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化学纤维概论

来源:帮我找美食网
化 学 纤 维 概 论

秦 志 忠

苏州大学材料学院

2005

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第一部分:总 论

一、化学纤维的分类

纺织纤维可以分为两大类:一类是天然纤维;另一类是化学纤维,是用天然或合成高分子化合物经化学加工制得的纤维。

化学纤维又可以分为两大类:

1、再生纤维:以天然高分子化合物为原料,经化学处理和机械

加工制得的纤维。

主要产品代表有:粘胶纤维;醋酸纤维;铜氨纤维等。

2、合成纤维:以石油、天然气、煤及农副产品等为原料,经一

系列的化学反应,制成合成高分子化合物,再经机械加工而制得的纤维。

主要产品代表:聚酯纤维(涤纶);聚酰胺纤维(锦纶、尼龙);聚烯烃纤维(丙纶、乙纶等);聚丙烯腈纤维(腈纶);聚乙烯醇纤维(维纶);聚氯乙烯纤维(氯纶)。

以上就是我们通常所称的六大纶。此外还有一些高性能纤维,如:芳香族的聚酰胺(芳纶)、芳香族的聚酯等。

化学纤维的分类可以归纳成下表. 再生纤维

化学纤维

纤维素酯纤维、三醋酯、二醋酯纤维

合成纤维

六大纶 其它纤维

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再生纤维素纤维、粘胶、铜氨

二、世界化学纤维工业的发展概况

1、天然纤维

天然纤维是人类使用最早、时间最长的纤维材料,主要是棉、毛、丝、麻,它们伴随着早期人类的一切活动。

棉纤维:线密度1.3~1.5dtex/f,截面形状带有空腔的腰子形,纵向为扭曲的扁平带状的,吸湿性8~14%。 其特点:手感柔软、舒适、吸湿性好、透气性好。

羊毛:截面呈不规则的圆形,表面覆盖着鳞片结构和内部的非对称结构所引起的卷曲特性,蓬松度高。 其特点:保暖性好,蓬松度高。

蚕丝:一根蚕丝线密度粗细不等,横截面呈两个基本对称的三角形,蚕丝有丝胶和丝素。

其特点:光泽柔和,织物华丽富贵,吸湿性好,有特殊的丝鸣声。

2、再生纤维应运而生

大家知道蚕丝是由蚕吃了桑叶后生长,吐出一种粘稠液体遇到空气便凝固成丝素,这种现象引起了欧洲化学家们的注意,人们开始尝试用人工的方法是否可以制造出具有象天然纤维那样性质、特征的纤维品种。

人类经过无数次尝试,经历了200多年的探索,终于在1884年制成了硝酸酯纤维,并在1891年在法国建厂生产。在1901年制得了铜氨纤维,1905年制成了粘胶纤维,并使粘胶纤维发展成为再生纤维中最主要品种。继粘胶纤维之后,醋酯纤维、再生蛋白质纤维等再

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生纤维也相继实现了工业化生产。

上述三种纤维都是以天然高分子化合物—纤维素为原料,经化学处理和机械加工来制得纤维,因此我们称之为人造纤维或再生纤维。

3、世界合成纤维的探索与研究

再生纤维的问世的确大大丰富了世界纤维家族的成员,在其发展过程中,人们发现其主要原材料—天然纤维素的来源要受到自然资源的限制,人们不可能无限制地去利用天然资源,因此,再生纤维的发展受到一定的限制。与此同时世界石油化工行业的发展有许多副产品,如:甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇等,一时找不到合适的用途,能否用这些石油化工的副产品来经过适当的途径制成类似天然纤维那样的有用的材料?许多国家的科学家们为此进行了许多有益的探索研究。

经过长期的探索研究,终于在1935年,由美国的Carthers等首先研究成功第一种聚酰胺纤维—尼龙66,并于1939~1940年间开始工业化生产。所以,实际上尼龙66是第一种正式生产的合成纤维。一般认为合成纤维的发展史是从1938~1940年算起的。

从1938年至今,合成纤维生产已经有60余年历史,它的发展可以分为四个阶段。

第一阶段:1938~1950年,主要发展尼龙,同时集中探索新的成纤纤维。

第二阶段:1950~1956年,尼龙以外的主要合成纤维(涤纶和腈纶)问世,并实现工业化。

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第三阶段:1956~迄今,发展第二代合成纤维—改性纤维,包括差别化纤维。

第四阶段:1960~迄今,发展特种纤维,亦称之为高技术纤维或高性能纤维。这些纤维可称之为第三代合成纤维,包括碳纤维(或石墨纤维)、耐热高强高模的聚芳酰胺纤维(芳纶,如kevlar纤维)、高弹性纤维(氨纶)、超高分子量并高强高模的聚乙烯纤维等。

由于合成纤维性能优良,用途广泛,原料来源丰富,生产又不受气候和地址条件的影响,所以合成纤维工业自建立以来,发展速度便十分迅速。

在品种方面,占主导地位的是涤纶、尼龙、腈纶三大纶。 开发一个新品种需要大量的探索研究工作和时间,也有投资问题,而改进老品种则较为经济且收效快,所以在研究方面,目前仍以老品种的改进和提高工作仍将占主要地位。

4、我国的化纤工业发展历程

我国的化学纤维工业是新中国成立后发展起来的一门新兴工业,发展历程可以大致分为四个阶段。

第一阶段:起步阶段(1956~1965年),主要是粘胶纤维,60年代初,从日本、英国分别引进了生产维纶、腈纶的成套设备。

第二阶段:奠基阶段(1966~1980年),随着我国石油工业的发展,化纤原料开始转向石油化工路线,我国相继建立一批维纶厂。如上海、辽阳、天津、四川等。

第三阶段:发展阶段,80年代建设了特大型化纤企业—江苏仪

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征,完成了上海石化的二期工程;90年代又完成了仪征三期和辽化二期工程。

第四阶段:百花齐放,升级换代。从90年代开始,随着经济建设的发展,各地的民营企业在化纤发展中扮演了重要的角色,使我们的化纤又进入了一新的发展时代,主要向高质量、多品种、多功能的方向发展。

三、化学纤维的常用基本概念

1、纤维(Fibre)

从形状上说,纤维是一种比较柔韧的细而长的物质,供纺织应用的纤维长度与直径之比一般大于1000:1。典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米,长度超过25mm,线密度的数量级为10-5g/mm。 对于纺织纤维,还要有较大的断裂伸长,纺织纤维的典型断裂伸长在10%~50范围内。

2、长丝(Continuous Filament)

在化学纤维制造过程中,纺丝流体(熔体或溶液)经纺丝成形和后加工后,得到的长度以千米计的纤维称为长丝。 长丝包括单丝、复丝和帘线丝。

3、短纤维(Staple)

化学纤维的产品被切成几厘米至十几厘米的长度,这种长度的纤维称为短纤维。

根据切断强度的不同,短纤维可分为棉型、毛型、中长型短纤维。

棉型短纤维:长度25~38mm,纤维较细(线密度1.3~1.7dtex),

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类似棉花,主要用于与棉混纺—涤棉织物。

毛型短纤维:长度为70~150mm,纤维较粗(线密度3.3~7.7dtex),类似羊毛,主要用于与羊毛混纺—毛涤织物。

中长短纤维:纤维长度为51~76mm,纤维的线密度为2.2~3.3dtex,介于棉型和毛型之间,主要用于制造中长纤维织物。

4、异形截面纤维(Shaped Fibres)

在合成纤维成型过程中,采用异形喷丝孔(非圆形孔眼)纺制的具有非圆形横截面的纤维或中空纤维,这种纤维称为异形截面纤维,简称异形纤维。

异形纤维具有特殊的光泽,并且具有蓬松性、耐污性和抗起球性,纤维回弹性与覆盖性也可得到改善。如三角形横截面的涤纶具有闪光性;五叶形横截面涤纶有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性好;某些中空纤维还具有特殊用途,如制作反渗透膜,用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化等。

5、复合纤维

复合纤维是将两种或两种以上成纤高聚物的熔体或浓溶液,利用组分、配比、粘度或品种的不同,分别输入同一纺丝组件,在组件中的适当部位汇合,在同一纺丝孔中喷出而成为一根纤维,称为复合纤维。

复合纤维的品种很多,有并列型、皮芯型、散布型(海岛型)等。

6、变形纱

变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱,如弹力丝和膨体纱都属

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于变形纱。

弹力丝即变形长丝,有高弹丝和低弹丝之分。弹力丝的伸缩性、蓬松性好,其织物在厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织品或棉织品。

膨体纱是利用高聚物的热可塑性,将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合,经热处理后,高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲,从而使其具有伸缩性和蓬松性。

类似毛线的变形纱和膨体纱以腈纶为主。

7、超细纤维

由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大,所以化学纤维也可按照单纤维的粗细(线密度)分类,一般分为常规纤维、细旦纤维、超细旦纤维和极细纤维。

常规纤维:线密度1.4~7dtex;

细旦纤维:线密度为0.55~1.3dtex,主要用于仿真丝类的轻薄型和中厚型织物;

超细纤维:线密度为0.11~0.55dtex,主要用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等;

极细纤维:线密度在0.11dtex以下,可通过海岛纺丝法生产,主要用于人造皮革和医学滤材等特殊领域。

8、差别化纤维

差别化纤维系外来语,来源于日本。一般泛指通过化学改性或物理变形使常规化纤品种有所创新或赋予某些特性的服用化学纤维。

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在聚合及纺丝工序中改性的有:共聚、超有光、超高收缩、异染、易染、速染、抗静电、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸湿、吸汗、防水、荧光变色等纤维。

