异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法与流程

本发明属于聚酯纤维技术领域，涉及一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法。

背景技术：

涤纶是我国聚酯纤维的商品名称，是合成纤维中的一个重要品种。随着人类生活水平的不断提高，在服用、装饰及产业用等方面对纤维材料的数量与品质上的要求也在不断提高。为了适应人们在衣着、装饰、产业及特殊领域的需求，需要开发具有新性能或附加值的差别化纤维。纺织材料的柔软性大多表现为具有舒适的触感、光滑的表面和较低的抗弯性能，挺括性大多表现为触摸弹力和回复性能好以及较高的抗弯性能等优点，挺括性是纤维的基本风格，也是人们的生理和心理的感觉因素。纤维的纤度影响着纱线和织物的性能，运用dty设备对不同纤度的纤维进行复合，同时使纤维产生颜色深浅不同的效果，利用该效果可以同时解决柔软性和挺括性一对矛盾体，将它们有机的结合在一起。

近年来，人们纷纷通过对天然纤维性能的研究，开发出异纤度且类似天然蚕丝纤维触感及光泽感的合成纤维，提高和发展合成纤维的应用领域和性能。通过工艺优化控制，可以生产具有粗细结构的竹节丝，提高织物透气性能，并且粗细结构部分相应结晶度不同，上染率差异较大，在用同一种染料染色时可以染出美观的深浅色条纹，成品织物经表面涂层、压光等处理后，可用于做仿真皮高档女装面料、雨伞布、过滤材料等。

然而，现有技术制备异纤度异上染率涤纶低弹丝的品种单一，且单丝的纤度及粗细都受到限制，制成的织物存在柔软性不足以及无法染出美观的深浅色条纹的缺点，这在较大程度上限制了异纤度异上染率涤纶低弹丝的发展。同时由于涤纶分子上不含有亲水性基团，属于疏水性纤维，其分子结构中缺少像纤维素或蛋白质纤维那样的能与染料发生结合的活性基团。涤纶纤维成品为部分结晶的超分子结构，其结晶部分分子链相互平行，大多呈反式构象，而无定形区则多呈顺式构象。由常规pet的分子结构及结晶情况可知，其分子排列相当紧密，使得常规pet纤维的染色性能差。因此常规pet纤维如常规的涤纶dty丝束染色一般采用分散染料染色，通常采取高温高压染色。采用高温高压染色方法对设备要求高，染色时间长，能耗大，且不能够从根本上改变涤纶纤维染色性能差的问题。

因此，如何克服现有技术存在的问题，研究一种不同纤度同时染色时可以染出美观的深浅色条纹且染色效果好的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种不同纤度同时染色时可以染出美观的深浅色条纹且染色效果好的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，同时在dty设备零罗拉和第一罗拉之间设置破沟罗拉和变频移丝器，将改性聚酯丝束从破沟罗拉表面经过，制得异纤度异上染率涤纶低弹丝；

两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝是按poy工艺由改性聚酯熔体制得的；

所述改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的己二醇混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应；

带叔丁基侧基的己二醇的结构式如下：

式中，r为-h、-ch2ch3或-c(ch3)3；

本发明的异纤度异上染率涤纶低弹丝，通过改性聚酯分子链中引入带叔丁基侧基的己二醇链段，带叔丁基侧基的己二醇中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，导致改性聚酯的空洞自由体积增大，空洞自由体积的增大将有助于染料分子扩散进入到纤维空隙中，提高了染料的上染率，降低染色温度和缩短染色时间，提高了染色效果；

破沟罗拉为周面刻有多个环形凹槽的罗拉，多个环形凹槽环绕罗拉的中心轴，且沿罗拉的中心轴等间距分布，变频移丝器用于带动聚酯poy丝在破沟罗拉周面沿罗拉中心轴作往复运动；

破沟罗拉端面的直径为80mm；相邻两凹槽之间的间距为6mm，沿罗拉中心轴方向最外侧的两凹槽与距离其最近的罗拉端头之间的间距都为3.25mm；凹槽的深度为2.6mm，宽度为4mm，数量为4个；变频移丝器的移动周期为5～99往复次数/min，周期的大小影响主要是单位长度的竹节数，跟产品的风格相关；

