一种含磺酸盐基团的化合物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种含有间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元、对苯二甲酸结构单元和丁二醇结构单元的含磺酸盐基团化合物及其制备方法和用途。
背景技术
聚酯的物理力学性能优良，但由于聚酯分子链结构紧密，结晶度和取向度较高，极性较小，缺乏亲水性，在聚酯的长链分子间没有可适当容纳染料分子的间隙，因此聚酯的染色效果差。
在改善聚酯的阳离子染色效果的方法中，最常用的是在聚酯中共聚第三单体间苯二甲酸-5-磺酸盐、对苯二甲酸-5-磺酸盐或它们的酯化衍生物。如日本专利特开2000-355831、特开2003-301328和中国专利CN204999829U都公开了通过在聚酯的聚合反应中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸二甲酯-5磺酸盐赋予最终聚酯阳离子可染性能。但是上述专利公开的技术方案，都会存在因间苯二甲酸-5-磺酸盐或间苯二甲酸二甲酯-5磺酸盐单体与聚合物相容性差而导致形成的异物对后期聚合滤压产生的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够改善聚酯阳离子可染性能的含磺酸盐基团的化合物及其制备方法。该含磺酸盐基团的化合物与聚酯的相容性好，后续聚酯熔融纺丝滤压上升少、纺丝工程中滤网的更换周期长、成本低。
本发明的技术解决方案如下：
一种含磺酸盐基团的化合物，其分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐单元，如式2所示的对苯二甲酸单元及如式3所示的丁二醇单元；该化合物的数均分子量为600～2000g/mol，其中含有四氢呋喃抑制剂；
式1中X为钠离子、钾离子或锂离子。
该含磺酸盐基团的化合物中四氢呋喃抑制剂含量优选相对于该化合物总量的20～200ppm。
所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比优选1：0.1～30.0；所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与丁二醇单元的摩尔比优选1：1.5～2.0。
所述四氢呋喃抑制剂优选四乙基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锂、醋酸镁、醋酸钾、醋酸锂、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁、六偏磷酸钠中的一种或几种。
本发明还公开了一种上述含磺酸盐基团的化合物的制备方法。在反应釜中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物，对苯二甲酸或其酯化物，以及丁二醇，然后加入催化剂钛酸正四丁酯或钛酸四异丙酯，四氢呋喃抑制剂，在170～240℃下反应2～5个小时，得到数均分子量为600～2000g/mol的含磺酸盐基团的化合物；所述磺酸盐为磺酸钠、磺酸钾或磺酸锂。
所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比优选1：0.1～30.0。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的总量，与丁二醇的摩尔比优选1：1.5～2.0。
所述四氢呋喃抑制剂的添加量优选相当于丁二醇添加总量的30～300ppm；所述四氢呋喃抑制剂优选四乙基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锂、醋酸镁、醋酸钾、醋酸锂、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁、六偏磷酸钠中的一种或几种。
本发明所述含磺酸盐基团的化合物与聚酯的相容性好，可用于加入聚酯中以提高聚酯的阳离子染色性能，且所得聚酯在后续的加工如纺丝阶段滤压上升少、组件寿命长、成本低。
具体实施方式
在一般的技术中，赋予聚酯阳离子染料可染性能为在聚酯中共聚间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物。但是间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物与聚酯的相容性不好，且在聚合过程中容易发生自聚反应，导致聚酯制备过程中及其后续加工过程中的滤压上升，容易断丝，制成的纱线强度低。
为了解决上述问题，本发明提供了一种含磺酸盐基团的化合物，该含磺酸盐基团的化合物的分子链上包括三种结构单元，如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元、如式2所示的对苯二甲酸结构单元和如式3所示的丁二醇结构单元，
式1中X为钠离子、钾离子或锂离子。
该含磺酸盐基团的化合物中的对苯二甲酸结构单元可以减少间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物的自聚反应，提高含磺酸盐基团的化合物与聚酯的相容性，从而使后续阳离子可染聚酯的纺丝滤压得到改善。同时，苯环类结构的引入，增加了磺酸盐类化合物分子内及分子间的空间位阻，从而降低了磺酸盐基团的相互吸引，有效抑制了在合成阳离子可染聚酯的过程中含磺酸盐基团的化合物的团聚，减少聚酯中异物的产生，从而对阳离子可染聚酯的加工性没有影响。
所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔量为1，当对苯二甲酸单元太多时，作为可染第三单体使用含磺酸盐基团的化合物时候，需要大量添加，造成成本增加，共聚酯难以达到阳离子可染的效果；当对苯二甲酸单元太少时，间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化衍生物容易自聚，作为可染第三单体使用含磺酸盐基团的化合物得到的阳离子可染聚酯的纺丝滤压高，制品合格率低，物性差。本发明优选所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔比为1：0.1～30.0，更优选1：0.5～20.0。