在纺丝、拉伸和变形工序中形成的有:共混、复合、中空、异形、异缩、异材、异色、细旦、超细、特粗、三维卷曲、网络、混纤、混络、皮芯、并列以及竹节、混色、包覆等等都属于差别化纤维的范畴。

差别化纤维主要用于服装及服饰织物,可提高经济效益、优化工序、节约能源、减少污染、增加纺织新产品。

9、特种纤维

特种纤维一般指具有特殊的物理化学结构、性能和用途的化学纤维,如高性能纤维、功能纤维等。

特种纤维主要用于产业及尖端技术领域等。

四、化学纤维的主要质量指标

1、线密度(纤度)

在法定计量单位中,表示纤维粗细程度的两的名称为“线密度”,在我国化学纤维工业中,旧称“纤度”。

线密度的单位名称为特,符号为tex,其1/10称分特,符号记为dtex。

1000m长纤维质量的克数即为该纤维的特数。

旦尼尔(Denien简称旦)和公制支数(简称公支)为非法定计量单位,以后不单独使用。

特数=1000/公制支数

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特数≈0.11*旦尼尔数

2、断裂强度

常用相对强度表示化学纤维的断裂强度。即纤维在连续增加负荷的作用下,直至断裂所能承受的最大负荷与纤维的线密度之比。单位为牛/特(N/tex)、厘牛/特(CN/tex)。

断裂强度是反映纤维质量的一项重要指标,断裂强度高,纤维在加工过程中不易断头,绕辊,纱线和织物的牢度高,但断裂强度太高,纤维刚性增加,手感变硬。

纤维在干燥状态下测定的强度称干强度;在润湿状态下测定的强度称湿强度。回潮率较高的纤维的湿强度比干强度低。大多数合成纤维回潮率很低,湿强度接近或等于干强度。

3、断裂伸长

纤维的断裂伸长率一般用断裂时的相对伸长率,即纤维在伸长至断裂时的长度比原来长度增加的百分数表示:

Y=[(L-L0)/L0]*100%

式中:L0—纤维原长;L—纤维伸长至断裂时的强度。

断裂伸长率是一种反映纤维韧性的指标。对于衣着用长丝,伸长率愈大,手感愈柔软,后加工中毛丝、断头较少;但过大时,织物易变形。对于工业用长丝,伸长率愈小,其最终产品不易变形。

4、条干不匀率

条干不匀率是一种表示长丝条干均匀度的指标,用CV值(变异系数)或U(Uster%)表示。这项指标对预取向丝和拉伸丝尤为重要。

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长丝条干不匀,在加工过程中容易产生毛丝和染色不匀。

5、初始模量

纤维初始模量即弹性模量是指纤维受拉伸而当伸长为原长的1%时所需的应力。

初始模量表征纤维对小形变的抵抗能力。在衣着上则反映纤维对小的拉伸作用或弯曲作用所表现的硬挺度。纤维的初始模量越大,越不易变形。在合成纤维的主要品种中,涤纶的初始模量为最大,其次为腈纶,锦纶则较小。因此涤纶织物挺括、不易起邹;锦纶易邹,保形性差。

6、吸湿性

纤维的吸湿性是指在标准温度(20℃,65%相对湿度)条件下纤维的吸水率,一般采用两种指标来表示:

回潮率 = (试样中所含水分的重量/干燥试样的重量)*100% 含湿率 = (试样中所含水分的重量/未干燥试样重量)*100% 各种纤维的吸湿性有很大的差异,同一种纤维的吸湿性也因环境温湿度的不同而有很大的变化。为了计重和核价的需要,必须对各种纺织材料的回潮率作出统一规定,称公定回潮率,各种纤维在标准状态下的回潮率和我国所规定的公定回潮率如表1所示。

表1:纤维在20℃,RH为65%下的回潮率和我国所规定的公定回潮

纤维 回潮率(%)

公定回潮率(%) 11

纤维 回潮率(%) 公定回潮率(%) 蚕丝 棉 羊毛 亚麻 苎麻 粘胶纤维 醋酯纤维 9 7 16 7~10 7~10 12~14 11.0 8.5 16.0 12.0 12.0 13.0 维纶 锦纶 腈纶 涤纶 氯纶 丙纶 3.5~5.0 3.5~5.0 1.2~2.0 0.4~0.5 0 0 5.0 1.5 2.0 0.1 0 0 6~7 7.0 乙纶 0 0 由表1可见,天然纤维和再生纤维的回潮率较高,合成纤维的回潮率较低,其中丙纶、氯纶的回潮率为零。

吸湿性影响纤维的加工性能和使用性能。吸湿性好的纤维摩擦和静电作用减小,穿着舒适;对于吸湿性差的合成纤维可以利用改性的方法来提高其吸湿性。

7、染色性

染色性是纺织纤维的一项重要性能,它包含的内容主要有:可采用的合适染料、可染得的色谱是否齐全及深浅程度、染色工艺实施的难易、染色均匀性以及染色后的各项染色牢度等。

纤维的染色性与三方面因素有关:染色亲和力、染色速度及染料—纤维复合物的性质。

染料与纤维的结合可通过离子键、氢键以及偶极的相互作用等,对于活性染料的染色还包括共价键的作用,有时则是各种作用的综合

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结果。纤维结构对纤维与染料的亲和力影响很大。为了改善其亲和力,可采用适当的共聚、共混等方法,这样既可引入亲染料基团,增加染色亲和力;又可增大纤维结构上的无序程度和松散性,提高染色速度。 染色速度也是一个十分重要的指标。染料从溶液中进入纤维是一个扩散过程,它取决于染浴中的染料向纤维表面扩散、染料被纤维表面吸附以及染料从纤维表面向纤维内部扩散。染色速度与纤维结构的无序程度和松散性有关。

纤维 — 染料复合体的稳定性是决定染色牢度的结构因素,各种色牢度,如耐洗色牢度和耐光色牢度等,主要与纤维—染料复合体的性质有关,而不仅仅取决于染料本身的性质。

染色均匀性反映纤维结构的均匀性,与纤维生产的工艺条件(特别是纺丝、拉伸和热定型条件)密切相关。肉色均匀性是化学纤维生产长丝的主要指标之一。

8、卷曲度

(卷曲度主要针对短纤维)

9、沸水收缩率

将纤维放在沸水中煮沸30min后,其收缩后的长度与原来长度之比,称沸水收缩率。

L0-L1

沸水收缩率=--------------------------*100%

L0

式中:L0 — 纤维原长

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L1 — 煮沸30min后的纤维长度

沸水收缩率是反映纤维热定型程度和尺寸稳定性的指标。沸水收缩率越小,纤维的结构稳定性越好,纤维在加工和服用过程中遇到湿热处理(如染色、洗涤等)时,尺寸越稳定,而不易变形;同时物理机械性能和染色性能也好。纤维的沸水收缩率主要由纤维的热定型工艺条件来控制。

10、燃烧性能

纤维的燃烧性能是指纤维在空气中燃烧的难易程度。国际规定采用“极限氧指数”,简称LOI法。所谓极限氧指数就是使着了火的纤维离开火源,而纤维仍能继续燃烧时环境中氮和氧混合气体中所含氧的最低百分率。

在空气中,氧的百分率为21%。如果纤维的LOI小于21%,就意味着空气中的氧气足以维持纤维继续燃烧,就属于可燃性或易燃性纤维;若LOI大于21%,就意味着这种纤维离开火焰后,空气中的氧气不能满足使纤维继续燃烧的最低条件,会自然熄灭,这种纤维属难燃性纤维;若LOI大于26%,称为阻燃性纤维。

表2:部分纤维的极限氧指数

纤维 腈纶 醋酯 锦纶 涤纶 丙纶 LOI 18.2 18.6 棉 20.1 20.6 18.6 维纶 19.7 偏氯纶 45~48 纤维 粘胶 羊毛 芳纶 氯纶 25.2 28.2 37.1 LOI% 19.7 20.1 14

由表2可见,几种主要化学纤维的LOI都小于21%,属可燃或易燃纤维。

对化学纤维的阻燃处理,国内外进行过大量的研究,主要采用共聚、共混、表面处理等方法,在纤维或织物中引入有机磷化合物、有机卤素化合物或二者并用。

五、化学纤维的鉴别

在分析织物的纤维组成、配比以及对未知纤维进行剖析、研究、仿制时,都需要对纤维进行鉴别。纤维鉴别就是利用各种纤维的外观形态和内在性质的差异,采用物理、化学等方法将其区别开来。纤维鉴别通常采用的方法有显微镜法、燃烧法、溶解法、着色法、熔点法等。对一般纤维,用上述方法就可以比较准确、方便地进行鉴别,但对组成结构比较复杂的纤维,如接枝共聚、共混纤维等,则需借助适当的仪器进行鉴别,如:差热分析仪、红外光谱仪、气相色谱仪、X射线衍射仪和电子显微镜等。

1、显微镜法

利用显微镜法可以观察纤维的纵向外观和横截面形状,以此来鉴别纤维,尤其是对异形纤维和复合纤维的观察、分析,不仅方便,而且直观,但对外观特性相近的纤维,如涤纶、丙纶、锦纶等就必须借助其它鉴别方法。

