涤纶的性能和生产第七章

1，2，第七章聚酯(聚酯酯)，1 .概述2 .聚酯的品种和性能3 .聚酯(短纤维、长丝)的制备和生产工艺4 .改性聚酯3.1 .概述1.1聚酯的化学结构商品名：聚酯的通用名称：涤纶的化学名称：聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)、聚酯、饱和二酸和二醇是一类通过缩聚反应制备的线型聚合物缩聚物。(1)没有大支链的对称芳环结构的线性大分子容易沿纤维拉伸方向平行排列。2)分子链中基团刚性大，纯聚酯熔点高(265)；3)由于分子中的碳-碳链的内部旋转，分子具有2的空间构象，无定形为顺式构象，结晶为反式构象；4)分子链结构高度规则，具有紧密的聚集和结晶倾向。5)分子间没有很强的定向力，相邻分子间的原子间距是正常的范德华间距。大分子几乎是平面构型。显著优点：抗皱、保形、挺括、美观。对热和光有良好的稳定性。湿态时强度不会降低，洗涤后耐用，可与其他纤维混纺。它不会随着年龄而变黄。缺点是不吸汗，需要高温染色。其中约90%用于服装。只有大约6%用于工业生产。是合成纤维产量最大的，6、天才卡罗瑟斯？为什么脂肪族聚酯不能纺丝？7、由于分子之间没有氢键，由酯键运动引起的分子链相当灵活，导致其熔点较低。例如，聚己二酸己二醇酯的熔点只有70-72。如果苯环被引入到大分子主链中，则分子链的刚性可以增加，并且聚合物的熔点可以显著增加。例如，聚(乙基己基)二酸(醇)酯的熔点只有63-65，而聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(聚酯，也称为涤纶)的熔点高达265。脂肪族聚酯由于熔点低，常被用作表面活性剂或高分子增塑剂。它容易水解并溶解在有机溶剂中。1940年，英国的温菲尔德和迪克森用对苯二甲酸和乙二醇合成了聚对苯二甲酸乙二醇酯，并制造了纤维。1946年英国的工业化生产。1953年，世界范围内开始大规模工业生产。从1971年开始，它在数量上超过了尼龙，成为最大的合成纤维。主要聚酯生产商有仪征化纤、上海石化、浙江大浦、淄博万杰、洛阳石化、开平聚酯、江苏项英、鞍山合成、浙江华联、湖北新丰、狄龙等。中国聚酯年产量超过500万吨(占合成纤维总量的65%以上，占世界总产量的25%以上)。10，11，12，DTY，FDY)，13，牵伸机，14，聚酯短纤维。除了服装，装饰织物和工业织物的消费也在逐渐增加。工业用织物将成为聚酯需求增长的新动力。2000年，服装、装饰和工业用聚酯的消费比例为56: 24: 20，2005年为52: 27: 21，预计2010年为49: 30: 21，2015年为43: 34: 23。聚酯品种和性能2.1聚酯品种：短纤维和长丝，1。根据物理性能：高强度和低伸长率，中强度和中伸长率，低强度和中伸长率，高模量，高强度和高模量2。根据后加工要求：棉型、毛型、麻型、丝型3种。根据用途：服装、装饰、工业用4。根据功能：阳离子可染性，吸湿性，阻燃性，颜色，抗起球，抗静电，短纤维，17，原纱：未拉伸纱(UDY)，4弹力纱：DY，FDY，FOY变形丝：常规变形丝(DY)、拉伸变形丝(DTY)和空气变形丝(ATY)。长丝，18，根据横截面形状：圆形横截面和异形纤维，根据组分：单组分纤维和复合纤维，化学纤维横截面上具有两种或多种组分的纤维，以及通过非圆形喷丝头加工的非圆形横截面的纤维。(1)外观：聚酯纤维一般为乳白色。白色纤维可以通过添加增白剂获得，各种颜色的有色纤维也可以用染料染色。由于纤维的横截面形状不同，可以制备出满足用户需求的不同光泽度的纤维，形成超亮纤维、亮纤维、半暗纤维和全暗纤维。2.2聚酯性能，21，(2)Tg69Tm265Td300-350特性粘度为0.6-0.7的聚酯用于生产国产聚酯，特性粘度为0.7-1.0的聚酯用于生产聚酯工业丝。特性粘度和分子量之间的关系马克-霍温克方程：22，(3)聚集结构：结晶度和取向模型理论：折叠链-流苏麻纤维模型，流苏麻纤维结构，折叠链薄片，23，密度1.38-1.40g/cm3，受结晶度影响。通常是乳白色。为什么高聚物结晶时会从无色透明变成乳白色？