所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与丁二醇单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量为1，当丁二醇单元太低时，会导致生成的含磺酸盐基团的物质的数均分子量过大，在加入聚酯中时，不利于含磺酸盐基团的物质的分散，从而导致其凝聚，聚酯中的异物增加，最终影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压。本发明优选所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与丁二醇单元的摩尔比为1：1.3～2.0，更优选1：1.5～2.0。
本申请的含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为600～2000g/mol。如果含磺酸盐基团的化合物的数均分子量高于2000g/mol的话，导致含磺酸盐基团的化合物的粘度过大，易于凝聚，从而降低了其在聚酯中的分散性，聚酯中异物增加，最终影响聚酯的加工性。所述含磺酸盐基团的物质的数均分子量优选600～1500g/mol。
本发明还公开了一种上述含磺酸盐基团的化合物的制备方法，具体步骤如下：在酯化反应釜中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物、对苯二甲酸或其酯化物和丁二醇；启动搅拌器，加入催化剂钛酸正四丁酯或钛酸四异丙酯，另外加入碱性化合物的四氢呋喃抑制剂，在150～240℃下反应2～5个小时到达终点，得到数均分子量为600～2000g/mol的含磺酸盐基团的化合物；所述磺酸盐为磺酸钠、磺酸钾或磺酸锂。
本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐酯化物为间苯二甲酸-5-磺酸盐、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸盐、间苯二甲酸单甲酯-5磺酸盐、间苯二甲酸单乙酯-5-磺酸盐、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸盐、间苯二甲酸二丁二醇-5-磺酸盐等小分子量磺酸盐；所述对苯二甲酸酯化物为对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸单甲酯、对苯二甲酸单乙酯等小分子芳香族二羧酸酯。
本发明的反应温度为150～240℃，当温度低于150℃时，由于反应温度过低，反应进行不完全，得到的产物中除了上述的含磺酸盐基团的物质外还有大量没有参与反应的间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物，将其加入到聚酯中的话，会导致聚酯中的异物增多，影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压；当温度高于240℃时，会促进间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物自聚物的形成，这种自聚物与聚酯的相容性低，加入到聚酯中的话，会导致聚酯中的异物加多，影响聚酯的加工性。
在添加各种原料时，所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与对苯二甲酸或其酯化物的摩尔比优选1：0.1～30.0；所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的总量，与丁二醇的摩尔比优选1：1.5～10.0。
本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的摩尔总量与丁二醇的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的摩尔总量为1，当丁二醇的添加量太低时，反应速度低、时间过长，副产物较多、反应率低，作为可染第三单体使用含磺酸盐基团的化合物时影响聚酯的物性；当丁二醇的添加量太多时，容易产生突沸，另外反应过程中的副产物增多，增加处理成本。本发明优选所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和对苯二甲酸单元的摩尔总量与丁二醇单元的摩尔比为1：1.5～2.0。
本发明中所述催化剂为钛酸正四丁酯或钛酸四异丙酯，其添加量太低的话，造成催化活性不足，反应速度过慢；其添加量太高的话，催化活性过高，热分解等副反应也会变多，导致得到的含磺酸盐基团的化合物的物性变差。本发明优选催化剂的添加量相当于间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和对苯二甲酸或其酯化物的总量的30～4500ppm，更优选300～3000ppm。
丁二醇在聚合反应过程中容易生成四氢呋喃，四氢呋喃易挥发、有毒、易燃、有爆炸的危险，且副产物四氢呋喃的产生会导致聚合的丁二醇的量的减少，降低了丁二醇的反应率。本发明中为了抑制四氢呋喃的生成，在反应中添加了四氢呋喃抑制剂。所述四氢呋喃抑制剂优选四乙基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化锂、醋酸镁、醋酸钾、醋酸锂、碳酸钙、六偏磷酸钠中的一种或者几种，更优选四乙基氢氧化铵。如果四氢呋喃抑制剂的添加量太低的话，不能起到抑制四氢呋喃生成的作用；如果四氢呋喃抑制剂的添加量太高的话，由于四氢呋喃抑制剂为碱性化合物，聚合催化剂钛酸正四丁酯或钛酸四异丙酯在过碱性的环境下容易水解，影响催化活性。本发明优选四氢呋喃抑制剂的添加量相当于丁二醇添加总量的30～300ppm，更优选150～300ppm。
本发明的含磺酸盐基团的化合物可以作为阳离子可染第三单体，应用在阳离子可染聚酯中。该含磺酸盐基团的化合物可以在聚酯的酯化反应阶段加入也可以在缩聚反应前阶段加入，根据染色要求及聚酯种类，该含磺酸盐基团的化合物相对于聚酯的添加量可以在0.1～10wt%的范围内变化。
与直接添加间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物单体制备得到的阳离子可染聚酯相比，由含磺酸盐基团的化合物制备得到的阳离子可染聚酯的染色效果更好，且所得聚酯经过公知的熔融纺丝法制成纤维时，熔融纺丝滤压上升少、滤网更换周期长、成本降低，同时由该聚酯制成的纱线强度高，织物的手感好。
本发明中涉及的物性参数由以下方法测定。
（1）含磺酸盐基团的化合物中各结构单元含量