表3:常见纤维的横截面及纵向形态结构 纤维 棉

横截面形状 腰子形,有空腔 15

纵向外观 扭曲的扁平带状 亚麻 羊毛 蚕丝 粘胶 维纶 腈纶 涤纶 锦纶 丙纶 多角形,有空腔 不规则圆形 三角形、圆形 锯齿形 腰子形 哑铃形 圆形 圆形 圆形 有竹节状横节及条纹 有鳞片状横纹 表面光滑 有条纹 有粗条纹 有条纹 表面光滑 表面光滑 表面光滑 2、燃烧法

根据不同纤维的燃烧特性来鉴别纤维。燃烧特性包括燃烧速度、火眼的颜色、燃烧时放出来的气味、燃烧后灰烬的颜色及形状、硬度等。燃烧法简便易行,不需要特殊设备和试剂,但只能区别大类纤维,而对混纺纤维复合纤维、经阻燃处理的纤维等不能用此法鉴别。

表4:常见纤维的燃烧特性

纤维 棉 燃烧情况 易燃、黄色火焰 气味 灰烬颜色及形状 有烧纸气味 灰烬少,灰末细软,浅灰色 麻 易燃、黄色火焰 有烧纸气味 灰烬少,灰末细软,浅灰色 粘胶 易燃、黄色火焰 有烧纸气味 灰烬少,灰末细软,浅灰色 16

羊毛 徐徐冒烟起泡并燃有烧毛发臭灰烬少,黑色块状,质脆 烧 味 有烧毛发臭味 易碎的黑褐色小球 蚕丝 燃烧慢 醋酯纤维 涤纶 缓慢燃烧 有醋酸刺激味 黑色硬块或小球 一边熔化,一边缓有芳香气味 慢燃烧 易碎、黑褐色小球 锦纶 一边熔化,一边缓有特殊臭味 慢燃烧 坚硬、褐色小球 丙纶 边收缩,边熔化燃有烧蜡臭味 烧 黄褐色硬块 腈纶 一边熔化,一边燃有鱼腥臭味 烧 易碎、黑色硬块 维纶 燃烧缓慢 有特殊臭味 易碎、褐色硬块 3、溶解法

利用各种纤维在不同化学试剂中的溶解性能不同来鉴别纤维,这种方法操作简单,实际准备容易,准确性较高,且不受混纺、染色等影响,应用范畴较广。

4、着色法

利用纤维在着色剂中着色后的颜色不同来鉴别纤维,所用的着色剂是根据各种纤维适用的染料配制而成的专用着色剂,如将不同的纤

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维在通用着色剂HI-1号(东华大学研制)中煮沸1min,取出洗净凉

干后,各种纤维的颜色如下:

棉 蓝灰 粘胶 蓝绿 羊毛 红莲 腈纶 桃红 涤纶 红玉 锦纶 朱红 维纶 桔红 丙纶 无色 着色法比较简单易行,且比较准确,但对于有色纤维、复合纤维、涂层或经化学处理的纤维就需借助其它方法进行鉴别

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第二部分:涤纶纤维制备基础

一、概 述

涤纶是属聚酯类的高聚物,其大分子链中喊有酯基(-COO-),英文缩写为PET,其结构式为:

[OCH2CH2COOCO]n

涤纶是化纤工业中产量最高的一个品种。按照纤维长度,涤纶有长丝与短纤维之分。由于涤纶长丝具有许多优点,自80年代来,涤纶长丝得到迅速的发展,目前,国内长丝的产量也超过短纤维的产量。据报道,2004年世界涤纶纤维总产量为2477.3万吨,其中 短纤维为1035.7万吨,长丝为1441.6万吨(占58.19%);我国涤纶纤维总量为1138.05万吨,几乎占世界的50%,其中短纤维为434.74万吨,长丝为703.31万吨,产量比例为38:62,高于世界的58.19。 涤纶长丝迅速发展的因素有:

1、长丝不必纺纱,也不需要混纺,可直接用于制造。因此,大大提高了长丝后加工的生产效率;

2、长丝的基建投资虽高于短纤维,但可省去纺织加工的投资,二者之和相差不大,而长丝的定员比短纤维少2~3倍,因此,人均利润高4~5倍;

3、长丝生产技术发展很快,纺速提高。工艺路线已由“低速纺丝—拉伸加捻—变形”三步法,简化为“高速纺丝—拉伸变形”二步法,进而又发展到“纺丝—拉伸”一步法,从而降低投资和成本,提高产品质量和生产效率。

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4、长丝的品种繁多,又容易制备差别化纤维。

二、涤纶长丝的分类

未拉伸丝(常规纺丝)—UDY 初生丝 涤纶长丝 半预取向丝(中速纺丝)—MOY 预取向丝(高速纺丝)—POY 高取向丝(超高速纺丝)—HOY 拉伸丝 拉伸丝(低速拉伸丝)—DY 全拉伸丝(纺丝拉伸一步法)—FDY 常规变形丝—TY 变形丝 拉伸变形丝—DTY 空气变形丝—ATY

三、性能

涤纶长丝的一般化学、物理性能与短纤维相同,而与短纤维不同的有:

1、长丝生产系单锭生产方式。一根丝条有几十根单丝,从纺

丝到变形,要经过几十个摩擦点,容易产生毛丝。此外,长丝又是多锭位、多机台的生产,由于设备、工艺、操作等因素,不同锭位的长丝在性能上会有一定的差异,甚至一个筒子的内层与外层也会有差异。

2、长丝通过物理变形的方法,可仿制差别化纤维。如改变

喷丝孔的形状或捻度、混纤、网络、空变、包芯等。

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3、长丝通过化学改性的方法,仿制差别化纤维。如:易染、

保暖、耐热、阻燃、抗静电、高吸湿等。

四、用途

涤纶长丝早期主要是用于丝绸、服装方面,随着各种加工技术的开发,涤纶长丝已扩展到仿毛、仿麻、仿棉等整个衣着领域,并向装饰、工业和非纤化等领域发展。据报道2004年,我国涤纶在服装、家用和产业三大领域的消费量所占比重分别为68:18:14,我国非服用领域消费的比例仍较低,国外2004年非纤用(产业)已达到1/3。

五、生产工艺路线

(一)、原料制备

用于生产涤纶长丝的原料我们称它为涤纶切片,其学名为聚对苯二甲酸乙二酯,简称PET。而生产PET所用的原料为对苯二甲酸乙二酯,简称BHET。对BHET的生产不外乎两种方法—酯交换法和直接酯化法。

1、酯交换法

酯交换法是将对苯二甲酸加入甲醇称甲酯化,得到粗对苯二甲酸二甲酯(即DMT),将DMT精制,得到粗DMT熔融加入乙二醇(EG)进行酯交换,生成BHET。其过程可表示为:

HOOCCOOH+2CH3OHCH3OOCCOOCH3+2H2O

CH3OOCHOCH2CH2OOCCOOCH3+2HOCH2CH2OHCOOCH2CH2OH+2CH3OH

酯交换法:历史长久,技术成熟,产品质量好而稳定,但工艺过

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程长,设备投资大,且需要大量甲醇,而且甲醇和乙二醇回收量大,增加设备和能量消耗。

2、直接酯化法

所谓直接酯化法就是用精制的对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)直接进行酯化反应,一步法制得BHET。这种方法在20世纪60年代后发展起来,其过程为

HOOCHOCH2CH2OOCCOOH+2HOCH2CH2OHK'K\"

COOCH2CH2OH+2H2O+4.18kJ/mol直接酯化法所释放出的低分子物是水,而不是甲醇,易于分离。在反应中,EG和PTA的摩尔比为1.3~1.8:1,由于PTA在常态下为无色针状结晶或无定形粉末,其熔点高于升华温度,因此反应往往是非均相。反应中加大EG的摩尔比可以加速酯化反应的进行,但会带来两个不利因素。其一是加大EG的回收量;二是EG分子间脱水生成二缩乙二醇醚(即二甘醇,简称DEG),因此在直接酯化反应中,工艺条件的控制是一个很重要的问题。

直接酯化法:生产流程短,投资少,生产效率高,生产过程中无需使用甲醇,乙二醇的耗量少,可简化回收过程和设备,减少环境污染,特别适合于制造高聚合度聚酯。其缺点是PTA和EG在多相体系中反应,反应不易均匀,容易生成较多二甘醇,影响聚酯的质量。 随着聚酯工业的不断发展,近年来,有研究用中纯度PTA与EG酯化制取BHET的工艺方法,省去PTA的精制,可大大降低生产成本,经济效益显著。

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经酯化所得到的BHET,加入摩尔分数为0.03%~0.04的缩聚反应催化剂,以0.015~0.03稳定剂,温度逐渐升至270~280℃,压力降至133.3pa(1mmHg柱)以下进行缩聚反应,制成成纤聚酯(PET)。 缩聚反应式为:

nHOCH2CH2OOCHOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OHCO[OCH2CH2OOCk1k-1

CO]OCH2CH2OHn-1(PET)

+(n-1)HOCH2CH2OH(EG)

在PET的制备中根据生产工艺流程的不同同样可以分为间歇法缩聚工艺、连续缩聚工艺和半连续法缩聚工艺。结合厂内的实际生产情况,这里讨论一下连续缩聚工艺。

连续缩聚过程和间歇缩聚一样,也需要严格控制反应温度、真空度、反应时间、催化剂和稳定剂的种类和数量等,连续缩聚的进行方式常根据无聊的性质和状态分三段控制。

(1)、EG的脱除:由酯交换或直接酯化工段来的BHET中过量的EG,以及在脱EG塔(或釜)内BHET生成低聚物时释放出的EG,被大量蒸发除去,EG脱除塔内物料粘度较低,余压在20kPa即可,反应温度通常控制在235~250℃。

