合成高分子材料综合性能优良,是人们生产和生活中使用较多的材料。然而,合成高分子材料使用废弃后较难降解,给地球的生态环境造成了污染。开发可生物降解的高分子材料是应对环境污染问题的有效途径。脂肪族聚酯的主链柔顺,其主链中含有酯键,酯键可在微生物、酶以及水分子的作用下降解,其作为环境友好材料引起了人们的关注。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种典型的脂肪族聚酯,其加工性能良好,力学性能优良,耐热性能好,可在现有的塑料通用加工设备上加工成型。因此,已成功地应用于生物可降解塑料和薄膜等领域。由于PBS的脂肪族聚酯特性,其分子间作用力小、熔点较低、而且热稳定性较差,因此极大的限制了其在纤维领域的应用,至今未见PBS纤维的产业化报道。如能利用PBS制备纤维,一方面可极大地拓展PBS的应用领域,另一方面又可改变目前纤维材料大多为非生物降解材料的现状。本课题以1,4-丁二酸(SA)、1,4-丁二醇(BD)为主要原料,钛酸四正丁酯(TBT)为催化剂,磷酸三苯酯(TPP)为热稳定剂,采用直接酯化-熔融缩聚法,在3L反应釜中系统地研究了投料的醇酸比、酯化温度、缩聚温度、催化剂用量,稳定剂用量等工艺条件对于反应过程及产物性能的影响。合成工艺研究结果表明,最佳合成工艺条件为:投料醇酸比为1.2,酯化温度为175℃,缩聚温度为230℃,热稳定剂TPP添加量为丁二酸摩尔数的0.4‰,使用钛酸四正丁酯为催化剂,催化剂用量为丁二酸摩尔数的1.5‰。傅里叶红外光谱(FT-IR)及核磁共振(1H-NMR)测试表明,合成的产物为PBS聚酯。流变性能研究结果表明,PBS是典型的切力变稀型非牛顿流体,黏流活化能随着剪切速率的增大而减小,非牛顿指数随着温度的升高而增大,结构黏度指数随着温度的升高而减小。PBS-POY纺丝工艺研究结果表明,纺丝温度在240℃到260℃范围,纺丝速度在2000 m/min到2400 m/min范围,可纺性较好。对不同纺丝工艺条件下纤维力学性能进行测试,结果表明:随着纺丝温度的提高,纤维的断裂强度降低,断裂伸长率也降低;随着纺丝速度的提高,纤维的断裂强度提高,而断裂伸长率降低。动态热应力研究结果表明,根据目前得到的PBS-POY情况,PBS的拉伸温度宜控制在90℃以内,拉伸速度宜控制在50m/min以内,拉伸倍数宜控制在1.7倍以内,此时,纤维的热应力较小,拉伸顺利。热性能分析表明,一定温度和拉伸应力都能促使PBS结晶。在实验拉伸温度范围内(室温至90℃),拉伸温度越高,纤维结晶度越大;在实验拉伸倍数范围内(1.4至1.7倍),拉伸倍数越大,纤维结晶度越大。XRD分析表明,拉伸前后PBS的晶型未发生转变,拉伸后纤维(110)晶面的晶体得到生长,纤维的结晶度随拉伸倍数的提高而增大。