通过H1-NMR核磁测试含磺酸盐基团的化合物，通过对苯二甲酸单元中苯上氢元素特征峰的面积和间苯二甲酸-5磺酸盐单元中苯上氢元素的特征峰的峰面积，以及直链二元醇中烷基上的氢元素的特征峰的峰面积的比值确定上述各个单元的摩尔比。
（2）四氢呋喃抑制剂含量
将5g样品压成片状后，使用荧光X射线分析装置测定元素的强度，用已知元素含量的样品事先做成的检测线进行换算。
（3）四氢呋喃生成量
取生成的含磺酸盐基团的化合物流出液，通过液相色谱进行分析，通过事前制作的四氢呋喃的含量的检量线，通过出峰面积计算每个样品的四氢呋喃的含量：
装置： 岛津会社 SPD-COAVP
柱： YMC-Pack ODS-A 型号：AA/2S05-1546WT
柱温度： 40℃
流速： 1.3mL/min
注入量 ： 0.05mL。
（4）滤压差ΔPa
使用过滤性测试机进行测试。滤网孔径为5μm，测试温度为290℃，吐出量为10g/min，开始进料后30分钟时记为初压Pa1，从初压开始的6小时后记录终了压力Pa2，则6小时的滤压上升值为ΔPa＝Pa2－Pa1。ΔPa越小时则表示阳离子可染聚酯中异物越少，纺丝越稳定。
（5）染色性评价方法
将阳离子可染聚酯切片干燥至水分含量在100ppm以下，经料仓进入螺杆在260℃温度下熔融，由计量泵控制其吐出量，通过由纺丝箱体控制温度在270℃条件下的纺丝组件，纺出初生纤维，在侧吹风风速25m/min条件下冷却固化成型，再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦，给油率为0.7%。给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道，经预交络器交络，进入第一罗拉（1GR），速度为2700m/min，穿过主交络器，再经绕速度为2680m/min的第二罗拉（2GR）后进入卷取机卷取制得预取向纤维（POY），卷取机的卷取速度为2690m/min。
制得的POY纤维在假捻机上加工，加工速度为500m/min、第一热箱温度为170℃、延伸倍率为1.5的条件下进行假捻加工，制得DTY纱线筒编。得到的筒编物用高温染色试验机UR・MINI-COLOR（TEXAM技术研究制造）在130℃×30min的条件下搅拌处理液、染色，所用处理液的药剂如下所示：
Dianix Blue E-Plus（德司达公司制造、分散染料） 5owf%，
NIKKA SUNSALT（日华化学公司制造、匀染剂）1g/l，
醋酸（pH调节剂）0.5g/l，
染色后，在80℃×20min的条件下使用下面的药剂配制处理液，进行还原清洗，
氢氧化钠 0.6g/l，
亚硫酸氢钠 2g/l。
然后，将筒编物水洗、风干后用作评价样品。将样品重叠成8层后用分光测色计(Datacolor Asia Pacific(H.K.)Ltd.制造的Datacolor 650）测色，用L*表示，L*是指L*a*b*表色系的明度，值越小染色性越好。
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行更详细地描述，但本发明并不限于这些实施方式。
实施例1
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠、对苯二甲酸，两者的摩尔比为1∶0.1。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸-5磺酸钠和对苯二甲酸的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.3。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。然后加入四氢呋喃抑制剂四乙基氢氧化铵200ppm，室温开始150min升温到150℃反应1hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为2000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶0.1（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.3（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团的化合物，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终阳离子可染聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表1所示。
实施例2
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠、对苯二甲酸，两者的摩尔比为1∶30。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠和对苯二甲酸的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶2.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。然后加入四氢呋喃抑制剂四乙基氢氧化铵200ppm，室温开始200min升温到250℃反应1hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为650g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶2.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶2.0（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇及上述制备的含磺酸盐基团的化合物，混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表1所示。
实施例3
含磺酸盐基团的化合物：将间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠和对苯二甲酸两者的摩尔比变更为1∶15.0，四氢呋喃抑制剂的添加量变更为100ppm。其他同实施例1制备得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1800g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶15.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.3（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表1所示。