本发明通过在dty设备中增设破沟罗拉和变频移丝器来制备异纤度异上染率涤纶低弹丝，破沟罗拉表面设有多个环形凹槽，由于环形凹槽内破沟罗拉的周长小于环形凹槽外破沟罗拉的周长，因而纤维在环形凹槽外时受到的张力大于在环形凹槽内时，纤维在环形凹槽外时的拉伸倍数较大(牵伸倍数控制在1.6～1.8)，纤维在环形凹槽内时的拉伸倍数较小(牵伸倍数控制在1.2～1.3)，变频移丝器能够带动聚酯poy丝在破沟罗拉周面沿罗拉中心轴作往复运动，使得聚酯poy丝的拉伸倍数在瞬间发生改变，取得控制聚酯dty丝粗细片段的改变的效果，使得聚酯dty丝出现不同吸色片段长短的变化，最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝粗节和细节明显，异纤度异上染率涤纶低弹丝的特征之一是丝束的粗细存在一定差异，织物中出现疏密结构，由异纤度异上染率涤纶低弹丝制得的织物的透气性能优良(针织物的透湿量为150-170g/m²·h)，同时由于粗节和细节部分对应的结晶度存在较大差异，使其上染率存在较大的差异，由异纤度异上染率涤纶低弹丝制得的织物染色时可以染出美观的深浅色条纹；

所述dty工艺的第二热箱温度为130～150℃，没有用第二热箱加热的一般为高弹丝，用第二热箱加热的一般为低弹丝，本发明制得的为低弹丝。

作为优选的技术方案：

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝的单丝纤度分别为0.5～0.7dtex和1.5～2.5dtex，异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1～2:1～2。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度≥2.8cn/dtex，断裂伸长率为33.0±3.0％，线密度偏差率≤1.5％，断裂强度cv值≤5.0％，断裂伸长cv值≤10.0％，沸水收缩率为5.9±0.8％，含油率为2.50±0.50wt％，卷曲收缩率为14.0±0.5％；本发明含带叔丁基侧基的己二醇链段的纤维的品质和质量相比于现有技术未降低，改性后的纤维仍具有良好的力学性能和可纺性等；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为87.3～91.4％，耐皂洗色牢度(涤沾色和棉沾色)达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度大于4级；在其他测试条件相同的情况下，对比样在130℃的温度条件下的上染率为85.7％，耐皂洗色牢度小于5级，涤沾色为4～5级，棉沾色为4级，干摩擦牢度为4～5级，湿摩擦牢度为3～4级，对比样与本发明的异纤度异上染率涤纶低弹丝的区别仅在于其材质为普通聚酯；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为0.31～5.80个/m，本发明的竹节状涤纶丝粗细变化明显，具有仿竹节丝风格，织物有特殊的镂空菱形图案，手感细腻舒适，悬垂性良好。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝的横截面都为圆形。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，所述带叔丁基侧基的己二醇的合成方法为：首先，按原料a与硫酸的摩尔比为1.5～2:1的比例将浓度为300～350g/l的原料a溶液和浓度为200～300g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至10～15℃，接着进行电解还原至原料a的浓度低于10wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯；

r为-h、-ch2ch3和-c(ch3)3时，原料a分别对应为2,2-甲基丙醛、2,2-二甲基3-戊酮和2,24,4-四甲基3-戊酮。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，所述改性聚酯的制备步骤如下：

(1)酯化反应；

将对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的己二醇配成浆料，加入催化剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压～0.3mpa，酯化反应的温度为250～260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％以上时为酯化反应终点；

(2)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30～50min内由常压平稳抽至绝对压力500pa以下，反应温度为250～260℃，反应时间为30～50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100pa以下，反应温度为270～282℃，反应时间为50～90min。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，所述对苯二甲酸、乙二醇和带叔丁基侧基的己二醇的摩尔比为1:1.2～2.0:0.03～0.05，所述催化剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03～0.05wt％和0.01～0.05wt％(质量百分比)；本发明的带叔丁基侧基的己二醇的添加量优选该范围既能保证改性后的纤维具有良好的力学性能和结晶度，同时还能显著提高纤维的染色性能，有利于纤维的生产和应用，带叔丁基侧基的己二醇的添加量可根据实际需要适当调整，但不宜太过，添加量过高对聚酯大分子结构的规整性破坏太大，对纤维的结晶度以及力学性能影响过大，不利于纤维的生产和应用，过低则染色效果提升不明显。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，改性聚酯的数均分子量为25000～30000，分子量分布指数为1.8～2.2。

如上所述的异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，所述poy工艺的流程为：计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕；