(2)、预缩聚和(或)前缩聚:一阶段是缩聚反应的主要阶段,EG逸出量比前阶段相应减少,物料的表观粘度增大,EG不易逸出,因此要升高温度,提高真空度和加强物料翻动或形成薄的料层,以促使EG蒸发,加速缩聚反应,通常控制预缩聚时间1~1.5h,温度为273~280℃,余压小于6.6kPa;前缩聚1.5~3h,温度275~282℃,

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余压小于400Pa。不同的装置流程,其控制亦不尽相同。有些装置有前缩聚但无预缩聚,而某些装置既有预缩聚又有前缩聚。

(3)、后缩聚:后缩聚为最终完成缩聚反应的阶段,此时物料粘度高,EG气泡难以形成和排除,故要求真空度很高。通常控制温度275~285℃,余压100~300Pa,物料平均停留1.5~2h。

(二)、PET的结构与性能

1、分子结构

聚对苯二甲酸乙二酯的化学结构为:

HOCH2CH2OOCCO[OCH2CH2OOCCO]nOCH2CH2OH

从分子结构我们可以知道PET的分子结构有以下特征: ⑴、PET是具有对称性芳环结构的线型大分子,没有大的支链,因此分子线型好,易于沿着纤维拉伸方向取向而平行排列。

(2)、PET分子链中含有苯环这样的刚性基团,因此熔点比较高,纯净的PET熔点可达267℃。

因(3)、由于分子内有C-C键的内旋转,此分子存在两种空间构象。

无定形PET为顺式构象

COOCH2CH2OCO

结晶时即转变为反式构象

OCOOCH2CH2OC

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(4)、PET分子链的结构具有高度的立体规整性,所有的芳环几乎处在一个平面上,这样使得相邻大分子上的凹凸部分便于彼此镶嵌,从而具有紧密敛集能力与结晶倾向。

(5)、PET分子间没有特别强大的定向作用力,相邻分子的原子间距均是正常的范德华距离,其单元晶格属三斜晶系,大分子几乎呈平面构型。

(6)、PET的分子主链中有酯键,其许多重要性质均与酯基的存在有关,如高温水解、氧化降解、热裂解等。

2、.分子量及其分布

高聚物分子量的大小直接影响其加工性能和纤维的质量,聚酯的耐热、光、化学稳定性等性质及纤维的强度均与分子量有关。工业生产中通常采用相对粘度和特性粘数作为衡量分子量大小的尺度。特性 粘数与分子量的关系为:

[η]=K Mα

民用成纤聚酯切片的相对粘度ηr至少为1.30~1.36,相当于[η]为0.55~0.65dL/g,或相当于:

-w(质均分子量)=22000~27000; -n(数均分子量)=16000~20000 M M

缩聚反应制得的PET树脂是从低分子量到高分子量的分子集合体。因此,各种方法所测得的分子量仅具有平均统计意义,对于每一种PET切片,均存在分子量分布问题。

聚酯分子量分布对纤维结构的均匀性有很大影响,在相同的纺丝和后加工条件下所制得的纤维,用电子显微镜观察纤维表面可见分子

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量分布宽的纤维其表面有大的裂痕,在初生纤维和拉伸丝内,裂痕的排列是紊乱的;而分布窄的纤维,无论未拉伸丝或拉伸丝,其表面基本是均一的,裂痕极微。因此,分子量分布宽会使纤维加工性能变坏、拉伸断头率急剧增加,并影响成品纤维的性能。

分子量分布常采用凝胶色谱法(GPC)测定,可用分子量分布指数α来表征

-α= - Mw / Mn

式中的α值越小,表示分子量分布越窄。有资料表明,对于高速纺丝,PET的α≤2.02时,其可纺性较好。

3、物理性质和化学性质

(1)、熔点:纯PET的熔点267℃,工业PET熔点略低,一般在255~264℃之间。

熔点是聚酯切片的一项重要指标。如果切片熔点波动较大,则需对熔融纺丝温度作适当调整。但熔点对成形过程的影响不如特性粘数(分子量)的影响大。

(2)、熔体粘度:熔体纺丝时,聚合物熔体在一定压力下被挤出喷丝孔,成为熔体细流并冷却成形。熔体粘度是熔体流变性能的表征,与纺丝成形密切相关。

影响熔体粘度的因素有温度、压力、聚合度和切变速率等。随着温度的升高,熔体粘度依指数函数关系降低。

(3)、其它物理性质

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无定形 玻璃化温度(℃) 晶态 取向态结晶 270℃ 熔体密度(g/cm) 295℃ 熔融热(J/g) 折光指数 130~134 2℃ 25℃ 体积膨胀系数 -30~60℃ 90~190℃ 体积电阻Ω/cm(25℃,RH 1.2*1019 65%) 367 81 125 1.220 1.117 2.480 1.574 1.6*10-4 3.7*10-4 (三).纺丝成型工艺

涤纶长丝生产工艺发展很快,种类很多。按纺丝速度可分为常规纺丝工艺、中速纺丝工艺和高速纺丝工艺;按照纺丝原料有直接纺丝工艺和间接(切片)纺丝工艺;按照工艺流程,可分为三步法、二步法和一步法。

1、常规纺丝工艺

常规纺丝或称低速纺丝,是纺丝卷绕—拉伸加捻—假捻变形的三步法工艺路线(UDY-DU-TY)。纺丝速度为1000~1500m/min。拉伸加捻速度为600~1100m/min,假捻变形的速度为120~160m/min。可仿制33~167dtex的长丝。

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常规纺丝是最早实现工业化生产的一种工艺路线,其特点是工艺成熟、设备运转稳定、技术容易掌握、产品质量较好。目前,我国变形丝的染色均匀性(M率)可达96%以上。

2、中速纺丝工艺

中速纺丝系二步法工艺,纺丝速度为1800~2500m/min,制得的半预取向丝(MOY),其纤维结构尚未趋于稳定状态,至少要放置平衡6~12h后,才能加工使用。但存放时间不宜过长,最好不要超过一个月。MOY一般是在本厂加工使用,中速纺丝有两种工艺路线。

(1)、 MOY - DY工艺

此工艺采用中速纺丝和低速拉伸,拉伸加捻的速度为800~1200牧民,可仿制33~167 dtex的拉伸丝,常见的是75dtex和50dtex。其生产效率比高速纺丝低,产品质量比常规纺丝差。目前采用这种工艺路线的有我国和日本等国的少数工厂。

(2)、MOY-DTY工艺

此工艺采用中速纺丝和高速拉伸变形,MOY的剩余拉伸倍数为2.1~2.4倍,拉伸变形的速度为400~500m/min。可仿制55~88dtex的变形丝,超过110dtex时,需将两根丝条合股成一个筒子。此工艺的生产效率不如POY-DTY工艺路线。

3、高速纺丝工艺

高速纺丝的纺丝速度为300 – 3500m/min,可制得预取向丝(POY)。在高速下,纤维产生一定的取向度,结构比较稳定。它有三种路线:

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(1)、POY – DTY工艺

此工艺采用高速纺丝和高速拉伸变形,是典型的二步法工艺路线。POY的后加工速度通常为450 – 700m/min,可纺制50 – 167dtex的变形丝。这种工艺路线于70年代开始工业化。其特点是工艺流程短,生产效率高,基建投资省。POY可以长期存放,长途运输。DTY品质优良,采用此法是长丝生产的一个发展方向。

(2)、POY – TY工艺

此工艺产用高速纺丝和低速假捻变形(转子式假捻法)。可制得167dtex的变形丝。这种工艺路线在技术经济上不合理,是一种权宜的做法。我国有一些中小型弹力丝厂采用此法。

(3)、POY – DY工艺

此工艺采用高速纺丝和低速拉伸加捻,可制得55 – 110 dtex的拉伸丝。拉伸比为1。3 – 1。7倍,日本东丽公司和瑞士英文塔公司曾介绍过这种工艺路线。我国也有少数工厂采用此工艺。

4、全拉伸丝生产工艺

全拉伸丝(FDY)生产工艺采用低速纺丝,高倍拉伸,且两道工序在一台纺丝拉伸联合机上完成,系一步法工艺路线。纺丝速度为900m/min,拉伸速度为3200m/min,拉伸比为3。5。可纺制55 – 165dtex的拉伸丝,国内椰油将高速纺丝(纺丝速度为3200m/min),超高速拉伸(拉伸速度5500m/min)工艺生产的长丝称FDY。全拉伸丝的质量稳定,毛丝断头较少,可适应喷水织机的要求。

5、高取向丝生产工艺

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高取向丝(HOY),亦叫全取向丝。此工艺采用一步法超高速纺丝,制得高取向丝,纺丝卷绕速度为5500 – 6000m/min。由于大幅度增加了喷丝板拉伸。故纤维的取向度大大提高,但结晶粒子较大,非晶区的取向度较低。纤维的染色性能尚好,但伸度高达40%左右,即使将纺丝卷绕速度提高到700 0- 8000m/min,伸度仍不能满足服用性能的要求,因此,此法仍处在研究、探索阶段。