(4)回潮率低。标准条件下的回潮率为0.4-0.5%。吸湿性和电性能差的聚酯在干燥状态下具有良好的电绝缘性。由于摩擦容易产生静电和吸收灰尘，这是聚酯的缺点。24、聚酯表面光滑，内部分子排列紧密，分子间缺乏亲水结构，所以回潮率很小，吸湿性能差。在相对湿度为95%的条件下，其最高吸湿率为0.7%，电绝缘性好，织物易洗快干，有“耐洗耐磨”的美称。然而，由于其吸湿性差，其透气性不好。(5)高强度。短纤维为2.6-5.7cn/dtex，高强度纤维为5.6-8.0cn/dtex。冲击强度比尼龙高4倍，比粘胶高20倍。(6)弹性和耐磨性好，保形性好。弹性接近羊毛，当拉伸5% 6%时，几乎可以完全恢复。良好的尺寸稳定性。良好的耐磨性。耐磨性仅次于耐磨性最好的尼龙。(7)耐光性在波长为300 330纳米的紫外线照射下，会发生分子断裂，纤维强度下降。其耐光性高于尼龙，但低于丙烯酸。(8)耐热性可在70 170范围内使用，耐热性和热稳定性是合成纤维中最好的。当在150的热空气中加热1000小时时，它会轻微变色，强度下降不超过50%。化学性质：聚酯在常温下对酸有一定的稳定性，但其耐腐蚀性随着温度的升高而降低。该分子含有酯键，不耐强碱，易于水解。它对某些氧化剂有很强的抗氧化性。(10)可染性和可染性差，常采用纺前染色。(11)抗菌聚酯纤维通常不会被微生物侵蚀，并具有抗菌性能，因此织物不会被蛀虫损坏。29，3。聚酯的制备和生产工艺，3.1聚酯直接纺丝的合成，3.2聚酯切片纺丝的生产，30聚酯的合成路线，对苯二甲酸与乙二醇的直接酯化，聚酯的酯交换，聚酯的环氧乙烷酯化，3.1聚酯的合成，31直接酯化的反应原理，三氧化二锑，32酯交换的原理，乙酸锌，乙酸锰和乙酸钴，33环氧乙烷酯化的原理，脂肪胺或季铵盐，34聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产， 二羟基对苯二甲酸乙二醇酯经过酯交换或直接酯化后，通过缩聚过程，使其形成一种线性聚合物化合物，称为聚酯树脂。 制备聚对苯二甲酸乙二醇酯有三种方法，即熔融缩聚、溶液缩聚和固相缩聚。第一种方法已经投入生产，具有成熟的技术和设备。聚酯缩聚的原理是聚酯的聚合度为85。缩聚后的熔体可以直接纺丝或浇铸成条并切割成颗粒。一般产品的平均相对分子质量不低于20000，用于制造纤维和薄膜的相对分子质量约为25000。3.2、聚酯生产36、聚酯通常是通过熔融纺丝生产的，Tm265纺丝熔融温度为265-270。可分为直接纺丝法一种为了提高其服用性能，它可以纺成纯的，但它通常与棉、羊毛、粘胶和其他纤维混纺。(1)棉型纤维：主要采用纤度为1.31.7dtex、长度为25 38mm的涤棉混纺，普通涤纶混纺比为65% 67%，棉混纺比为33% 35%，也可按其他比例混纺。41，(2)中长2.2 3.3 tex(2 3D)x51 76mm主要用于与羊毛粘胶纤维混纺，混纺比例与棉和涤纶大致相同。为了降低成品和面料的价格，粘胶纤维可以提高到50%。该面料用于缝制外套、休闲服、衬衫、裙子、运动服等。42、(3)羊毛型2.754.4dtex(2.54D)x3540mm主要用于与羊毛混纺，混纺比例：涤纶45%55%，羊毛55%45%，该面料主要用于缝制外套。聚酯短纤维也可与其他天然纤维和天然纤维下脚料混纺，也可与其他两种纤维混纺制成三合一织物。随着新品种的开发，聚酯的一些缺点正在得到改善，其应用更加广泛。43、长丝后处理工艺主要如下：原丝-拉伸-加捻-倍捻-洗涤和干燥-热定型-卷绕-分级-包装-成品长丝，3.3.2涤纶长丝的生产，44、加捻：在纺丝工艺中，纱条(须、纱、线、长丝)绕其轴线加捻、加捻、加捻、打结以获得回捻、卷绕、加捻、成网等。叫做扭曲。扭曲通常用来表示扭曲的程度。捻度T:纱线捻度角一次加捻。每单位长度纱线的匝数。常用单位是：扭转/10厘米。假捻：绳子的两端在中间固定并捻合，一边捻得更紧，另一边捻得更紧，但捻合方向相反，所以绳子上的总捻数不变，仍然是0，所以增加了假捻。聚酯长丝POY(预取向纱)或(部分取向纱)的一些基本概念。指通过高速纺丝获得的取向度介于未取向丝和拉伸丝之间的未完全拉伸的化纤长丝。