近年来,弹性纤维(如聚氨酯、聚醚酯、聚烯烃、双组分复合卷曲纤维等)的应用领域从传统的织袜、内衣、运动服等拓展到休闲装、弹力时装、高档成衣等新兴领域,并继续向汽车装饰领域、医用领域等拓展。弹性纤维的广泛应用提高了人们的生活质量,但其废弃物(弹性纤维多次使用后易弹性失效)因大多不能生物降解而引起环境污染。因此,开发研究新型生物可降解弹性纤维则是当务之急。通常的生物可降解纤维为脂肪族聚酯纤维,如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)纤维等,但这类纤维普遍存在热力学性能较差、物理加工较困难、成本较高等缺点,在纺织领域应用较少。而芳香族聚酯纤维,如聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维,既具有良好的物理加工性能,又具有较好的弹性。因此,利用芳香族单元对脂肪族聚酯进行共聚反应,制成既具有生物降解性能,又具有类似聚氨酯软硬链结构的弹性聚酯纤维,具有十分重要意义。本项目研究对象聚丁二酸—共—对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)纤维就是基于此背景下提出并开展相关工作的。本文采用高速熔融纺丝纺牵联合一步法工艺制备了PBST全牵伸丝,讨论了不同纺丝工艺对PBST全牵伸丝的结构和性能的影响；采用预取向丝(POY)—假捻变形丝(DTY)工艺制备了PBST假捻弹力丝,研究了假捻变形工艺对PBST假捻弹力丝的结构与性能的影响；对PBST全牵伸丝进行了热定型处理,研究了热定型工艺对PBST全牵伸丝结构和性能的影响,为PBST纤维的后续加工和处理提供理论依据。首先,采用高速熔融纺丝纺牵联合一步法纺制了PBST全牵伸丝,研究并优化了PBST全牵伸丝的纺丝工艺。研究结果表明,PBST共聚酯纺丝适宜温度为240—260℃,PBST纤维的拉伸性能和弹性回复性能随纺丝速度、牵伸倍率、定型温度的增加而提高,同时纤维的沸水收缩性能等也得到改善。另外,PBST丝条最佳的冷却条件为侧吹风温度24—26℃,风速0.4—0.6m/s,湿度65—70%。选用日本竹本F-1048纺丝油剂,发现丝束抱合效果很好,基本无毛丝现象发生,而且卷绕成形效果很好。其次,采用了预取向丝(POY)—假捻变形丝(DTY)工艺纺制了PBST弹力丝。研究结果表明,PBST假捻变形丝的拉伸曲线在整个拉伸过程中呈线性变化,类似弹簧,且随牵伸倍率DR的增加,PBST纤维结晶度和晶区取向度增加,断裂强度亦增大,断裂伸长率相应降低,沸水收缩率增加；当牵伸倍率为1.22,变形温度为190℃,定型温度为160℃,卷绕速度与加捻速度比(D/Y比)为2.0时,PBST纤维卷曲较大,外观丰满。再次,采用热定型工艺对PBST全牵伸丝进行了处理。研究结果表明,松弛、定长干热定型对PBST纤维的处理是瞬时的。相比于定型时间,定型温度才是热定型工艺中更重要的参数。经过松弛、定长热定型后PBST纤维的弹性回复率明显下降,在相同定型温度与时间下,松弛热定型处理后PBST纤维较定长热定型具有更低的弹性回复率。这说明高速熔融纺丝纺制的PBST全牵伸丝,其结构已较为规整,在热定型处理过程中,在结晶和解取向两种相反的作用之间,解取向更占优势,从而导致了纤维的弹性回复率下降。最后比较了PBST纤维与其他类别纤维的拉伸性能。研究结果表明,PBST纤维和PBT纤维的拉伸曲线非常相似,但相比PBT纤维,PBST纤维有更高的断裂伸长率和断裂强度；研究了PBST纤维的拉伸回弹性能,发现应变速率、重复拉伸次数和伸长率等测试条件都会影响PBST纤维的拉伸回弹性能,且PBST纤维弹性十分优异,即使在20%伸长率条件下,重复拉伸5次,仍能保持88%以上的弹性回复率；为了更直观的描述PBST纤维的应力松弛和蠕变行为,建立了粘弹性力学模型以分析PBST纤维的粘弹性本质,结果表明模拟效果很好,相关系数可达0.98以上；通过对PBST纤维的拉伸过程中晶型转变的研究,较好地解释了PBST纤维的拉伸弹性回复机理。PBST纤维在拉伸过程中也存在类似于PBT纤维的晶型转变,即α晶型向β晶型转变。与PBT纤维相比较；PBST纤维晶型转变的临界伸长率较大,当伸长率达25%时,仍然存在α晶型,这赋予纤维具有更好的拉伸回弹性。