(四)、纺丝熔体的制备

由缩聚釜或用连续缩聚制得的聚酯熔体可直接用于纺丝,也可经铸带、切粒后再熔融以制备纺丝熔体。

在聚酯纤维生产中,广泛应用螺杆挤出纺丝机进行纺丝。在整个挤出过程中,螺杆完成以下三个操作:切片的供给、切片的熔融和熔体的计量挤出,同时使物料起到混匀和塑化作用。按物料在挤出机中状态,可将螺杆挤出机分成三个区域:固体区、融化区和熔体区。在固化区和熔体区是单相的,在融化区是两相并存。这和螺杆的几何分段:进料段、压缩段和计量段在一定程度上相一致。

1、螺 杆

(1)、螺杆的直径

通常指螺杆的外经。从流量计算公式可知它对挤出机有决定性影响。顺流产量与直径的平方(D2)成正比。然而直径太大会有其他方面的困难,如导致单位加热面积所需加热的物料增加,传热变差,功率消耗也与直径的平方成正比,

(2)、长径比与螺杆分段

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所谓长径比是指螺杆工作长度(不包括鱼雷头及附件)与外经之比。螺杆的加热面积和物料停留时间都与长度成正比。长径比大,有利于物料的混合塑化、提高熔体压力和减少逆流以及漏流损失。因此,螺杆挤出机的长径比有不断增大的趋势。目前,一般采用L/D = 20 -27的螺杆,也有L/D = 28 – 30的。

(3)、压缩比

螺杆的压缩作用以压缩比i表示。压缩比主要决定于物料熔融后视比重的变化,不同形态的物料其密度不同。压缩比一般2。5 – 3。5 ,熔体纺丝用螺杆常用3 – 3。5。

(4)、螺杆与套筒的间隙

这是螺杆挤出机的一个重要结构参数,特别在计量段,对产量影响很大,漏流流量与间隙的三次方成正比,当间隙 = 0。15D,漏流流量可达总量的三分之一之多。故在保证螺杆与套筒不产生刮磨的条件下,间隙应尽可能取小。但间隙越小,加工越困难,剪切生热也大。安装和运转时弯曲形成螺杆与套筒偏心也会使间隙难于控制,特别是在长螺杆的计量端,偏心后使间隙不匀,影响流量。一般小螺杆间隙应小于0。002D,大螺杆应小于0。005D 。

(5)、套 筒

套筒是挤出机中仅次于螺杆的重要部件,它和螺杆组成了挤出机的基本结构。套筒实质上相当于一个压力容器和加热室,因此除考虑套筒的材质、结构、强度等外,还应考虑其热传导和热容量,以及在工作时的熔体压力、螺杆转动时 的机械磨损及熔体的化学腐蚀作用

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等。

(6)、转 速

螺杆的转速虽不是挤出机的结构特征,但与之直接相关。虽然转速决定于产量,但不可能用同一规格的螺杆通过改变转速的方法来满足任意的产量要求,一定螺杆直径只适宜在一定的转速范围内使用。转速太低,物料所受推力小,工艺不易控制,不利于熔体起压;转速太高,剪切太强,温度过高,甚至物料有热分解的可能。一般小螺杆转速可大,大螺杆转速宜小。表6为不同直径的螺杆转速范围

表6不同直径的螺杆转速范围

直径D(mm) 30 45 65 90 120 150 转速N(r/min) 16-96 15-90 13-78 10-60 8-48 7-42 2、纺丝机的基本结构

我国熔融纺丝机主要采用螺杆挤出纺丝机 ,有多种型号其基本结构由:(1)纺丝相体及纺丝头组件;(2)计量泵与喷丝板;(3)丝条冷却装置;(4)卷绕装置。

3、纺丝过程的主要工艺参数

熔体纺丝过场中有许多参变数,这些惨变数决定纤维形成的历程和纺出纤维的结构和性质,生产上就是通过控制这些参数来制得所要求性能的纤维。其参数有:熔融条件、喷丝条件、固化条件、绕丝条件等。

(1)熔融条件和纺丝熔体质量

这一过程主要指切片纺。直接纺则述及熔体输送。

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(2)熔体输送过程中温度的选择与控制

螺杆通过法兰与弯管相接,由于法兰区本身较短,对熔体温度影响不大,但法兰散热较大,故该区温度也不宜过低,一般法兰区温度可与五区相等,或稍低于五区温度,即t6 = t5 -(0 – 2℃)

(3)熔体粘度与熔体温度的选定

熔体流出喷丝板孔道前的温度Ts称纺丝温度或挤出温度。Ts高于结晶聚合物的熔点tm,此时虽然高聚物已处于粘流态,但因分子量高,故熔体粘度很大,给纺丝带来困难,必须继续升温使熔体 具有纺丝所需要的粘度。卷绕张力与初生纤维的双折射随熔体温度的提高而降低,而初生纤维的最大拉伸比和自然拉伸比随之提高。涤纶纺丝时,通常熔体温度比熔点高14 – 22℃ 。

纺丝熔体温度的提高是有一定限制的,它主要受到高聚物热裂解温度(td)和熔体粘度的限制。因此,选择纺丝熔体温度时应满足下式:

td > Ts > tm(或tf)

(4)、喷丝条件

为确保纺丝成形正常进行,要求熔体泵供量恒定,喷丝头组件结构合理,喷丝板质量好,且熔体压力适宜与稳定。

(5)泵供量

泵供量的精确性和稳定性直接影响成丝的纤度及其均匀性,熔体计量泵的泵供量除与泵的转速有关外,并与熔体粘度、泵的进出口压力等因素有关当螺杆与纺丝泵间熔体压力达2MPa以上时,泵供量与

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转速成直线,而在一定转速下,泵供量为一恒定值,不随熔体压力而改变。

(6)喷丝头组件结构与质量

喷丝头组件的结构是否合理和喷丝板质量好坏,以及喷丝板清洗和检查工作的优劣,均对纺丝及纤维质量有很大影响。

由于喷丝毛细孔孔径很小,若熔体内还有杂质,易使喷丝孔堵塞,产生“注头丝”、“细丝”、“毛丝”等疵病,所以熔体在进入喷丝孔前,应先经仔细过滤,可用粗细不同的多层不锈钢丝网作过滤介质,也有采用石英砂和不锈钢丝网组合作过滤介质的,这样可强化过滤增加和稳定熔体压力,改善纤度不匀率。在高压纺丝时,则往往采用更稠密的烧结金属滤层、厚层石英砂、Al2O3颗粒、玻璃球等组合使用。

(7)纺丝熔体压力

纺丝熔体压力系指在喷丝头组件中的熔体压力,而不是指螺杆出口处的熔体压力,它与纤维质量均匀性密切相关。增大纺丝熔体压力,所得纤维的纤度均匀性和染色均匀性都有提高,因此高压纺丝技术获得了越来越普遍的应用。在长丝生产中,采用的纺丝熔体压力较短纤维生产时为高,这有利于保证长丝的质量均匀性。

(8)、丝条冷却固化条件

熔体纺丝时熔体细流自喷丝孔喷出后,在空气介质中冷却凝固成形,是一个单纯的物理过程(传热和受力变形),原则上无化学变化。丝条冷却固化条件对纤维结构与性能有决定性的影响,为提高聚酯熔体细流的冷却速度及其均匀性,生产中普遍采用冷却吹风。

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冷却吹风可加速熔体细流冷却速度,有利于提高纺丝速度;而且加强了丝条周围空气的对流,使内外层丝条冷却均匀,为采用多孔喷丝板创造了条件;冷却吹风使初生纤维质量提高,拉伸性能好,有利于提高设备的生产能力。

冷却吹风工艺条件:

冷却吹风工艺条件主要包括风温、风湿、风速(风量)、冷却位置等

a、风温和风湿:

风温的选定与成纤高聚物的玻璃化温度、纺丝速度、产品纤度、设备特征(包括吹风方式)等因素有关。

风温的高低直接影响初生纤维的预取向度,卷绕丝的双折射总是随风温的升高而降低,而在某一温度以上,则随风温的升高而增大。 用作熔纺冷却介质的空气的湿度对纤维成形有一定的影响。一定的湿度可防止丝束在纺丝甬道中摩擦带电,减少丝束的抖动;空气含湿可提高介质的比热容和给热系数,有利丝室温度恒定和丝条及时冷却;此外,湿度对初生纤维的结晶速度和回潮伸长均有一定影响。

b、风速及其分布:

风速和风速分布是影响纺丝成形的重要因素。风速的分布形式多种多样,在采用不同孔径的均匀分布环形吹风装置时,纺丝成形效果良好。对侧吹风而言,风速分布一般有均匀直形分布、弧形分布及S形分布三种形式。

c、冷却吹风位置:

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冷却吹风位置对于冷却效果及丝的质量有一定影响,吹风窗(环)顶部离喷丝板距离一般为10 cm左右。这是由于熔体细流在离开喷丝板后立即被冷却,会使拉伸应力上升,初生纤维预取向度增高且径向产生双折射差异,影响纺丝顺利进行。