所述poy工艺的参数为：纺丝温度280～285℃，冷却温度17～20℃，卷绕速度3200～3600m/min；

所述dty工艺的流程为：导丝、合股、网络、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕；

所述dty工艺的参数为：纺丝速度500～700m/min，定型超喂率3.5～5.5％，卷绕超喂率3.0～5.5％，第一热箱温度180～200℃，拉伸比1.2～1.7。

发明机理：

本发明制备的异纤度异上染率涤纶低弹丝可以染出美观的深浅色条纹的机理如下：

预取向poy丝在牵伸过程中纤维的大分子链和聚集态结构单元发生舒展，取向度提高，同时牵伸时可赋予纤维较高的能量，使分子构象不断向能垒低的稳定态转变，卷曲的大分子逐步伸直，易于砌入晶格，大分子间作用力加强，晶区结构较为完整，最终使结晶度增加。在纤维热牵伸过程中，分子链发生取向、驰豫解取向和结晶三者之间的相互竞争，通过合理组合牵伸温度和牵伸倍数，可以得到具有不同取向和结晶结构的产品，产品的性能也会因此而产生差异。

本发明通过在dty设备中增设破沟罗拉和变频移丝器，造成纤维的拉伸倍数产生差异，破沟罗拉表面设有多个环形凹槽，由于环形凹槽内破沟罗拉的周长小于环形凹槽外破沟罗拉的周长，因而纤维在环形凹槽外时受到的张力大于在环形凹槽内时，纤维在环形凹槽外时的拉伸倍数较大(牵伸倍数控制在1.6～1.8)，纤维在环形凹槽内时的拉伸倍数较小(牵伸倍数控制在1.2～1.3)，变频移丝器能够带动聚酯poy丝在破沟罗拉周面沿罗拉中心轴作往复运动，使得聚酯poy丝的拉伸倍数在瞬间发生改变，取得控制聚酯dty丝粗细片段的改变的效果，使得聚酯dty丝出现不同吸色片段长短的变化。

纤维的拉伸倍数产生差异能够使得纤维的粗细产生有规律的变化。随着牵伸倍数的增大，纤维的纤度不断变小，大分子轴取向度增加，纤维强度增大，伸长下降，初始模量提高，结晶度增大，染色后的纤维具有颜色是由于纤维中所含染料对可见光发生了选择性吸收反射出或透过吸收光的补色而呈现颜色，颜色的深浅与纤维对光的反射和散射强弱有关，纤维的纤度越小，纤维越细，纤维的比表面积越大，纤维表面对光的反射越强，进入纤维内部的光越少，经纤维吸收后反射或透射出的光越弱，纤维的颜色就越浅；因此，细的部分结晶度、取向度大，染色后的表观颜色深度低；粗的部分结晶度、取向度小，染色后的表观颜色深度高，进而使得纤维产生异纤度、异上染率现象，因此由异纤度异上染率涤纶低弹丝制得的织物染色时可以染出美观的深浅色条纹。

本发明解决现有技术制备的异纤度异上染率涤纶低弹丝的染色效果差的问题的机理如下：

聚合物中的大分子链不是完全紧密的堆砌，在大分子链之间总是有空隙存在，这部分空隙体积即为自由体积。要使小分子渗透到高分子内部，高分子内或高分子间要有足够大的空隙，所以小分子的渗透率和扩散性与高分子结构中的空隙大小(即自由体积的尺寸)有关，在一定范围内，自由体积的尺寸越大，小分子的渗透率越高，扩散性越好。自由体积又分为空洞自由体积和狭缝自由体积，空洞自由体较狭缝自由体积具更大的空间尺寸，对于小分子的渗透率的提升，空洞自由体积较狭缝自由体积效果更加明显。

自由体积的尺寸和类型主要取决于聚合物的结构，影响聚合物结构的主要因素为立体阻碍、侧基大小、侧基结构等。当聚合物主链上某一位置被侧基取代时，必然引起主链活动性的变化，从而改变了链与链间的相互作用力，链与链间的距离亦会发生相应的改变，结果导致内聚能和自由体积的变化，高分子侧链上的取代基的极性、大小、长短等对分子链的刚性、分子间的相互作用乃至聚合物结构的自由体积分数都有一定的影响，因此，取代基不同产生的效应不同，往往导致聚合物的渗透分离性能也各不相同。