实施例4
含磺酸盐基团的化合物：将间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠和对苯二甲酸的摩尔比变更为1∶20.0，四氢呋喃抑制剂的添加量变更为300ppm。其他同实施例1制备得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为2000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶20.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.3（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：其制备方法同实施例1，具体物性如表1所示。
实施例5
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠、对苯二甲酸二甲酯，两者的摩尔比为1∶10.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠和对苯二甲酸二甲酯的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.3。启动搅拌器，加入钛酸四乙酯700ppm。然后加入四氢呋喃抑制剂氢氧化钾200ppm，室温开始160min升温到180℃反应3hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为2000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶10.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.3（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终阳离子可染聚酯2.0wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表1所示。
实施例6
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠、对苯二甲酸单乙酯，两者的摩尔比为1∶10.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠和对苯二甲酸单乙酯的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.5。启动搅拌器，加入钛酸四乙酯700ppm。然后加入四氢呋喃抑制剂四乙基氢氧化铵200ppm，室温开始160min升温到180℃反应3hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为800g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶10.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.5（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：其制备方法同实施例1，具体物性如表2所示。
实施例7
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠、对苯二甲酸二乙酯，两者的摩尔比为1∶10.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠和对苯二甲酸二乙酯的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.4。启动搅拌器，加入钛酸四乙酯700ppm。然后加入四氢呋喃抑制剂四乙基氢氧化铵200ppm，室温开始160min升温到180℃反应3hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1200g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶10.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.4（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：其制备方法同实施例1，具体物性如表2所示。
实施例8
将间苯二甲酸-5-磺酸钠变更为间苯二甲酸-5-磺酸钠锂，四氢呋喃抑制剂氢氧化锂的添加量为200ppm。其他条件同实施例7。具体物性如表2所示。
实施例9
将间苯二甲酸-5-磺酸钠变更为间苯二甲酸-5-磺酸钠钾，四氢呋喃抑制剂醋酸钾的添加量为200ppm。其他条件同实施例1。具体物性如表2所示。
实施例10
含磺酸盐基团的化合物：将实施例7中的间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠与对苯二甲酸二乙酯的摩尔由1∶10.0变更为1∶15.0，间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠和对苯二甲酸二乙酯的总量与1，4-丁二醇的摩尔比由1∶1.4变更为1∶1.5。四氢呋喃抑制剂碳酸钾的添加量为200ppm。其他条件同实施例7制备得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶15.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.5（摩尔比）。
实施例11
