消光剂二氧化钛指标对聚酯生产的影响[策划]

1、消光剂二氧化钛质量指标对聚酯住产的彫响一、概述由于化学纤维表面光滑，具有一定透明度，所以在光线照射f,因为反射光强度很大而 产牛极光，使纤维具有肉眼看起來很不愉快的强烈的光泽，若在纤维屮添加少量折射率不同 的物质，则光线向不同方向进行漫射，纤维光泽就变昭，这种方法称为消光，加入的物质称 为消光剂。一般聚酯工厂生产的消光涤纶长丝、短丝、聚酯切片都是需要加入了消光剂的。所用的 消光剂为二氧化钛，因为二氧化钛的折射率与涤纶的相差较人，二氧化钛比常见的合成纤维 树脂的折射率高近2倍，英消光原理主要利用了它的高折射率，两者的折射率z差越大消光 效果越好（锐钛型二氧化钛：2.55；聚酯：1.725）,二氧

2、化钛同时还具有化学稳定性高，不 溶于水，在高温下不起变化，在示处理过程屮不会消失等优点。人有光（也称其为''超有光） 聚酯切片中的二氧化钛含量为零；、'有光聚酯切片小的二氧化钛含量为0.10%左右；、'半消 光聚酯切片中的二氧化钛含量为（0. 32±0. 03） %；、'全消光聚酯切片中的二氧化钛含量为 2. 4%2. 5%o钛白粉是一种最重要的白色无机颜料，成分是二氧化钛，英文名称：titanium dioxide, 分子式为tio2o工业二氧化钛根据其品型结构可分为锐钛型和金红石型。金红石型晶体结 构紧密，相对密度大，耐候性好，遮盖力高，着

3、色力强，但颗粒硕，不容易分散，在化学纤 维纺丝时容易磨损喷丝板、切丝刀，不宜作化学纤维的消光剂；锐钛矿型比较松软，白度白， 易分散，适宜用作化学纤维的消光剂。化纤钛白粉平均粒径一般在0. 35 um,粒子很细，表面积很大，任何质量优越的钛白粉 在储运、包装、堆放、和运输过程中又絮凝或凝聚在一起形成人粒粒团，在使用前一定要通 过研磨才能使用，否则由于分散性不好会造成粒子在纤维中分散不均匀，不仅消光效果不好, 其至会岀现毛丝、断丝现象。二氧化钛经球磨分散后不仅能使絮凝后的二氧化钛重新分散开 来，而且可能去除钛白粉中可能夹带的极微量大粒子（大于5微米）。二氧化钛粒子表面带 有负电荷，在溶液屮由于相同

4、电荷电斥力的作用使它保持稳定分散状态，如果在制造过程或 于分散介质屮吸附了其他离子，就会使分散性能降低。二氧化钛分散在树脂中，其表面会吸 附一层树脂层，这种单分了吸附层，具有走向缓冲作用，又称空间位阻效应，也能起到分散 作用，使其保持稳定分散状态。79. 90白色粉末>98wt %wo. 5wt %7±0. 5wo. 01vt %w0. 03wt %0. 2-0. 3pm （离心法）二、二氧化钛（tio?）质量指标 分子量 外观ti02含量h20含量 ph值: 铁（以fezos计） 筛余（325目） 平均粒径三、ti02各项质量指标对聚酯生产的影响：（1）t©含量是t

5、i02纯度的表示，如纯度低表示杂质多，杂质尤其是金属杂质多会影响t© 的再凝聚性。水分高会引起ti02结块，影响tio?的分散性。ph是影响tioz分散性的一个重要指标，ti02晶格小的钛部分被爾s换后，tio?微粒表面 带负电，ph值»jtio2微粒表面的界面电位有一定的关系，在一定范围内，ti02分散性良好。三氧化二铁：ti02是由钛铁矿制造的，三氧化二铁是原料中铁留在ticb中的量。铁含量 对聚酯生产的影响除pta中说明的外，还有以下危害，其它金加氧化物也一样，如前所述 tio?负电的界面电位愈大，ti02粒子i'可的排斥力愈大，某些金属氧化物在溶液中呈离子状