对于乙二醇、丁二醇等二元醇直链分子，主链上的c原子处于一上一下呈锯齿形排列，当主链上某个亚甲基上的h原子被甲基(-ch3)取代时，侧基上的c原子与主链c原子不在同一平面内，于是，中心c上的四个sp3杂化轨道分别与周围四个c原子上的空轨道重叠，形成四个完全相同的σ键，呈正四面体排列，四个碳原子分别位于正四面体的四个顶点，当甲基的三个氢进一步被甲基取代时，这时就相当于叔丁基取代，形成一个更大的四面体结构，这种正四面体排列的分子链相对呈锯齿形排列的分子链，空洞自由体积明显增大了很多，能够显著提高小分子的渗透率和扩散性；而当主链上某个亚甲基上的h原子被长支链取代基取代时，主要增大的是狭缝自由体积，增大幅度较小，对小分子的渗透率和扩散性的提升效果有限，同时由于长支链取代基的刚性较小，分子链之间容易发生缠结，不利于自由体积的增大。

本发明通过在聚酯分子链中引入带叔丁基侧基的己二醇显著提升了涤纶工业丝的染色性能，带叔丁基侧基的己二醇的结构式如下：

式中，r为-h(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇)、-ch2ch3(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇)或-c(ch3)3(带叔丁基侧基的己二醇为2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇)；

带叔丁基侧基的己二醇中叔丁基的存在会引起主链活动性的变化，从而改变了链单元间的相互作用力，分子链单元间的距离亦会发生相应的改变，导致改性聚酯的空洞自由体积增大。与短支链取代基(如甲基、乙基等基团)相比，叔丁基占据了较大的空间位置，在分子链排列的方式上将获得更大的自由体积；与长支链取代基相比，一方面叔丁基增大的是空洞，而长支链取代基增大的是狭缝自由体积，另一方面叔丁基的刚性大于长支链取代基，减少了分子链之间的缠结，因而叔丁基较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积。由于聚酯结晶度高且表面光滑，表面活性基团很少，染色效果不够理想，带叔丁基侧基的己二醇的引入使得改性聚酯的空洞自由体积增大，空洞自由体积的增大将有助于在染色过程中使部染料分子扩散进入到纤维空隙中可降低染色温度，缩短染色的时间，减少能耗，同时也提高了纤维的上染率。

有益效果：

(1)本发明的一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，通过在聚酯分子链中引入具有特定结构的带叔丁基侧基的己二醇，从而增加了聚酯的空洞自由体积，使染料小分子更容易渗透到聚酯内部，从而改善了涤纶低弹丝的染色性能，提高了涤纶低弹丝的上染率和色牢度，进而可提高面料的染色品质；

(2)本发明的一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，操作简单，仅需对聚酯进行改性同时在dty设备中增设破沟罗拉和变频移丝器，并控制丝束以特定频率沿特定方向从破沟罗拉表面经过即可；

(3)本发明的一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，能够制得粗节和细节分明、透气性能优良、染色效果优异且用同一种染浴染色时可以染出美观的深浅色条纹的涤纶低弹丝。

附图说明

图1为本发明合成带叔丁基侧基的己二醇的反应装置示意图；

图2为本发明的dty设备的结构示意图；

图3为本发明的破沟罗拉的正视图；

图4为本发明的破沟罗拉的左视图；

图5为现有技术中的dty设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.5:1的比例将浓度为320g/l的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为200g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至12℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.5wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置示意图如图1所示，反应化学方程如下：

制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-h；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:1.2:0.03的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇配成浆料，加入三氧化二锑和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.1mpa，酯化反应的温度为250℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的93％时为酯化反应终点，三氧化二锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％和0.02wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为480pa，反应温度为250℃，反应时间为31min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为100pa，反应温度为270℃，反应时间为50min，制得的改性聚酯的数均分子量为30000，分子量分布指数为2.0；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.5dtex和1.5dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度17℃，卷绕速度3500m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，用于聚酯dty工艺的dty设备，如图2所示，包括原丝架、切丝器、零罗拉、变频移丝器、破沟罗拉、第一罗拉、滑轨、第一热箱、冷却板、假捻器、张力仪、第二罗拉、网络喷嘴、第二热箱、第三罗拉、油轮和卷绕器，其中，破沟罗拉的正视图和左视图分别如图3和4所示，破沟罗拉为周面刻有多个环形凹槽的罗拉，多个环形凹槽环绕罗拉的中心轴，且沿罗拉的中心轴等间距分布，变频移丝器用于带动改性聚酯poy丝在破沟罗拉周面沿罗拉中心轴作往复运动，破沟罗拉端面的直径为80mm；相邻两凹槽之间的间距为6mm，沿罗拉中心轴方向最外侧的两凹槽与距离其最近的罗拉端头之间的间距都为3.25mm；凹槽的深度为2.6mm，宽度为4mm，数量为4个；

