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随着环境污染问题的日益严重,生物可降解高分子纤维越来越引起人们的重视。脂肪族聚酯由于具有良好的生物降解性已成为可降解纺织品研发的热点,然而较差的热学性能和物理加工性能及较高的生产成本对由其制成纤维的纺织加工带来许多制约。芳香族聚酯虽不具备生物降解性能,但却具有优良的热力学性能和加工性能。因此,通过物理或化学的办法制成既具有脂肪族聚酯的生物降解性能又具备芳香族聚酯的物理加工性能的聚合物成为人们关注重点。在此背景下,本文通过缩聚反应合成PBST共聚酯,着重研究了PBST的流变性能、成纤性能,分析了纺丝工艺对PBST纤维的结构和性能的影响,成功研制出力学性能优良的PBST纤维,为PBST纤维工业化生产提供了理论依据和实践经验。首先,以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、丁二酸二甲酯(DMS)、丁二酸(SA)和1,4-丁二醇(1,4-BD)为单体,在四异丙氧基钛催化剂和大分子结构调控剂作用下合成了一系列不同分子量的PBST共聚酯。核磁共振氢谱测试显示PBST共聚酯的组分比与投料比接近,其中BT链锻含量为71%,满足预先设计的要求。凝胶渗透色谱仪测试表明制备的三批聚合物的重均分子量分别为9.8万、11.1万和12.2万。通过毛细管粘度仪对PBST共聚酯特性粘度进行测试。结果表明,随着分子量的增大,其特性粘度相应增加,分别为0.72dl/g、0.80dl/g和0.93dl/g。熔融指数测试可知,随着PBST共聚酯分子量的增大,其熔融指数相应增加,分别为49.07g/10min、34.01g/10min和23.95g/10min。热分析测试结果表明,PBST共聚酯具有相对较高的熔点和良好的耐热性,熔融温度达180℃,热分解温度达380℃。广角X射线衍射测试表明,PBST共聚酯为半结晶高聚物,结晶度约为46%,有着明显类似PBT三斜晶系的特征峰。利用差示扫描量热仪对PBST共聚酯进行等温结晶性能研究,结果表明PBST共聚酯的等温结晶行为符合Avrami方程。Avrami指数n大于3,这说明PBST共聚酯在结晶时趋向于均相成核,以球晶形式三维生长,偏光显微镜观察结果给予了证实。在等温结晶测试基础上,利用Hoffman-Weeks法计算出制备的PBST共聚酯的平衡熔点为192.5℃。利用光学解偏振仪对不同温度下PBST共聚酯的等温结晶速度进行了测试,研究结果发现,随着结晶温度的提高,等温结晶速度先增加后减小,当结晶温度约为90℃时,PBST共聚酯的等温结晶速度达到最大值。利用毛细管流变仪分析了PBST共聚酯的流动性能,研究结果表明PBST的表观粘度随剪切速率的增加而降低,是典型的切力变稀型非牛顿流体;随着熔体温度的上升,表观粘度对剪切速率的依赖性下降;PBST熔体的流动活化能随剪切速率的上升而降低,故其温度敏感性也随着剪切速率的上升而下降;在相同的剪切速率下,分子量越大,PBST熔体的剪切应力σ,表观粘度η_a和结构粘度指数△η增大,非牛顿指数η减小。通过对不同分子量PBST共聚酯进行熔融纺丝实验,分析了分子量对PBST成纤性能的影响,研究并优化了PBST共聚酯的熔融纺丝工艺。研究结果表明,当PBST共聚酯重均分子量大于11万时,纺丝稳定性好,成纤性能优良;PBST共聚酯具有较宽的可纺温度范围,其中在210-225℃时较为合适;PBST纤维适合较高的纺速,纺速可达1000 m/min;基于反复实验,探索PBST纤维较佳的后牵伸工艺为牵伸温度80℃,定型温度160℃,牵伸倍数在1.5-2.5。通过最优纺丝工艺所制的PBST纤维强度可达3.5 cN/dtex。此外,利用水蒸汽、脂肪酶PS(?)、活性污泥和不同pH值的溶液对PBST纤维进行了降解实验,通过对降解前后纤维的分子量、质量、强力、热性能及表面形态等的变化分析研究了PBST纤维的降解行为。结果发现:随着降解时间的延长,纤维样品的分子量、质量、单丝强力等呈现稳定的下降;PBST纤维降解速率几乎不受分子量的影响;PBST纤维只有在特定生物酶的环境中降解显著,在一般的中性、酸碱环境中变化很小。