吹风面离丝束外缘距离一般为1cm左右,吹风面宽度较喷丝板直径宽5cm即可。

(9)、卷绕工艺条件 a.纺丝(卷绕)速度

卷绕速度通称纺丝速度,是影响卷绕丝预取向度的重要因素。纺丝速度越高,纺丝线上速度梯度也越大,且丝束与冷却空气的摩擦阻力提高,致使卷绕丝分子取向度高,双折射增加,后拉伸倍数降低。 有资料指出,涤纶纺丝时卷绕速度每提高100m/min,初生纤维在70℃下的最大拉伸比约降低0.1,自然拉伸比则降低0.06,当卷绕速度高至1500 m/nin以上时,这种影响就减小。在高速纺丝条件下,卷绕丝的单纤维细,其预取向度高,因而最大拉伸比和自然拉伸比都相应减小。

b.喷丝头拉伸比

喷丝头拉伸比是指第一导丝盘速度(≈卷绕速度)与熔体喷出线速度之比。

喷丝头拉伸比对卷绕丝预取向度影响较小,除喷丝头拉伸比在较小范围内以外,卷绕丝的双折射与喷丝头拉伸比几乎无关。

但是,当卷绕速度和总喷丝孔面积保持一定,借改变熔体喷出速

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度(泵供量改变)而使纤度发生变化时,则对最大和自然拉伸比有显著的影响。若纤度变小时,纤维预取向度增大,最大和自然拉伸比明显降低。

c.卷绕车间温湿度

为确保初生纤维吸湿均匀和卷装成型良好,卷绕车间的温湿度要控制在一定范围内。一般生产厂卷绕车间温度冬天控制在20℃左右,夏天控制在25~27℃;相对湿度控制在60~75%范围内。若生产长丝,由于卷装成型要求更高,卷绕车间温湿度更应严加控制。

(五)涤纶长丝的生产特点

涤纶长丝的纺丝、拉伸和变形加工均在各个锭位上进行,减少锭位间的差异是保证长丝质量的关键。长丝对毛丝和染色性这两项指标要求甚高。而这两项指标又与长丝的生产特点密切相关。

1、生产速度高

随着长丝生产技术的发展,纺丝速度愈来愈高,初期只有400 – 500m/min,现在已提高到3500m/min,纺速的提高,对设备、工艺操作等均提出新的要求,如要求各锭位的卷绕速度相同,定期更换喷丝板、计量泵等,在卷绕生头操作由用导丝钩手工操作改为气枪手工生头。有的高速纺丝采用半自动或全自动方式生头等。

2、卷装容量大

随着生产速度的提高,长丝筒子的卷装重量愈来愈大,卷绕筒子的净重从3 – 4 Kg已增加到15 Kg,变形丝筒子由1 – 2 Kg增至5 Kg,卷装重量增大后,对高速卷绕辊的安装校验,筒子内外层质量

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的均一性,原丝的退卷角度、筒子的装箱、运输等均提出新的要求。

3、对原料质量要求高

聚酯原料的质量与长丝的可纺性及产品的质量关系十分密切。通常,考核聚酯的质量指标有特性粘数、软化点、二甘醇含量、端羧基含量、灰分和凝聚粒子等六项。但生产中往往发现,以上六项指标均合格的切片,却不一定有良好的可纺性,因为还有有无碳黑粒子、分子量分布、含水率等对可纺性的影响也很大,特别是含水率,要求更高,普通常规纺可在60ppm,而高速纺要求在30ppm以下。

4、工艺控制要求严格

长丝生产要求工艺参数十分严格,如熔体温度上下波动不超过1℃ ,侧吹风风速差异不大于0.1m/s等。

5、要求全面质量管理

长丝生产是一种多锭位、多机台的流水作业,操作频繁,劳动密集,管理工作的好坏对长丝质量的关系十分密切,为了保证产品质量,必须实行全面质量管理,建立质量保证体系。

6、要求做好检验、包装、贮运工作。

(六)、原料可纺性判断

聚酯的可纺性对长丝生产有及其重要的影响,原料的可纺性好,对工艺的适应性强,整个生产过程稳定,加工出的产品质量也好。若原料的可纺性差,则完全相反,重视对可纺性的研究,并能对原料的可纺性作出判断,对生产具有实际意义。

可纺性问题贯穿于整个生产过程,几乎长丝生产的每一道工序都

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有某一突出表现。在工艺和设备正常的情况下,正是上述表现特征,在宏观上成为判断可纺性好坏的依据,主要有:

1、预过滤器或纺丝组件的身升压速率

日升压速率,高速纺应小于10%,常规纺丝应小于6%,否则,易出现染色不匀和毛丝、断头等问题。升压速率快,还会缩短预过虑器和纺丝组件的寿命,造成其它不良影响。

2、卷绕筒子满卷率

卷绕筒子满卷率反映了熔体从喷出到卷绕成型区域内的断头情况,这与聚酯的成纤性密切相关,可纺性好,断头少,卷绕筒子满卷率高。(一般在90%以上)

3、拉伸断头率和绕辊率

在拉伸张力下,纤维内部的缺陷最容易暴露。可纺性好的原料拉伸时,断头率和绕辊率均较低。

4、假捻变形断头率

涤纶长丝大多数经假捻变形后使用。在变形或拉伸变形张力下,可纺性差的原料其断头率高。

5、成品的物理性能

成品的物理性能指标均与可纺性有关,尤其是强、伸度,条干的不匀率等,原料可纺性差时,强度低,伸度小,不匀率大。筒子毛丝也较多。

如果是切片纺,我们还可以从以下几方面来对切片可纺性的纺前进行判断:

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1、切片的外观和包装。

切片外观形状虽与切片内在质量无关,但外来因素易带入纺丝过程影响可纺性。

2、外观形状

外观形状为切口光滑的园柱形,大小适中,破碎粒子和粉末含量少的切片,容易筛选干净,在干燥过程中产生的粉末少,螺杆进料顺畅,压力波动小,不影响可纺性。

3、切片的色泽

色泽均一,晶亮的切片可纺性较好;若色泽暗淡或明亮不一或发黄和有夹心碳化粒子,则可纺性较差。

4、批间质量差异

同批间或不同批号间切片抽样检测,质量指标差异小,可纺性好,否则可纺性差,生产不稳定。

5、分子量分布指数

分子量分布指数α值小,可纺性好,用GPC测α小于2。0时,可纺性好。

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第三部分:聚酯产业链的产品开发与市场前景

2004年世界聚酯工业继续高速发展,总生产能力达到4895万吨/年,总产量为3867万吨,非纤用聚酯产量约1320万吨,在世界聚酯总产量中占1/3。

中国大陆聚酯工业的产品主要还是以纺织加工为主,纤维产品占总量的90 %,聚酯产业链的原料PTA,其中58 %依赖进口,而EG其中77 %依赖进口,纤维最终产品40 %出口。大陆聚酯产业链的生存和发展在很大程度上是掌控在国际少数国家和地区的手中。

国内纺织产品市场化的结果对聚酯产业链的影响是非常明显的;聚酯原料价格的据高不下也是聚酯链部分市场化的典型表现,一方面有些企业在聚酯链下游相对通畅的条件下一厢情愿极力向上游原料发展,另一方面,具有聚酯链原料整体优势的大型联合企业却以种种“原因”落后市场需求,失去大好时机;多年来,聚酯产业链的前端始终处于暴利,高投入,快速回报几乎成了行业的标志,丝毫不顾及产业链和谐发展的基本要求,对下游产品的市场开拓更是无屑顾及,因此,整条链的品种相对单一,抗风险的能力很差。

一、聚酯产业链中纤维产品的开发和市场趋势

2004年世界涤纶纤维总产量为2477.3万吨,短纤维为1035.7万吨,长丝为1441.6万吨,我国涤纶纤维总产量1138.05万吨,几乎占世界的50 %,其中涤纶长丝为703.31万吨,短纤维为434.74万吨,产量比例为62:38。我国涤纶在服装、家用和产业三大领域的消费量所占比重分别为68:18:14,与发达国家相比,我国非服用领域

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消费的比例仍较低。

(一)、聚酯长丝和短纤维在服用领域的应用发展

1、民用涤纶长丝

(1)、常规产品

民用长丝的常规品种主要是FDY,可直接用于织造成布(针织、机织),也可以用于机织的经线与短纤纱一起制成织物;POY再制成DTY直接用于针织产品,也有用POY直接与其它纤维混和用于特殊手感和风格的面料;DT、ATY、BCF主要用于针织和编织等装饰纺织品领域。近年来,机织、针织等织造加工设备的技术含量增加,织物面料的多样化已经可以较好实现,长丝纤维生产和面料加工以及后处理的上下游结合相对密切,新产品的开发周期缩短。

(2)、差别化产品

起源于日本对涤纶长丝等传统产品的改性和提高穿着舒适性等仿真技术,同时认识到纤维本身的“差别化”,无法根本解决纺织产品最终要求,将纺织、印染、整理和最终产品设计等联合一起形成的所谓“新合纤”。早期的新合纤以长丝的细旦化作为主要产品。

目前,国内对差别化纤维品种认定为:易染、有色、高吸湿、防水、高收缩、抗静电、抗起毛起球、抗菌、阻燃、远红外、防紫外、发光、异形、细旦、超细旦、复合、仿真丝、仿毛及仿麻等品种,产品品种的更新远远高于常规产品。目前,我国聚酯产品的“差别化率”不到20 %,而世界平均水平为30 %,其中日本、美国、欧洲等国家“差别化率”高达50 %。

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国内高校、研究机构已经在“差别化”的道路上艰难跋涉了数十年,收获并不尽人意,其中没有从聚酯链角度考虑问题应该是原因之一。当今欧洲、美国和日本对所谓的“差别化”已经赋予新的含义,使最终产品穿着舒适、绿色环保、“技术纺织品”、功能纺织品作为市场开拓的重点,而不是从聚酯链的上油向下游推进。

