阅读说明：本技术 含阳离子成分的化合物及其制备方法和用途 (Compound containing cation component and preparation method and application thereof ) 是由 吴亚薇 陈彬彬 成娟 望月克彦 于 2019-02-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含阳离子成分的化合物及其制备方法和用途。该化合物的分子链中包括的间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元,数均分子量为350～2500g/mol的双酚A聚氧乙烯醚结构单元,及二元醇结构单元。该含阳离子成分的化合物可在常温下保存,不会有结晶物析出,并且与聚酯的相容性好,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。(The invention discloses a compound containing a cation component, a preparation method and application thereof. The molecular chain of the compound comprises an isophthalic acid-5-sulfonate structural unit, a bisphenol A polyoxyethylene ether structural unit with the number average molecular weight of 350-2500 g/mol and a dihydric alcohol structural unit. The compound containing the cationic component can be stored at normal temperature, does not precipitate crystals, has good compatibility with polyester, and has the advantages of little filtration pressure rise of subsequent polyester melt spinning, long replacement period of a filter screen in the spinning engineering and low cost.)

含阳离子成分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、双酚A聚氧乙烯醚结构单元以及二元醇结构单元的含阳离子成分的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。如专利特願平11-238518中将制备的磺酸盐加入聚酯中来达到阳离子染色的效果，但存在因磺酸盐单体自聚、与聚酯相容性差，导致形成的异物对后期聚酯纺丝滤压产生的影响。

专利200880001148.X中合成含有磺酸盐化合物和聚乙二醇的聚酯共聚物来改善染色性，但该聚酯共聚物中使用直链的二醇，且合成的聚酯共聚物的分子量大，在聚酯聚合中加入后会与聚酯的相容性差，导致形成异物，影响纺丝滤压。

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同时又能抑制异物的含阳离子成分的化合物及其制备方法和用途。该含阳离子成分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，且该含阳离子成分的化合物相可在常温下保存，不会有结晶物析出。

本发明的技术解决方案如下：

一种含阳离子成分的化合物，其分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元，如式2所示数均分子量为350～2500g/mol的双酚A聚氧乙烯醚结构单元，及如式3所示二元醇结构单元，该含阳离子成分的化合物的数均分子量为900～4000g/mol；

　　式1，

　　式2，

　　　式3，

式1中X为钠离子、钾离子或锂离子；式2中，n、m分别为1～50的整数，且2≤n+m≤50，y为2～6的整数。

所述间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元和双酚A聚氧乙烯醚结构单元的摩尔比优选1∶0.1～2.0。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元和如式3所示二元醇结构单元的摩尔比优选1∶0.5～2.0。

所述含阳离子成分的化合物的制备方法，具体为在反应釜中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物、双酚A聚氧乙烯醚及碳原子数2～6的直链二元醇，然后加入催化剂，在170～240℃下反应2～5小时，得到数均分子量为900～4000g/mol的含阳离子成分的化合物；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双酚A聚氧乙烯醚的摩尔比优选1∶0.1～5.0。所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与碳原子数2～6的直链二元醇的摩尔比优选1∶2.0～20.0。

该含阳离子成分的化合物可应用于聚酯的制备，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，且该含阳离子成分的化合物可在常温下保存，不会有结晶物析出。

具体实施方式

在一般的技术中，为了赋予聚酯阳离子染料可染性能会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，本申请提供了一种含阳离子成分的化合物，该化合物的分子链中包括如式1所示的间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元，如式2所示数均分子量为350～2500g/mol的双酚A聚氧乙烯醚结构单元，及如式3所示二元醇结构单元，该含阳离子成分的化合物的数均分子量为900～4000g/mol；

　　式1，

　　式2，

　　　式3，

式1中X为钠离子、钾离子或锂离子；式2中，n、m分别为1～50的整数，且2≤n+m≤50，y为2～6的整数。

与现有技术相比，本发明的含阳离子成分的化合物在分子链中引入了双酚A聚氧乙烯醚结构单元，通过具有苯环的双酚A改善了含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性。同时，苯环类结构的引入，增加了含阳离子成分的化合物分子内及分子间的空间位阻，从而降低了含阳离子成分的化合物的相互吸引，有效抑制了含阳离子成分的化合物的团聚，减少聚酯中异物的产生，从而使后续阳离子可染聚酯的纺丝滤压得到改善。

