料聚酯后混合超支化聚酯进行熔融纺丝。
进一步，所述钛系催化剂为stic-01。
进一步，所述钛系催化剂的添加量相对于原料聚酯质量的占比为5-10mg/kg。
进一步，所述钛系催化剂在酯化前或酯化后添加。
进一步，聚酯的生产过程包括酯化反应、预缩聚反应和终缩聚反应；其中酯化温度255℃～265℃，压力为常压；预缩聚温度270℃～278℃，压力2kpa～24kpa；终缩聚温度278℃～283℃，压力90pa～150pa；后经切粒、干燥，制得聚酯切片。
进一步，所述超支化聚酯的添加量占原料聚酯质量的1～5％。
进一步，酯化反应后添加消光剂tio2，添加量占原料聚酯质量的0.3％。
进一步，采用切片间接纺fdy长丝制备工艺：将原料聚酯切片烘干，并与干燥好的超支化聚酯混合，通过挤出熔融塑化后，经喷丝进行纺丝，纺丝过程添加超支化聚酯；螺杆温度285-300℃，纺丝箱体温度282-288℃，冷却风温20-25℃，牵伸温度90-95℃，定型温度160-165℃，卷绕速度4500-4800m/min。
进一步，所述超支化聚酯是通过a2+b3体系通过缩聚反应制得，具有芳香-脂肪型分子骨架结构，以间苯二甲酸和三羟甲基丙烷为原料，对甲苯磺酸为催化剂，在120-150℃下通过缩合制备，制备的超支化聚酯数据分子量3000-5000，端基为羟基。
发明原理：本发明加入超支化聚酯后，由于超支化聚酯分子具有大量端羟基基团
有益效果：(1)使用本发明所述聚酯混合物熔融纺丝后加工时，相比使用纯钛系聚酯时，热降解程度大幅减少，具体表现为：无油丝粘度降减小，由0.030dl/g减小到0.02-0.01dl/g，降幅33.3-66.6％。进一步表现为可纺性改善，具体为：前纺小分子析出减少，不定期修板减少，不定期平均值由6次/天减小到1-4次/天，定期修板频率由1次/12h延长至1次24-60h。
(2)同时使用本发明所述混合物聚酯生产的fdy长丝织成的袜带，相比纯钛系涤纶产品，在相同碱减量工艺下，减量率可提高14-60％。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：
对比例：首先进行钛系聚酯切片的制备，随后进行fdy长丝的制备，具体为：纺丝所用聚酯原料为3万吨/年五釜流程聚酯装置生产，二元酸为精对苯二甲酸，二元醇为乙二醇，醇酸摩尔比为1.1:1，产品类型为半消光，所用催化剂为stic-01钛系催化剂，酯化前添加，添加量为5mg/kg(相对于聚酯pet质量)；消光剂tio2酯化后添加，添加量0.3％(相对于聚酯pet质量)。具体工艺为，第一酯化釜温度265℃，第二酯化釜温度262℃，酯化过程为常压酯化；第一预缩釜温度273℃、压力24kpa，第二预缩釜温度278℃，压力4kpa；终缩聚温度283℃，压力150pa。后经切粒、干燥，制得聚酯切片进行切片纺fdy长丝的制备，具体为：螺杆一区～六区温度分别为285℃、288℃、290℃、293℃、295℃、300℃，纺丝箱体温度288℃，冷却风温23℃，风速：1.2m/s，牵伸温度95℃，定型温度160℃，卷绕速度4500m/min。无油丝粘度降为0.03dl/g，单线24个纺丝位平均不定期修板次数为6次/天，定期修板周期为1次/12小时。
接下来将上述制备的fdy长丝在染色试验编织机(型号ku483b)上织成袜带，然后按如下碱减量加工工艺进行碱减量测试：采用浸渍工艺用氢氧化钠对其进行碱减量加工，碱减量加工工艺流程为：将氢氧化钠配成浓度为20g/l的溶液，然后将纯钛系袜带投入碱液中，碱减量浴比1:50，然后以3.75℃/min的升温速度升温至100℃，保温60min，保温结束后取出袜带用自来水洗3次，然后置于60℃鼓风烘箱中干燥1h，再升温至105℃烘4h，然后在电子天平上迅速称重，按以下公式(1)计算减量率：
实施例1：聚合、纺丝工艺、碱减量加工工艺路线与对比例相同，所不同的是聚合时具体工艺为，第一酯化釜温度265℃，第二酯化釜温度262℃；第一预缩釜温度273℃、压力24kpa，第二预缩釜温度278℃，压力4kpa；终缩聚温度283℃，压力150pa。纺丝时添加占聚酯质量1％的超支化聚酯，超支化聚酯数据分子量3000。螺杆一区～六区温度分别为285℃、288℃、290℃、293℃、295℃、300℃，纺丝箱体温度288℃，冷却风温25℃，风速：1.2m/s，牵伸温度95℃，定型温度160℃，卷绕速度4500m/min。无油丝粘度降为0.02dl/g，单线24个纺丝位平均不定期修板次数为4次/天，定期修板周期为1次/24小时。
实施例2：聚合、纺丝工艺、碱减量加工工艺路线与对比例相同，所不同的是聚合时具体工艺为，催化剂酯化后添加，第一酯化釜温度265℃，第二酯化釜温度261℃；第一预缩釜温度272℃、压力20kpa，第二预缩釜温度277℃，压力3kpa；终缩聚温度282℃，压力140pa。纺丝时添加占聚酯质量2％的超支化聚酯，超支化聚酯数据分子量3500。螺杆一区～六区温度分别为285℃、286℃、288℃、290℃、291℃、295℃，纺丝箱体温度285℃，冷却风温23℃，牵伸温度95℃，定型温度162℃，卷绕速度4600m/min。无油丝粘度降为0.015dl/g，单线24个纺丝位平均不定期修板次数为3次/天，定期修板周期为1次/36小时。
实施例3：聚合、纺丝工艺、碱减量加工工艺路线与对比例相同，所不同的是聚合时具体工艺为，催化剂添加量7mg/kg，第一酯化釜温度263℃，第二酯化釜温度259℃；第一预缩釜温度271℃、压力22kpa，第二预缩釜温度276℃，压力3kpa；终缩聚温度280℃，压力100pa。纺丝时添加占聚酯质量3.5％的超支化聚酯，超支化聚酯数据分子量4000。螺杆一区～六区温度分别为285℃、286℃、287℃、289℃、291℃、293℃，纺丝箱体温度285℃，冷却风温22℃，牵伸温度92℃，定型温度164℃，卷绕速度4700m/min。无油丝粘度降为0.010dl/g，单线24个纺丝位平均不定期修板次数为2次/天，定期修板周期为1次/48小时。
实施例4：聚合、纺丝工艺、碱减量加工工艺路线与对比例相同，所不同的是聚合时具体工艺为，催化剂添加量10mg/kg，第一酯化釜温度260℃，第二酯化釜温度255℃；第一预缩釜温度270℃、压力20kpa，第二预缩釜温度274℃，压力2kpa；终缩聚温度278℃，压力90pa。纺丝时添加占聚酯质量5％的超支化聚酯，超支化聚酯数据分子量5000。螺杆一区～六区温度分别为285℃、285℃、286℃、288℃、289℃、292℃，纺丝箱体温度282℃，冷却风温20℃，牵伸温度90℃，定型温度165℃，卷绕速度4800m/min。无油丝粘度降为0.010dl/g，单线24个纺丝位平均不定期修板次数为1次/天，定期修板周期为1次/60小时。
对比例及实施例1～4纤维制备及碱减量加工数据见下表：