特点：与未牵伸纱线相比，具有一定的取向度和良好的稳定性。它经常被用作拉伸假捻变形纱的特殊纱线(DTY)。(一般不用于织造)、全拉伸丝FDY(全水化):如果在纺纱过程中引入拉伸作用，可以获得取向度高、结晶度中等的卷绕丝，即全拉伸丝。特点：纤维被充分拉伸，可直接用于纺织加工。拉伸变形纱DTY:又称假捻变形纱，全称：拉伸变形纱。POY被用作前体纤维，并通过拉伸和假捻变形进行加工。通常具有一定的弹性和收缩性，也称为弹力纱。一般来说，有网络也有没有网络。网络意味着网络节点。DTY网络细丝：指细丝在网络喷嘴中通过喷射气流的作用相互缠绕形成周期性网络点的细丝。拉伸加捻纱线被称为双捻纱线(DrawTwist):双捻纱线可以通过拉伸POY作为前体并施加少量捻度来获得。空气变形纱ATY:压缩空气用于使化学纤维的长丝经历空气喷射变形，丝束的外环被部分卷绕，然后被部分断开以形成暴露于外部的多个端部，这看起来非常接近于根据常规方法用短纤维织造获得的空气变形纱。特点：空气变形纱省去了切割化纤长丝和纺长纱的生产过程。由它织成的织物具有与由短纤维织成的织物相似的外观和感觉，并且具有吸湿性。它可以用来生产类似丝绸、棉花或羊毛的织物，这些织物可以分别用作布、家具布、毛毯或汽车布。48，光纤规格：100D/36F、150D/36F、50D/18F等。纤度，喷丝板中的孔数，用于纺丝的喷丝板有36个孔，即纤维有36根单丝，49，50，4。一步法纺丝拉伸工艺，低速纺丝高速拉伸卷绕，900-1500 m/min 3200-4200 m/min，高速纺丝超高速拉伸卷绕，2600-3500 m/min 5100-5500 m/min，在同一台纺丝拉伸组合机上完成。涤纶仿真丝织物成本低、质量稳定、羊毛断头少、染色均匀性好，是一种具有真丝外观风格的涤纶织物，由圆形和不规则截面的涤纶长丝或短纤维纱线制成。它具有价格低廉、抗皱、免烫等优点，深受消费者欢迎。常见品种包括：涤纶丝、涤绉、涤缎、涤乔其纱、涤交织丝等。3.3.3灯丝的使用，52.2。由聚酯弹性纱、聚酯网络纱或各种异形截面的聚酯纱等聚酯长丝或中长涤纶短纤维与中长粘胶纤维或中长腈纶纤维的混纺纱制成的仿毛织物，分别称为精纺仿毛织物和中长仿毛织物，其价格低于同类仿毛织物。53、特点：不仅具有呢绒手感丰满膨松、弹性好的特点，还具有涤纶牢固耐用、易洗快干、滑爽挺括、不易变形、不易起毛起球等特点。常见品种包括：涤纶氨纶哔叽、涤纶氨纶华达呢、涤纶氨纶粗花呢、涤纶网络纺毛织物、涤纶粘胶中长粗花呢、涤纶腈隐粗花呢等。涤纶仿麻面料是目前国际服装市场上最受欢迎的面料之一。涤纶或涤粘强捻纱用于织造平纹或凸纹织物，具有亚麻织物的干手感和外观风格。例如，薄仿马利克不仅外观粗糙，手感干燥，而且穿着舒适凉爽。因此，它非常适合制作夏季衬衫和裙子。涤纶鹿皮样织物是一种新型涤纶织物，它以细旦或超细旦涤纶纤维为原料，经过特殊整理加工，在织物基布上形成一种具有细小短绒的涤纶绒面织物。它被称为鹿皮样织物，通常使用无纺布、机织物和针织物作为底布。特点：质地柔软，绒毛细腻丰满，富有弹性，手感丰富光滑，结实耐用。有三种常见的人造鹿皮，人造鹿皮和人造普通鹿皮。适用于制作女装、高档服装、夹克、西服和上衣等。56，57，聚酯长丝销售分布图，聚酯短纤维销售分布图，58，第4节改性聚酯，阳离子可染纤维高强度高模量纤维阻燃纤维导电纤维，59，阳离子可染聚酯CDP(阳离子可染聚乙烯)，第三或第四单体的共聚或接枝共聚，SIPM，金属离子将与染料中的阳离子交换以将染料离子固定在大分子上，并且新基团的引入将降低纤维的Tm，Tg和结晶度。在无定形区，分子间隙的增加有利于染料分子渗透到内部，但强度降低。60、CDP易于染色，颜色吸收率提高，吸湿性也提高，但普通CDP染色仍需高温(120-140)和高压或添加载体的条件下进行。在聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合过程中，第四单体聚乙二醇、可染聚酯纤维的结晶度ECDP、聚对苯二甲酸乙二醇酯常温常压进一步降低，分子结构更加疏松，无定形区增加，染