位于原丝架上的改性聚酯poy丝经导丝管导出后再依次经过切丝器、零罗拉、变频移丝器、破沟罗拉表面、第一罗拉、第一热箱、冷却板、假捻器、张力仪、第二罗拉、网络喷嘴、第二热箱、第三罗拉、油轮和卷绕器从而完成导丝、合股、网络、加热拉伸、假捻、热定型和卷绕过程即完成dty工艺得到异纤度异上染率涤纶低弹丝，其中，变频移丝器的移动周期为99往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度400m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率4.0％，第一热箱温度190℃，第二热箱温度130℃，拉伸比1.7。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1:1；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.92cn/dtex，断裂伸长率为30.0％，线密度偏差率为1.44％，断裂强度cv值为5.0％，断裂伸长cv值为9.8％，沸水收缩率为5.9％，含油率为2.2wt％，卷曲收缩率为19.0％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为87.3％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为5.80个/m。

对比例1

一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤与实施例1基本一致，不同之处在于不对聚酯进行改性，制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1:1；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.92cn/dtex，断裂伸长率为30.0％，线密度偏差率为1.44％，断裂强度cv值为5.0％，断裂伸长cv值为9.8％，沸水收缩率为5.9％，含油率为2.2wt％，卷曲收缩率为19.0％，竹节长度为5.80个/m；在与实施例1其他测试条件相同的情况下，对比样在130℃的温度条件下的上染率为85.7％，耐皂洗色牢度为4～5级，干摩擦牢度为4～5级，湿摩擦牢度为3～4级，对比样与本发明的异纤度异上染率涤纶低弹丝的区别仅在于其材质为普通聚酯。两者对比可知，本发明通过对聚酯进行改性，大大提高了聚酯纤维的染色性能且力学性能不受影响。

对比例2

一种异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，制备步骤与实施例1基本一致，不同之处在于，步骤(1)中采用1,2-十二烷基二醇替代2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇，制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1:1；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.85cn/dtex，断裂伸长率为32.0％，线密度偏差率为1.48％，断裂强度cv值为5.1％，断裂伸长cv值为9.8％，沸水收缩率为6.5％，含油率为2.2wt％，卷曲收缩率为19.0％，竹节长度为5.80个/m。在与实施例1其他测试条件相同的情况下，制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝在130℃的温度条件下的上染率为85.2％，耐皂洗色牢度为4～5级，干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为4级，均低于本发明。

与实施例1对比可以发现，带叔丁基侧基的己二醇(2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇)相对于含长支链取代基的1,2-十二烷基二醇更有利于提升纤维的染色性能，这主要是因为一方面带叔丁基侧基的己二醇增大的自由体积更多的是空洞自由体积，而长支链取代基增大的自由体积更多的是狭缝自由体积，另一方面带叔丁基侧基的己二醇的刚性大于长支链取代基，减少了分子链之间的缠结，因而带叔丁基侧基的己二醇较长支链取代基在分子链排列的方式上具有更多的自由体积，空洞自由体积的增大将有助于染料扩散进入到纤维空隙中，提高了纤维的上染率，降低染色温度和缩短染色时间，相对于长支链取代基更有利于提升纤维的染色性能。

对比例3

一种涤纶丝的制备方法，制备步骤与实施例1基本一致，不同之处在于，其制备涤纶丝时采用的dty设备如图5所示，dty设备中不含变频移丝器和破沟罗拉。最终制得的涤纶丝为常规涤纶dty丝，并不呈竹节状，将实施例1与对比例3相对比可以看出，正是由于本申请的变频移丝器和破沟罗拉的作用，本发明才能够制得美观且品质好的呈竹节状的涤纶低弹丝。