本发明所述双酚A聚氧乙烯醚结构单元数均分子量为350～2500g/mol。如果双酚A聚氧乙烯醚结构单元数均分子量大于2500g/mol的话，含阳离子成分的化合物加入聚酯中使用时与聚酯的相容性变差；如果双酚A聚氧乙烯醚结构单元数均分子量小于350g/mol的话，改善含阳离子成分的化合物常温保存下结晶物析出的效果不明显，也不能进一步提高添加了本发明含阳离子成分的化合物的阳离子可染聚酯的染色性能。

本发明所述含阳离子成分的化合物的数均分子量为900～4000g/mol。如果含阳离子成分的化合物的数均分子量大于4000g/mol的话，含阳离子成分的化合物的粘度过大，会降低其在聚酯中的分散性，导致含阳离子成分的化合物凝聚，聚酯中异物增加，最终影响后续阳离子可染聚酯的纺丝滤压。所述含阳离子成分的化合物的数均分子量优选1000～3000g/mol。

所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元和双酚A聚氧乙烯醚结构单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔量为1，当双酚A聚氧乙烯醚结构单元太少时，导致含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性差，添加到聚酯中时，含阳离子成分的化合物发生凝聚，使聚酯中的异物增多，最终影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压；所述双酚A聚氧乙烯醚结构单元太多时，虽然含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性好，添加到聚酯中时不易产生异物，但是间苯二甲酸-5-磺酸盐单元浓度减少，添加到聚酯中时，将增加含阳离子成分的化合物的添加量，不仅成本增加，聚酯的阳离子可染效果也不好。本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元和双酚A聚氧乙烯醚结构单元的摩尔比优选1∶0.1～2.0。

所述间苯二甲酸-5-磺酸盐单元与如式3所示二元醇单元的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐单元的摩尔量为1，当如式3所示二元醇单元太低时，会导致生成的含阳离子成分的化合物的数均分子量过大，在加入聚酯中时，不利于含阳离子成分的化合物的分散，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。本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元和如式3所示二元醇结构单元的摩尔比优选1∶0.5～2.0，更优选1∶1.0～2.0，最优选1∶1.5～2.0。

本发明所述如式3所示二元醇单元为碳原子数2～6的直链二元醇单元，根据目标聚酯的类别可以进行选择。如用于聚对苯二甲酸乙二醇酯阳离子可染改性时，二元醇单元可选择乙二醇；用于聚对苯二甲酸丁二醇酯阳离子可染改性时，二元醇单元可选择丁二醇。

本发明还提供了一种含阳离子成分的化合物的制备方法，具体步骤如下：在反应釜中加入间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物、双酚A聚氧乙烯醚及碳原子数2～6的直链二元醇，然后加入催化剂，在170～240℃下反应2～5小时，得到数均分子量为900～4000g/mol的含阳离子成分的化合物；所述磺酸盐为磺酸钠、磺酸钾或磺酸锂。

对上述的催化剂，本发明没有做特别的限制，为一般常用的酯化反应催化剂。如钛系催化剂：钛酸四丁酯，钛酸四乙酯，钛酸四异丙酯，钛酸叔丁酯等；醋酸盐类催化剂：醋酸锂，醋酸钠，醋酸锌，醋酸锰，醋酸钙等；金属氧化物类催化剂：氧化锌，氧化锡，氧化亚锡，三氧化二锑等。

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170～240℃，当反应温度低于170℃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阳离子成分的化合物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；当反应温度高于240℃时，由于温度过高，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增多，影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压。

本发明的反应时间为2～5小时，当反应时间低于2小时时，反应不完全。当反应时间大于5小时，不仅影响了生产效率，长时间的反应不仅会导致二醇低聚物的生成，影响阳离子可染聚酯的物性；同时，长时间的反应还会导致间苯二甲酸-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，会影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压。

所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物和双酚A聚氧乙烯醚的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物的摩尔量为1，当双酚A聚氧乙烯醚太少时，导致含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性差，添加到聚酯中时，含阳离子成分的化合物发生凝聚，使聚酯中的异物增多，最终影响阳离子可染聚酯的纺丝滤压；所述双酚A聚氧乙烯醚太多时，虽然含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性好，添加到聚酯中时不易产生异物，但是含阳离子成分的化合物中间苯二甲酸-5-磺酸盐单元浓度减少，添加到聚酯中时，将增加含阳离子成分的化合物的添加量，不仅成本增加，聚酯的阳离子可染效果也不好。本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与双酚A聚氧乙烯醚的摩尔比优选1∶0.1～5.0。