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠、对苯二甲酸，两者的摩尔比为1∶0.2。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸-5磺酸钠和对苯二甲酸的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.5。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。加入四氢呋喃抑制剂四乙基氢氧化铵200ppm。室温开始150min升温到150℃反应1hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶0.2（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.5（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表2所示。
实施例12
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠、对苯二甲酸，两者的摩尔比为1∶15.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸-5磺酸钠和对苯二甲酸的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。加入四乙基氢氧化铵200ppm。室温开始150min升温到150℃反应1hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶15.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.0（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表2所示。
阳离子可染聚酯其制备方法同实施例1，具体物性如表2所示。
比较例1
将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的共聚酯。共聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表3所示。
普通聚对苯二甲酸丁二醇酯的染色性差。
比较例2
将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加间苯二甲酸二丁二醇-5-磺酸钠以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的共聚酯。共聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表3所示。
在聚对苯二甲酸丁二醇酯的反应中直接添加间苯二甲酸二丁二醇-5-磺酸钠单体得到的阳离子可染聚酯的染色性虽然提高了，但是纺丝时的滤压升高，聚酯的可纺性差。
比较例3
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和1，4-丁二醇，间苯二甲酸-5磺酸钠与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。加入四乙基氢氧化铵200ppm。室温开始150min升温到150℃反应4hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.0（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表3所示。
由于含磺酸盐基团的化合物中不含有间苯二甲酸单元，含磺酸盐基团的物质与聚酯的相容性不好，由其制得的阳离子可染聚酯的纺丝时的滤压升高，聚酯的可纺性差。
比较例4
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠、对苯二甲酸，两者的摩尔比为1∶15.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸-5磺酸钠和对苯二甲酸的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。加入四乙基氢氧化铵200ppm。室温开始150min升温到150℃反应4hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为3000g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶15.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.0（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表3所示。
由于含磺酸盐基团的化合物的数据分子量大于2000g/mol，导致最终阳离子可染聚酯的可纺性差，纺丝时的滤压升高明显。
比较例5
含磺酸盐基团的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠、对苯二甲酸二乙酯，两者的摩尔比为1∶15.0。同时投入1，4-丁二醇，间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠和对苯二甲酸二乙酯的总量与1，4-丁二醇的摩尔比为1∶1.4。启动搅拌器，加入钛酸四乙酯700ppm。室温开始160min升温到180℃反应3hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含磺酸盐基团的化合物。含磺酸盐基团的化合物的数均分子量为1200g/mol，其中间苯二甲酸-5-磺酸钠单元∶对苯二甲酸单元＝1∶15.0（摩尔比）；（间苯二甲酸-5-磺酸钠单元＋对苯二甲酸单元）∶1，4-丁二醇单元＝1∶1.4（摩尔比）。
阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸、1，4-丁二醇混合均匀后投入到反应釜中，加入以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的催化剂钛酸四丁酯，在225℃进行酯化反应。酯化反应结束后，将反应产物移入缩聚釜，添加上述制备的含磺酸盐基团物质，以及热稳定剂磷酸三甲酯，于250℃进行缩聚反应。待聚合物达到需要粘度后吐出、切粒，得到所需要的阳离子可染聚酯。阳离子可染聚酯中共聚的含磺酸盐基团物质以硫元素计占最终聚酯0.5wt%。将上述阳离子可染聚酯在280℃进行熔融纺丝得到聚酯纤维。具体物性如表3所示。
在含磺酸盐基团的化合物的合成中不添加四氢呋喃抑制剂，四氢呋喃的生成量很大。
表1～表3中A表示间苯二甲酸-5-磺酸盐单元，B表示对苯二甲酸单元，BDO表示1，4-丁二醇。