实施例2

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,2-二甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.6:1的比例将浓度为350g/l的2,2-二甲基3-戊酮溶液和浓度为210g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至11℃，接着进行电解还原至2,2-二甲基3-戊酮的浓度为9.0wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-ch2ch3；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:1.5:0.034的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇配成浆料，加入乙二醇锑和磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压，酯化反应的温度为251℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的92％时为酯化反应终点，乙二醇锑和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％和0.01wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力为500pa，反应温度为252℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为100pa，反应温度为271℃，反应时间为55min，制得的改性聚酯的数均分子量为29000，分子量分布指数为2.1；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.5dtex和2.5dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度280℃，冷却温度17℃，卷绕速度3200m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为5往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度500m/min，定型超喂率5.5％，卷绕超喂率3.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度140℃，拉伸比1.65。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1.2:1；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为33.0％，线密度偏差率为1.46％，断裂强度cv值为4.9％，断裂伸长cv值为9.9％，沸水收缩率为5.1％，含油率为3.0wt％，卷曲收缩率为9.0％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为89.23％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为0.31个/m。

实施例3

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,24,4-四甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.7:1的比例将浓度为340g/l的2,24,4-四甲基3-戊酮溶液和浓度为230g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至10℃，接着进行电解还原至2,24,4-四甲基3-戊酮的浓度为9.6wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-c(ch3)3；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:1.8:0.037的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇配成浆料，加入醋酸锑和亚磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压，酯化反应的温度为252℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％时为酯化反应终点，醋酸锑和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％和0.03wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为450pa，反应温度为253℃，反应时间为35min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为90pa，反应温度为274℃，反应时间为60min，制得的改性聚酯的数均分子量为37500，分子量分布指数为2.2；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.6dtex和1.5dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度285℃，冷却温度20℃，卷绕速度3600m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为15往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度500m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率3.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度150℃，拉伸比1.7。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1.5:1.3；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.95cn/dtex，断裂伸长率为33.0％，线密度偏差率为1.5％，断裂强度cv值为4.7％，断裂伸长cv值为10.0％，沸水收缩率为6.7％，含油率为2.50wt％，卷曲收缩率为14.5％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为88.2％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为6级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为0.93个/m。

实施例4

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.8:1的比例将浓度为300g/l的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为250g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至15℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.3wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-h；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:1.9:0.04的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇配成浆料，加入醋酸锑和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3mpa，酯化反应的温度为254℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的96％时为酯化反应终点，醋酸锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％和0.05wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在40min内由常压平稳抽至绝对压力为410pa，反应温度为255℃，反应时间为32min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为95pa，反应温度为275℃，反应时间为70min，制得的改性聚酯的数均分子量为25000，分子量分布指数为2.2；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.6dtex和2.0dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度282℃，冷却温度20℃，卷绕速度3500m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为25往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度500m/min，定型超喂率4.5％，卷绕超喂率5.5％，第一热箱温度200℃，第二热箱温度150℃，拉伸比1.4。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为2:1；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.96cn/dtex，断裂伸长率为36.0％，线密度偏差率为1.38％，断裂强度cv值为4.85％，断裂伸长cv值为9.7％，沸水收缩率为5.9％，含油率为2.0wt％，卷曲收缩率为13.5％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为91.4％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为6级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为1.53个/m。

实施例5

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,2-二甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为1.9:1的比例将浓度为310g/l的2,2-二甲基3-戊酮溶液和浓度为300g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至15℃，接着进行电解还原至2,2-二甲基3-戊酮的浓度为8.8wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-ch2ch3；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:2.0:0.042的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,5,5-四甲基-3,4-二乙基-3,4-己二醇配成浆料，加入乙二醇锑和亚磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.2mpa，酯化反应的温度为256℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的99％时为酯化反应终点，乙二醇锑和亚磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％和0.04wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在45min内由常压平稳抽至绝对压力为490pa，反应温度为257℃，反应时间为40min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为90pa，反应温度为277℃，反应时间为75min，制得的改性聚酯的数均分子量为27800，分子量分布指数为1.8；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.7dtex和2.2dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度280℃，冷却温度17℃，卷绕速度3200m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为50往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度700m/min，定型超喂率4.0％，卷绕超喂率4.5％，第一热箱温度195℃，第二热箱温度130℃，拉伸比1.2。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为2:1.4；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.9cn/dtex，断裂伸长率为33.0％，线密度偏差率为1.5％，断裂强度cv值为4.7％，断裂伸长cv值为10.0％，沸水收缩率为5.5％，含油率为2.5wt％，卷曲收缩率为14.0％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为89.3％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为3.13个/m。

