自20世纪90年代起,聚酯纤维工业进入成熟期。常规聚酯纤维呈现市场竞争激烈、经济效益下降趋势。聚酯纤维主要石油原料的紧缺是聚酯纤维行业面临更迫切的问题。因此,从行业可持续发展的角度,必需寻找能替代石油基聚酯的新材料和新工艺,为行业的可持续发展提供基础保障,生物基产品是显而易见的理想选择。相对石油基聚酯,本课题采用生物基乙二醇制备聚对苯二甲酸多元醇酯PDT。由于生物基乙二醇含有其它多元醇,对其加工和性能影响较大,而目前对此类生物基聚酯相关的研究较少,限制了此种生物基产品的开发和应用。生物基聚酯经熔融纺丝制备的生物基PDT纤维,虽然染色性能有一定提高,但服用舒适性还需要进一步提高。本课题采用生物基多元醇与PTA直接酯化,首次使用不同批次的生物基乙二醇合成生物基聚对苯二甲酸多元醇酯。在聚合第一酯化阶段添加含多羟基结构的第三单体山梨醇(Sorbitol),或第四单体聚乙二醇(PEG-2000)和纳米氧化锌(ZnO)经熔融纺丝获得生物基及改性生物基聚酯纤维,旨在改善生物基聚酯的亲水抗静电等性能,其主要研究内容和结论如下：(1)采用气相色谱与质谱联对不同批次生物基多元醇成分进行分析,并对生物基聚酯的聚合工艺进行探索,利用FTIR对其结构进行分析,TGA、DSC对其热性能进行分析,并采用表面接触角表征切片的亲水性能。结果表明,生物基聚酯的聚合工艺需要更长的反应时间以及更高的出料功率。改性单体的添加会使得生物基聚酯样品特性粘度下降。生物基聚酯熔点Tm较石油基聚酯低5～10℃,并随着山梨醇的增加而上升。纳米氧化锌的加入也使得聚酯熔点上升,在含量为0.8wt%时达到最大值249℃。生物基聚酯比石油基聚酯热稳定性差,改性共聚酯的热稳定性随着山梨醇的增加而上升。此外,生物基聚酯样条对水具有润湿性能,随着山梨醇含量的增加,接触角减小,润湿性增大。(2)运用了不同的结晶动力学理论对生物基聚酯及其改性聚酯的非等温结晶动力学进行研究。由Mo方程拟合结果得知在单位时间要达到一定的结晶度需要更大的降温速率,表明生物基聚酯比石油基聚酯更不容易结晶。山梨醇、PEG和ZnO的添加使得改性生物基聚酯的结晶能力变弱。结果与Ziabicki理论中计算结晶能力Gc值变化相一致。(3)采用熔融纺丝法制备了生物基以及改性生物基聚酯纤维,采用纺丝温度为280℃,纺速为2800m/min的纺丝工艺。考察了不同批次以及不同改性单体添加对生物基聚酯纤维性能的影响。结果表明生物基聚酯具强度普遍低0.5～1cN/dtex,但其亲水性能较石油基聚酯更高。随着共聚酯中山梨醇含量的增加,改性生物基聚酯纤维模量减小,手感柔软；但其强度下降,沸水收缩率提高。生物基聚酯比石油基聚酯具有更好的抗静电性能,而山梨醇的添加对改性生物基聚酯的抗静电性能改善并不明显,聚乙二醇以及纳米ZnO的添加能够改善生物基聚酯的抗静电性能。