所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与碳原子数2～6的直链二元醇的摩尔比中，以间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物的摩尔量为1，当碳原子数2～6的直链二元醇的添加总量太低时，会导致生成的含阳离子成分的化合物的数均分子量过大，在加入聚酯中时，不利于含阳离子成分的化合物的分散，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；当二元醇的添加量太多时，体系中间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物的浓度过低，不利于生产。本发明所述间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物与碳原子数2～6的直链二元醇添加总量的摩尔比优选1∶2.0～20.0，更优选1∶2.0～15.0。

本发明所述含阳离子成分的化合物的用途之一是在聚酯中进行添加，从而赋予聚酯阳离子可染的性能。所述聚酯可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸己二醇酯等。根据聚酯种类的不同，所述碳原子数2～6的直链二元醇可以是乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇等。

对阳离子可染聚酯的合成方法并不做特别的限定，根据原料的不同可以是直接聚合法也可以是酯交换法，根据聚合工艺的不同可以是间歇聚合法也可以是连续聚合法。根据现有的常规的聚酯制备方法，在酯化或酯交换反应阶段和缩聚反应阶段可以选择合适的反应温度、压力及催化剂。比如所述催化剂可以使锑催化剂、钛系催化剂、碱金属催化剂等。根据所需的功能，在聚酯中还可以添加热稳定剂、消光剂、调色剂等。

本发明含阳离子成分的化合物的添加可以是在聚酯直接聚合法的酯化阶段添加，也可以在酯化反应结束聚合反应前进行添加，优选在酯化反应结束聚合反应前进行添加。酯交换法时酯交换阶段添加，也可以酯交换反应结束聚合反应前进行添加，优选在酯化反应结束聚合反应前进行添加。含阳离子成分的化合物在聚酯中的含量以硫元素计可以是相当于最终阳离子可染聚酯总量的0.05wt%～5.00wt%。在使用含阳离子成分的化合物的同时，聚酯中还可以组合使用其他添加剂提高聚酯的性能例如加入聚乙二醇进一步提高聚酯的抗静电性。

本发明的含阳离子成分的化合物，具有易于保存、与聚酯相容性好的特点。以其作为添加剂制得的阳离子可染聚酯，不仅具有一般通过间苯二甲酸-5-磺酸盐或其酯化物单体得到的阳离子可染聚酯所具有的色泽鲜艳、着色度牢等优点，还具有异物含量低、可纺性好的优点。

下面通过实施例对本发明作更为详细的说明。实施例中涉及的物性参数由以下方法测定。

（1）阳离子可染聚酯染色性能

首先将阳离子可染聚酯纤维制备成筒编物,然后使用市贩的阳离子蓝色染料CB546(1％owf)、均染助剂YK91助剂1g/L、YL15助剂1g/L，在浴比为1∶30，120度条件下染色60分钟，之后在80℃、氢氧化钠0.6g／L，亚硫酸氢钠2g／L。条件下处理筒编物20分钟，之后水洗风干，测定织物的亮度L值，L值越低表示染色效果越好。

（2）滤压差ΔPa

使用滤压测试用小型过滤性实验机进行测试。在一定的吐出量条件下，使阳离子可染聚酯通过滤网，滤网孔径为5μm，测试温度为聚酯的熔点＋25℃，吐出量为10g/min，开始进料后30min时滤网前的压力记为初压Pa1,从初压开始的6hr后记录终了压力Pa2，则6hr的滤压上升值为ΔPa＝Pa2－Pa1。ΔPa越小时则表示聚酯中异物越少，纺丝越稳定。

（3）含阳离子成分的化合物中各结构单元含量

通过H¹-NMR核磁测试含阳离子成分的化合物，通过间苯二甲酸-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。

（4）含阳离子成分的化合物的分子量

取0.5g含阳离子成分的化合物，加入氯仿进行溶解，过滤，通过凝胶渗透色谱法（GPC）对含阳离子成分的化合物的分子量进行测试。

（5）聚酯中硫元素含量

将5g共聚酯压成片状后，使用荧光X射线分析装置测定元素的强度，用已知硫含量的样品事先做成的检测线进行换算。

（6）结晶物的析出比例

取含阳离子成分的化合物100g，常温下放置1个月，然后进行过滤，所得固体物质进行真空干燥5小时、称量，所得固体物质重量与之前所取化合物（100g）重量之比为结晶物的析出比例。

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

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入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∶5.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。室温开始150min升温到150℃反应1h。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出，得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1100g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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，添加上述制备的含阳离子成分的化合物，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