实施例6

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,24,4-四甲基3-戊酮与硫酸的摩尔比为2:1的比例将浓度为350g/l的2,24,4-四甲基3-戊酮溶液和浓度为220g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至13℃，接着进行电解还原至2,24,4-四甲基3-戊酮的浓度为9.6wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-c(ch3)3；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:1.2:0.045的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,4,4-四甲基-3,4-二叔丁基-3,4-己二醇配成浆料，加入三氧化二锑和磷酸三甲酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.2mpa，酯化反应的温度为258℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的95％时为酯化反应终点，三氧化二锑和磷酸三甲酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％和0.01wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力为430pa，反应温度为258℃，反应时间为40min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为94pa，反应温度为280℃，反应时间为80min，制得的改性聚酯的数均分子量为29100，分子量分布指数为1.9；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.7dtex和2.5dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度283℃，冷却温度20℃，卷绕速度3600m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为75往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度700m/min，定型超喂率5.5％，卷绕超喂率5.5％，第一热箱温度200℃，第二热箱温度150℃，拉伸比1.2。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1.5:2；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为3.0cn/dtex，断裂伸长率为30.0％，线密度偏差率为1.5％，断裂强度cv值为4.7％，断裂伸长cv值为9.8％，沸水收缩率为5.1％，含油率为2.5wt％，卷曲收缩率为14.5％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为91.4％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为5级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为4.63个/m。

实施例7

异纤度异上染率涤纶低弹丝的制备方法，步骤如下：

(1)制备改性聚酯；

(1.1)合成2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇，方法为：首先，按2,2-甲基丙醛与硫酸的摩尔比为1.5:1的比例将浓度为340g/l的2,2-甲基丙醛溶液和浓度为260g/l的稀硫酸溶液混合加入阴极电解池中，然后，将混合液冷却至13℃，接着进行电解还原至2,2-甲基丙醛的浓度为9.5wt％，最后进行冷却结晶、分离和提纯，合成过程中所采用的反应装置以及反应化学方程与实施例1一致，制得的2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇的结构式如式(ⅰ)所示，式中，r为-h；

(1.2)酯化反应；

将摩尔比为1:2.0:0.05的对苯二甲酸、乙二醇和2,2,5,5-四甲基-3,4-己二醇配成浆料，加入乙二醇锑和磷酸三苯酯混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3mpa，酯化反应的温度为260℃，当酯化反应中的水馏出量达到理论值的91％时为酯化反应终点，乙二醇锑和磷酸三苯酯的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt％和0.05wt％；

(1.3)缩聚反应；

酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力为400pa，反应温度为260℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力为88pa，反应温度为282℃，反应时间为90min，制得的改性聚酯的数均分子量为5000，分子量分布指数为2.1；

(2)制备两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝；

分别将改性聚酯熔体经计量、喷丝板挤出、冷却、上油和卷绕后得到横截面都为圆形且单丝纤度分别为0.55dtex和1.5dtex的改性聚酯poy丝，poy工艺的参数为：纺丝温度280℃，冷却温度20℃，卷绕速度3500m/min；

(3)制备异纤度异上染率涤纶低弹丝；

将两种单丝纤度不同的改性聚酯poy丝并丝后按dty工艺进行加工，改性聚酯poy丝采用与实施例1结构相同的dty设备经过与实施例1基本相同的dty工艺流程后制得异纤度异上染率涤纶低弹丝，dty工艺与实施例1的不同之处在于，变频移丝器的移动周期为90往复次数/min，dty工艺的参数为：纺丝速度700m/min，定型超喂率3.5％，卷绕超喂率5.0％，第一热箱温度180℃，第二热箱温度145℃，拉伸比1.5。

最终制得的异纤度异上染率涤纶低弹丝中单丝纤度较大的改性聚酯poy丝与单丝纤度较小的改性聚酯poy丝的纤度比为1.7:2；异纤度异上染率涤纶低弹丝的断裂强度为2.8cn/dtex，断裂伸长率为34.0％，线密度偏差率为1.38％，断裂强度cv值为4.85％，断裂伸长cv值为9.8％，沸水收缩率为5.1％，含油率为2.8wt％，卷曲收缩率为14.0％；

异纤度异上染率涤纶低弹丝在120℃的温度条件下的上染率为90.3％，耐皂洗色牢度达到5级，干摩擦牢度达到5级，湿摩擦牢度为6级；

异纤度异上染率涤纶低弹丝呈竹节状，竹节长度为5.53个/m。