(3)、缝纫线

长丝缝纫线的主要应用领域是缝制较厚的织物,例如蓬帐布、人造革、帆布等民用纺织品。主要采用三种方法:(a)一是采用POY - DTY的方法,制成的纤维通过并股(两股或三股);(b)二是采用FDY方法,直接并股制作缝纫线,包括采用涤纶工业丝加工成线;(c)三是采用ATY的方法,将纤维成为缝纫线。

长丝缝纫线的主要应用领域是缝制较厚的织物,例如蓬帐布、人造革、帆布等民用纺织品。主要采用三种方法:(a)一是采用POY - DTY的方法,制成的纤维通过并股(两股或三股);(b)二是采用FDY方法,直接并股制作缝纫线,包括采用涤纶工业丝加工成线;(c)三是采用ATY的方法,将纤维成为缝纫线。

2、涤纶短纤维

(1)、提高纤维的物理机械性能的棉纺用产品

上海石化从1999年起生产“常规”纤维产品的升级换代产品,纤维的平均纤度为1。5dtex,并且已经再用户的实用过程中不断加以改进和完善。棉型短纤维的最大用户是100 %纯纺,或涤纶65 %,棉花35 %,近几年来,短纤维的市场需求量增加,但从市场的发展

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趋势看,棉花用量的比例似乎在增加,CVC品种(棉纤维含量大于或等于50 %)比较受最终用户的欢迎。

(2)、缝纫线用短纤维

1.33dtex的高强低伸短纤维,主要用于涤棉高档织物和缝纫线,其突出的要求在于纤维的断裂强度高,断裂伸长低,在180℃干热空气条件下的收缩率小于5%。其目的是保证在制线加工和染色过程中的尺寸稳定性;适合高速纺缝纫机生产过程中对缝纫线的经受高温、高摩擦时性能稳定,从而提高缝纫过程的生产效率和缝纫质量。

目前国内具有生产缝纫线用短纤维(包括微消光、半有光和大有光)装置能力为4。1万吨以上,上海石化满负荷运行生产大有光缝纫线,还开发了超有光、半消光等产品。

(3)、毛纺用产品

聚酯纤维从发明到工业化生产的进程中,始终没有放弃仿羊毛的研究和开发。最初采用改变涤纶纤维的内在结构和外形进行简单模拟;在纤维加工过程中,采用直接制条(涤纶长丝束直接制成涤纶毛条)、BCF(膨化变形长丝)等方法大大降低加工成本和提高产品质量。

近期的仿毛聚酯产品主要从涤纶原料改性、多原料共混和复合纺丝等纤维制造技术手段上展开研究和批量生产,上海石化已经进行了探索。

新聚酯材料微仿毛产品提供了经济性产品的可能性,PTT、PBT等聚酯材料具有比涤纶优良的染色和仿毛纤维的条件,采用PTT或

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PBT聚酯与涤纶共混的方法是比较经济的方法,可以用于BCF法生产仿毛纱,用于装饰面料和地毯等民用领域。

(二)非织造布领域的发展

在今后数年内,涤纶纤维仍将在非织造布领域继续保特适当的增长比例,其中适合非织造布加工技术发展的专用短纤维仍将是主要的消耗对象;用于水刺等加工流程的细旦、功能性纤维也会有比较大的发展空间;值得引起重视的是聚酯新纤维也会在非织造布领域占有一席地位。

从石油加工链产品比较,以往以聚烯烃为主的非织造布原料市场也有可能发生动摇,特别是聚酯纤维在成型、加工和使用性能上都具有挑战性,在聚烯烃原料价格据高不下的形势下,聚酯链的优势也会被下游所认可。

事实上,可以用于非织造布高密度产品的涤纶高收缩纤维(热水收缩率可达70 %);非织造布热熔用皮芯复合(低熔点)纤维、人造革用海岛超细等已经成为其它纤维难以代替的“主角”。

(三)工业丝的应用领域拓展

近年来,随着聚酯链下游加工市场的不断开拓及对涤纶工业丝产品性能的日趋掌握和了解,市场应用领域开拓成功趋势越来越明显,国内目前工业丝的生产能力达到10万吨,几年后会达到近40万吨,上海石化现具备生产能力为2.8万吨,产品包括了高强、低收缩、高模低收缩等绝大多数品种。

目前,市场对工业丝的产品需求主要分七大类,高强和低收缩约

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占70 %,高模低收缩占20 %,其余10 %。

高强、低伸系列其作为主要骨架材料的输送带,可用于普通子午轮胎帘子布领域。被广泛应用于各种规格的三角转送带,也是编织胶管和缠绕胶管最为理想的骨架材料。在原有高强、低伸的基础上进行改进的高强耐磨长丝,被用作车用安全带的专用丝。

低收缩系列被用作各类帘帆布、织带等纬线和涤纶织物涂、帖层PVC蓬盖布的骨架材料。最近几年,欧洲已经对陆路运输工具的状况和条件进行立法限制,即不允许货物在运输过程中敞开,必须进行规范的遮盖,因此,蓬盖布的需求量成几何级数增加,带动了低收缩涤纶工业丝的需求猛增。

粗旦涤纶工业长丝以其高抗拉强度,对水分不敏感和耐腐蚀等优点织成格栅结构的土工织物,已可代替钢筋作为高速公路、铁路、堤坝的路基格栅。也被用来织成建筑用、牵引用、吊装用的窄幅织物,具有轻便、柔软、高强、耐磨、抗腐蚀、不导电、减震等优点。汽车工业的发展,子午轮胎帘子布的需求量增加,而涤纶帘子布浸胶工艺的完善,使得涤纶工业丝系列的研究开发更加活跃。我国也已将子午轮胎帘子布作为鼓励发展的项目。

高模、低收缩型的涤纶工业长丝所具备的尺寸稳定性和热稳定性能,是使用于恶劣环境的三角转送带和同步转送带骨架材料的最佳选择。

二、功能型聚酯产品的开发

(一)、非纤聚酯的产品

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近年来,世界非纤用聚酯增长较快。2004年,比例已达到34 %。2004年中国瓶用聚酯产量达到100万吨,膜用聚酯产量达到近20万吨,只占总量的9 %不到。与世界相比,仍有相当大的距离。

发展的空间是非常令人鼓舞的,如何把握机会开发应用领域是关键。目前,市场出现了新的变化,PET膜在近几年的产品开发中已经出现良好的势头,相对于聚烯烃膜来说,PET在使用性能、安全环保、价格性能等方面都有明显的竞争力。

聚酯瓶料市场的发展是明显的,但产能的增加远大于市场的需求,在原料涨价,出口受阻以及产销不平衡、企业运行资金受控等因素作用下,实际生产量大幅度下降。开拓新市场领域是摆脱聚酯瓶业低层次竞争的希望。

工程塑料级PET主要产品几乎100 %进口,例如美国杜邦Rynie系列产品,日本的帝人公司、东洋纺公司、德国的BASF公司、法国的诺索拉公司、英国的ICI公司等相继都有产品问世,现已应用于电子电气、仪器仪表、机械设备、汽车工业及家用电器等鳞领域。

1、聚酯膜的产品市场

(1)、包装薄膜

目前,聚酯膜在软包装上的用量占全部需求的80 %左右。主要有普通,烫金,镀铝,多层复合等众多品种,其中绝大多数用在食品包装上。

部分非食品用包装膜及辅助材料业得到迅速发展,如防潮,防气体渗透的产品的包装,包装用高强度拉线(用于包装物封口),激光

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防伪标签,胶带等,是附价值较高的薄膜产品。

(2)绝缘材料

聚酯膜另一个重要的应用领域是电器业。一般来说,电容器用绝缘膜的用量较小,主要依靠进口。多数通讯电缆所需绝缘膜的需求量较大。电工绝缘胶带的需求量约占总胶带需求量的15 %。国内用于电器绝缘材料的聚酯绝缘膜需求量,约占聚酯薄膜总需求量的10 %。

(3)、感光材料及磁记录材料

用于照相和医用胶片,录音,录影带的需求量逐年稳定增加。产品品种包括各类胶卷,医用和工业用X光片,印刷和航空胶片等。目前无论感光胶片还是磁记录材料,国产产品的市场占有率还很低,中国大陆感光材料和磁记录材料所需求的聚酯薄膜约占聚酯薄膜总需求量的5 %。

(4)、其他用途

除了上述市场外,需求量成长较快的标牌,各种护卡膜,汽车玻璃护膜,蓄水用复合膜等值得注意。

聚酯薄膜在农业上的应用也在不断扩大,利用聚酯薄膜防渗性及机械性能好的特点,有的企业正开发农用防渗复合膜,应用于长期干旱的地区。预计未来聚酯复合膜在工农业生产中将发挥不小的作用,并有广阔地发展前景。

2、瓶用聚酯市场

(1)、食品包装

PET瓶业已成为碳酸饮料、瓶装水的最为主要地包装形式,在果

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汁和茶饮料等热灌装领域也获得极大发展;并正在成为最重要的食品包装、调味品等包装的材料;以五粮液为先驱的白酒市场也已启动。国内外对聚酯瓶包装葡萄酒也在开发中,啤酒厂商和专业制瓶厂商正密切注视着啤酒这一巨大的市场。

(2)、农药、医药、日化产品包装

聚酯瓶可用于部分农药包装。采用回料吹制的低成本PET农药瓶已在国内投入生产。化妆品、洗涤剂之类的日化产品,也是聚酯瓶应用的一个巨大市场。PET、PEN、PBT瓶的良好耐化学药品性、保香性、高透明、高光泽对紫外线的屏蔽性和造型设计的灵活性等正是化妆品等日化产品所期望的特性。因此,聚酯瓶在日化产品包装上的应用相当广泛,尤其是新型阻气、紫外线屏蔽的PEN树脂在香水、化妆品包装商将占领一席之地。