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶1.5，同时投入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∶5.0。其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1500g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶1.1(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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3

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶3.0,同时投入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∶5.0。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为3000g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶1.3(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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4

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶5.0，同时投入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∶5.0。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为4000g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为350g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为900g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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6

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为600g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1000g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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7

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为1500g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为2500g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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8

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为2500g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为3000g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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9

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入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∶2.0。其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1300g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝1∶0.5（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1所示。

实施例10

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入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∶10.0。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1100g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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1所示。

实施例11

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入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∶15.0。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1000g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝1∶1.6（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12

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入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∶20.0。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为900g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝1∶1.9（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13～18

含阳离子成分的化合物：变更磺酸盐的种类，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。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。

实施例19

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5-磺酸钠和数均分子量为1000g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，两者的摩尔比为1∶0.5，同时投入乙二醇，间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1∶5.0。启动搅拌器，加入醋酸锂800ppm。室温开始150min升温到180℃反应3hr。时间到达后，反应终止，开始降温冷却、吐出得到含阳离子成分的化合物。经测试，含阳离子成分的化合物的数均分子量为1100g/mol；间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶双酚A聚氧乙烯醚结构单元＝1∶0.2(摩尔比)，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶乙二醇结构单元＝1∶1.3（摩尔比）。

阳离子可染聚酯：将对苯二甲酸双羟乙酯加入酯化反应槽，保持温度250℃、将对苯二甲酸和乙二醇浆料在4小时内逐渐加入到酯化反应层，再进行1小时的酯化反应。最后将得到的酯化反应物移入到缩聚反应釜。将酯化反应生成物保持在250℃、常压下，加入以硫元素含量及相对于最终聚酯重量0.5wt%的上述制备的含阳离子成分的化合物，搅拌5分钟后加入以磷原子计相当于最终聚酯50ppm的磷酸，5分钟后加入以锑原子计相当于最终聚酯250ppm的三氧化二锑。到达一定的搅拌程度后，向反应体系里导入氮气回至常压，停止缩聚反应得到阳离子可染聚酯。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。

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。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，加入催化剂于以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的钛酸四丁酯，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虽然具有染色性，但是纺丝时的滤压升高，聚酯的可纺性差。

比较例3

含阳离子成分的化合物：在酯化釜中投入间苯二甲酸-5-磺酸钠，1，4-丁二醇，其中，间苯二甲酸-5-磺酸钠和1，4-丁二醇的摩尔比为1∶5.0。启动搅拌器，加入钛酸四丁酯500ppm。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低聚物。含阳离子成分的化合物的数均分子量为1100g/mol，间苯二甲酸-5-磺酸钠结构单元∶1，4-丁二醇结构单元＝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，加入催化剂于以钛元素计相对于酯化反应物为0.1wt%的钛酸四丁酯，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，添加上述制备的含阳离子成分的化合物，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，得到所需要的共聚酯。共聚酯中共聚的含阳离子成分的化合物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。

由于不添加双酚A聚氧乙烯醚，导致含阳离子成分的化合物中结晶物析出多，且最终阳离子可染聚酯的染色发色性差。

比较例4

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为200g/mol的双酚A聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。具体物性如表3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3所示。

由于双酚A聚氧乙烯醚的数均分子量过低，导致含阳离子成分的化合物中结晶物的析出比例高。

比较例5

含阳离子成分的化合物：使用数均分子量为3000g/mol的v聚氧乙烯醚，其他同实施例1制备得到含阳离子成分的化合物。具体物性如表3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3所示。

由于双酚A聚氧乙烯醚的数均分子量过高，导致含阳离子成分的化合物与聚酯的相容性变差，聚酯的滤压上升高，纺丝性不好。

表1～表3中A表示间苯二甲酸-5-磺酸盐结构单元，B表示双酚A聚氧乙烯醚结构单元，C表示二元醇结构单元。

表1～表3中各物质的简写分别代表：

SSIA：间苯二甲酸-5磺酸钠，

SIPM：间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠，

SIPSM：间苯二甲酸单甲酯-5磺酸钠，

SIPE:间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠，

SIPD:间苯二甲酸二乙酯-5磺酸钠，

SSIL:间苯二甲酸-5-磺酸锂，

SSIK:苯二甲酸-5-磺酸钾，

EGM：如式5所示的二元醇单元，

BDM：如式7所示的二元醇单元，

式5，

式7。