《材料化学涤纶》PPT课件.ppt

涤纶 聚酯纤维 制作人：李淼 一、简介 涤纶，中国俗称“的确良”。涤纶的用途很广 ，大量用于制造衣着面料和工业制品。 涤纶又称特丽纶，美国人又称它为“达克纶” 。当它在香港市场上出现时，人们根据广东话把 它译为“的确良”这一家喻户晓的名称。terylene 涤纶是三大合成纤维中工艺最简单的一种， 价格也比较便宜。再加上它有结实耐用、弹性好 、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等 特点，为人们所喜爱。 二、来源 1927年，年仅32岁，才华出众的化学家瓦勒斯 卡罗瑟斯被聘为美国最大的化学公司杜邦公司 的研究负责人，负责合成具有特殊性能的高分子 化合物。 卡罗瑟斯从化学发展史的研究中发现：任何物质 的化学变化都是有规可循的，找到了这种规律， 就会避免盲目性，收到事半功倍的效果。于是， 他选择了二元醇和二元酸为原料，研究他们缩合 聚合反应规律。 在几年中，卡罗瑟斯和他的助手希尔斯用不同的 二元醇和二元酸互相搭配反应。通过严格的控制 反应物的配比，使反应得转化率超过99.5%。大 量的实验 使他们摸清了缩聚反应的规律，制造 了多种结构不同的高分子化合物。1930年的一天 ，希尔斯发现在反应结束后，反应器中生成了厚 厚的一层浆糊状物质。当他从反应器中取出玻璃 搅拌器时，玻璃搅棒上挂着的浆糊状细丝冷却后 很快固化。他用手拉了拉固化后的细丝，发现它 能像橡胶一样拉伸，具有很好的弹性。希尔斯兴 高采烈地把结果告诉卡罗瑟斯，卡罗瑟斯意识到 这是纺丝材料的特性。 他指示希尔斯根据纺丝工艺要求来改进这 种聚酯的性能。他们把聚酯样品放在蒸馏 器中使相对分子质量进一步降低，发现性 能又有了明显改善。可是，这种聚酯材料 虽然具有柔软性、韧性和弹性等众多优点 ，但软化温度较低，不符合纺丝工艺要求 ，功亏一篑。过了10年，英国的温费尔特 和狄克逊在卡罗瑟斯和希尔斯研究的基础 上，找出了失败的原因，他们用对苯二甲 酸和乙二醇为原料缩聚合成了聚酯纤维（ 涤纶)，并于1950年投入工业化生产，成为 化学纤维的新秀。 四、种类 涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形 丝、装饰用长丝、工业用长丝等。 下面主要介绍涤纶短纤维的分类。 涤纶短纤维： 1.按物理性能区分：高强低伸型、中强中伸 型、低强中伸型、高模量型、高强高模量 型 2. 按后加工要求区分：棉型、毛型、麻型 、丝型 3.按用途区分：服装用、絮棉用、装饰用、 工业用 4.按功能区分：阳离子可染、吸湿、阻燃、 有色、抗起球、抗静电 5.按纤维截面区分：异型丝、中空丝。 分子量一般控制在1800025000左右。 五、基本组成 涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二酯， 分子结构如下： 八、制备 涤纶纤维的生产是将聚酯熔体在压力下， 定量地由纺丝机中的喷丝孔流出丝束，经 冷却、凝固再经拉伸及后加工处理而制成 涤纶短纤维和长丝。 以二元羧酸与二元醇为原料： 。 。 。 。 。 。 2）分子中 刚性较大，PET熔点较 高；CH2CH2具有柔性，分子链易折 叠。 3）分子中不含亲水基团， 极性小， 属疏水性纤维，吸湿性差。 六、结构特点： 1）是含有苯环的线形大分子，没有大的支 链，所有苯环几乎处于一个平面上，因此大 分子易于平行排列，有较好的结晶倾向。 涤纶纤维的形态结构 用熔纺法制得的涤纶纤维，在光学显微镜中观 察发现它具有圆形的截面和光滑、均匀而无条痕 的纵向，见图。 1、热收缩 在生产过程中没有经过热定型的涤纶纤维 ，在沸水中或在其它加热的条件下，将会发生 剧烈的收缩，经过热定型后将比较稳定。 涤纶丝在热空气中，开始时长度发生迅 速收缩，30分钟后收缩率不再继续增加，平衡 收缩率约为8%。若在热水中进行热处理，只需5 分钟便达到了稳定的长度，同时由于水的溶胀 作用，使平衡收缩率增大到14%。 七、性能 关于热定型温度 2、吸湿性和染色性能 涤纶纤维在标准状态下的吸湿率只 有0.4%，即使在100%相对湿度下的吸湿 率也仅为0.60.8%。由于涤纶纤维的吸 湿性低，因而具有一些特性。例如涤纶纤 维在水中的溶胀度小，导电性差，容易产 生静电和沾污现象以及染色困难等。 涤纶染色比较困难。原因可以从 两方面加以说明。首先是分子结构中 缺少象纤维素或蛋白质纤维那样能和 染料发生结合的活性基团。其次，即 使采用分散性染料染色，除了某些分 子量较小的染料以外，也还存在着另 外的一些困难，这种困难主要是由于 涤纶分子排列得比较紧密，纤维中只 存在较小的空隙。 染色方法 高温高压染色 携染剂染色 热熔染色 1.将染色温度提高到100以上，或高至120，由 于纤维分子链运动加剧，瞬时间形成较大的空隙， 这样便有利于染料分子渗透到纤维内部去。 2.织物先用携染剂处理，再进行染色。携染剂常是 涤纶的增塑剂，如有机胺或酚类，常用的有邻苯基 苯酚。携染剂被纤维吸收之后，将存在于纤维分子 之间，有减弱分子间吸引力的作用，使分子链段能 进行比较自由的活动。 3.染色温度提高到200左右，染料升华，进入纤维 内部。 3、静电现象 不同的纺织纤维之间或纤维与其他物体之间 相互摩擦时，往往会产生静电场。 两种物质结构不同的物体相互摩擦时，介电 常数高的带正电荷，低的带负电荷，有关纤维带 电情况如下： 4强度高。由于吸湿性较低，它的湿态强 度与干态强度基本相同。 5弹性好。弹性接近羊毛。耐皱性超过其 他纤维，尺寸稳定性好。 6耐热性好。熔点255265，比聚酰胺 纤维的耐热性好。其允许使用温度范围大， 可在70170使用。 7耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的 锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。 8耐光性好。耐光性仅次于腈纶。 9耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、 酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕 霉，但热碱可使其分解。还有较强的抗酸 碱性，抗紫外线的能力 九、应用 涤纶的用途很广，大量用于衣料、床上 用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物 等纺织品以及其他工业用纤维制品，如过 滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带 等。改性纤维用途范围发生很大变化，扩 大了应用领域。在工业、农业及高科技领 域应用日益广泛，如可用于绳索、汽车安 全带及轮胎子午线；还可制成抗静电、阻 燃型、有色纤维等。 十、前景 我们涤纶生产现有工艺技术虽已达到国外现代 水平，但从全面分析还有一定差距，今后涤纶生 产工艺技术装备要坚持全面实现：规模化、高速 化、短程化、功能化。 我国涤纶发展前景广阔，是合成纤维中的支柱 品种。下个世纪涤纶发展的重点是：调整产品结 构、提到放肆比例，加大长丝生产比例，加大装 饰用、产业用丝比例，在国内涤纶工艺技术水平 已达到或接近国际先进水平的同时，要着