(二)共聚、添加功能性产品的开发

1、共聚改性产品

(1)、阻燃改性

比较成功的共聚改性是在制造过程中加入共聚型磷系阻燃剂制成阻燃型聚酯。从市场发展来看,100 %涤纶织物用于公共场所的纺织品今后必须符合有关的法律规定,即应当具有阻燃的基本要求。这种织物采用聚酯的阻燃改性是合理的途径。部分聚酯的阻燃要求只能通过织物表面阻燃处理来实现。因此,阻燃纤维、阻燃织物的市场在很大程度上取决于织物内部的纤维组分,同时也受到特种纤维(碳纤维、硼纤维)的跳战。

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(2)、易水解聚酯

易水解的聚酯,其化学结构类似于阳离子可染聚酯,在热水中水解降解,将其作为一组分与PET或PA等制成海 - 岛型纤维。其中以PET或PA作为岛,以易水解聚酯作为海,经热水或热碱水处理后,即可将作为海相的组分水解为齐聚物或小分子化合物从单纤维中去除,而PET或PA则剥离为诸多根超细纤维。

(3)、低熔点聚酯

低熔点聚酯与普通聚酯(PET)有良好的相容性,其熔点在90 ~ 180℃,主要用于制成皮芯复合纤维。同时,低熔点聚酯也可以开发成聚酯热熔胶产品,具有耐水洗、干洗、砂洗的优良性能,易渗胶,剥离强度高,是高档粘合衬原料。国内在皮芯复合纤维批量进入市场的需求带动下,一些企业通过共聚的方法在合成过程中添加PEG等第三、第四单体试制,并可批量提供低熔点聚酯。主要问题是熔点的均匀性和如何解决切片干燥过程的稳定性。

(4)、高透明聚酯

高透明聚酯是用1,4 - 二羟甲基环己烷(CHDM)共聚改性,随着CHDM的加入量不同,可得到结晶行为不同,甚至不结晶的材料,其特点是有较高的透明性,这种不结晶的PETG除解决PET片材热粘问题外,还可以制成厚度达6mm的透明板材,或吹塑成5 ~ 10 L的饮水瓶,使聚酯获得更广泛的应用。

2、添加类改性

(1)、无机抗菌、除臭、保暖、负离子等

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无机抗菌、除臭、保暖、负离子等所谓超细、纳米无机添加剂使前阶段差别化、功能化纤维以及聚酯原料开发的热点,但良莠参半,市场接受的程度和“功能”的体现非常值得深思。目前,国内涤纶纤维的无机添加系列产品要解决的最重要问题是产品的稳定性和市场定位。

(2)、高钛白粉含量

聚酯等合成纤维本身是透明的,对于采用较细的纤维所织造的薄型织物,其透明性在某些场合成为缺点,聚酯纤维与棉花相比,仍具有合成纤维的光泽,为克服这些缺陷而开发的高阻光(高钛白粉含量、全消光)聚酯在织物阻光和仿棉织物(特别是涤纶长丝)等领域有非常好的市场。

为了获得良好的不透明性增加二氧化钛微粒的添加量(2 ~ 5%)的同时,必须考虑其对纺丝性能、设备磨损和纤维质量的影响,要采取一定的手段克服。

(3)、增白聚酯

增白纤维在美国是非常普遍的,对于染色增白具有非常好的市场前景。近期采用光学增白剂(OB - 1)作为抗紫外线添加剂,相对于超细粉末添加方法保留了涤纶纤维的纺织加工性能和纤维本身的物理机械性能,纤维生产成本可大大地降低。目前,国内抗紫外线织物采用涂层的方法比较多,主要采用50:50与棉混纺。抗紫外线纤维用于遮阳伞等领域,有较大的市场,一是涤纶纤维可以部分取代尼龙,而降低成本;二是加入OB - 1可以使抗紫外线处理成本降低

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65 %。

三、新聚酯产品的开发和应用

1、PTT产品

PTT(聚对苯二甲酸丙二酯),采用了聚酯主链上的主要原料PTA和PDO(1,3 - 丙二醇),其综合了PET纤维的刚性和PBT纤维的柔性,兼具聚酯和聚酰胺纤维的优点,特别是它的回弹性和易染性的特点,已引起聚酯下游链的重视。

多年来,国外杜邦和壳牌两大公司为主分别对PDO、PTT的合成,以及PTT产品的应用领域开发付出了艰苦的。

PTT的结构式为:

O*OCOH2CH2CH2COCn

*

杜邦将此纤维称为Sorona纤维。

国内在此背景下也花费了不少技术力量和研究精力,上海、江苏已有好几家企业在PTT的合成、长丝纺丝、短纤维产品的开发、PTT/PET共混等方面进行了研究和尝试。从国内外有关企业了解到,PTT纤维除用于地毯领域已取得实质性效果外,在服用、包装、工程塑料等领域的市场开发也正在进行。杜邦已制成了PTT纤维的服装。今年,位于加拿大的工厂已经批量生产并提供市场PTT纺织用切片,其形势比较看好(预计到2010年世界PTT年产量将达50万吨),为纺织产品的开发和市场开拓创造了条件。寄希望其不仅可以用于地毯

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市场,而且在改善聚酯染色系统、非织造布纤维、热塑性工程塑料、薄膜等领域也有很大的发展前途。

2、PBT产品

2005年,我国通用塑料生产能力将达39万吨,产量为23.7万吨,国内树脂自给率为43 %,PBT作为五大通用塑料之一,产量可能达到6万吨,市场需求量将达到3.3万吨。随着差别化纤维的发展,PBT作为纤维的使用价值被人们逐步认识。

从市场发展的趋势看,PBT纤维用于需要适当弹性的织物方面尤其显得独到,例如用于“创可贴”、泳衣、紧身运动服等。与氨纶相比,在性价比上有优势。与尼龙相比,也颇具吸引力。

3、新型聚酯PCT和PECT

随着高科技的发展,近几年来又出现了新型的聚酯家族即PCT和PECT。PCT为聚对苯二甲酸环己二甲酯;而PECT为PETG与PCTG的共聚物。

PCT聚酯先由DMT和1,4 -环己烷二甲醇(CHDM)在催化剂作用下发生酯交换反应生成BHCT(对苯二甲酸环己二甲酯)单体;BHCT单体在催化剂作用下缩聚反应生成PCT。其结构式为:

O*OCOH2CH2CCn*聚对苯二甲酸环己二甲酯

(PCT)

PCT最先由美国Eastman公司开发成功,它具有优良的综合力学性能、耐热性、着色性和气阻性等,应用范围十分广泛,主要用于耐

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高温电子方面,尤其在耐高温电子材料方面,是PET、PBT所不能代替的。PCT树脂其热性能比PET提高了30.6℃,在汽车领域,餐饮用品和日用品以及激光标识、医疗器械、护目镜、安全罩、光学纤维等都有广泛的应用。

PECT是由对苯二甲酸环己二甲酯(BHCT)与对本二甲酸乙二酯(BHET)经缩聚反应而制得的共聚酯。其结构式为:

O*OCOH2CH2COOOCOH2CH2CCnCm*

(PECT)

PECT具有高冲击强度、杰出的透明性、高光泽性、优越的耐γ射线和耐化学药品性及很高的韧性。其应用也十分广泛。

4、新型生物可降解聚酯纤维

随着人们对环保要求的提高生物可降解材料越来越引起人类的关注,其中典型的生物可降解的聚酯由聚乳酸(PLA)和(PHA)。

(1)、PLA纤维

21世纪是绿色环保型时代,绿色纺织品、可降解材料以成为目前世界所关注的发展方向,其中聚乳酸(PLA)及其纤维等产品以它优越的性能、广泛的应用领域、显著的环境效益和社会效益,赢得了全球的瞩目和青睐。聚乳酸纤维的原料 — 乳酸可以从含有碳水化合物的可再生天然物质如玉米、甜菜等发酵制取,他的最大优点是不使用石油等不可再生得资源。而是使用可再生的植物为原料,且从原料到废弃物均可在土壤或海水中经微生物作用分解成二氧化碳和水,燃

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烧时不会散发毒气,不会造成污染。

采用熔融纺丝法生产聚乳酸目前已进入商品化生产阶段,日本钟纺公司已有商品名为“Lactron”的PLA,美国LLC公司已有商品名为“Ingeo”的PLA纤维。

PLA纤维结合了天然纤维和合成纤维的优点,在纺织应用领域,其强度、回弹性、舒适性、柔软性和悬垂性达到了统一。而且具有天然的阻燃性能和优异的吸湿排汗性能。

(2)、新型生物可降解聚酯PHA

PHA是一种脂肪族聚酯其化学名称为:聚羟基脂肪酸脂,是另一类较为有发展前途的生物可降解的纤维。

PHA是一类天然高分子聚酯,在土壤钟细菌、海洋钟的微生物、海藻以及污水钟的微生物均含有PHA。我国采用次氯酸钠破坏细胞壁的方法提取该聚合物。国外已有商品。

PHA类生物材料能制成膜、瓶及注射模压件,也能纺成纤维,制成织物,因此它能广泛的应用于地膜、矫形、个人卫生用品、药物控释、特殊包装等方面,应用领域特别宽广。所以PHA类生物高分子材料是一种应用前景和发展前景都很广阔的生物降解材料。

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