6、态, 金属离子带正电，表面带负电的tio?离子就被金属离子吸引，离子的原子价愈高，越容易 使tioz粒子凝聚，几乎呈几何级数上升。检查并测量ti（h水溶液的比电阻，是检查tio2带电粒子的方法之一，是tio?的一项重要质 量指标。平均粒径及粒径分布平均粒径大小与测试方法有关，用离心法测试要求为0.3-0.4屮m用激光法测试为 0.5-0.6|im,但用高倍显微镜测试的结果与离心法一样。平均粒径过小，如0.2卩m的粒子较多对消光作用有影响，且不易分散，配制液粘度大, 过小的tioz颗粒吸附力人，比表面人，加入反应后更易凝聚。平均粒径过大，粗大粒子多，加重tioz配制的负荷，如果配制工艺不到位，造

7、成产品 屮tio?凝聚粒了超标，缩短熔体过滤器的使用周期。ticb的粒径分彳|j为正态分布，要求。小一点，过大或过小的粒子少一点。ti02粗大粒了的值随测试方法的不同而不同，冇血球计数法、沉降法、离心法、消光 法，最准确的是沉降法，血球计数法也可，另两种方法测不准。但ti02粗人粒了是一个重 要指标，与供应商定货时要列入，并要确定测试方法后再确定具体指标。ti02凝聚粒了、凝集粒了一般聚酯装置中是将二氧化钛与乙二醇配制成悬浮液，经球磨分散、离心、沉降、过滤 后再加入第二酯化釜内室中的反应物中。为了保证聚酯产品的可纺性，也就是说聚酯熔体或 切片屮的凝聚粒子不得超过规定指标，对二氧化钛的粒度分布有

8、-定的要求，对配制悬浮液 过程中的工艺参数，如分散时间、沉降时间、过滤方式等也冇严格的控制。tio2凝聚粒了、凝集粒子对纺丝生产的影响如下：当粒子直径人于纤维直径的1/3时，会引起断丝，影响长丝的单耗和满卷率。影响纺丝过滤器和纟时牛的使用周期。 毛丝增多、缠辘严重使aa级品率下降。般10pm的粒子对纺普通丝问题不大，对细口幺幺、超细旦丝会产住严更的影响；20pm的 粒子靠熔休过滤器除去,10-20pim的粒子是影响普通纺丝的重要因素。从上而可以看出该指标的重要性，它表征熔体质量的主要指标，所以在整个工艺设计中已充 分考虑了如何使该指标达到规定要求,在制造过程中要严格遵守操作耍求，达到预期的口标

9、。四、目前聚酯工厂使用纤维级别二氧化钛的现状近年来，我国聚酯（包括聚酯纤维、聚酯树脂和薄膜等）的生产发展很快，2000年牛产 能力只有595万吨，2004年达到1650万吨，2005年进一步增加到2150万吨，主要的生产 厂家有江苏仪征化纤股份有限公司、浙江远东化纤集团有限公司、辽阳石油化纤公司、上海 石油化工股份有限公司、浙江恒逸集团有限公司、厦门翔鹭纺纤有限公司、广东开平涤纶企 业集团公司以及济南正昊化纤新材料有限公司等。2006年新投产的聚酯装置有浙江康鑫化 纤、浙江世创石化、金鑫化纤等。2004年我国聚酯产品的产量约为1170万吨，；2005年产 量约为1390万吨。根据中国聚酯协会预

10、测，2008年我国聚酯的产量将达到约1730万吨。 半消光聚酯产品所占的比例很大，粗略估计在80%左右，因此需耍二氧化钛的量比较大， 我国牛产纤维级别二氧化钛的技术与规模远远满足不了聚酯化纤牛产的需要。因此进口的二 氧化钛的份额还是相当的大。再说，我国是钛资源最丰富的国家，目前世界已探明的钛资源储量为44.1亿t （以tio2 计），我国的储量达&4亿t,占世界总储量的19% （不包括近来发现的），全国2（）个省区有 钛矿矿床142个左右。特别引人注目的是，我国河南南召一泌阳境内发现一处世界级特人金 红石矿藏，储量达5000万（以上。金红石品位在2%-4%,相当于500个大型金红石矿床

11、 的规模。这一发现对我国来说，具有重要的战略意义，会为我国发展钛白粉工业提供更有利 的条件。我国的二氧化钛金业发展也是比较快的，用在聚酯纤维方血的国产二氧化钛成功的 厂家要数河北惠1佃信新材料有限公司，其产品质量与进口的差距很小。国内大部分聚酯厂家 都在或多或少的使用他们的二氧化钛，与德国的sachtleben. fl本的富士钛混用来降低生产 成本。下面两张图表就是三个厂家的产品分析数据对比表瞬用二氧化钛等级比较图(_型号i指标fuji恵尔信sachtlebenta-300ns-918lwsui ph fj佔jrjap1电阻率(q.cm)8, 3003, 9g03、8001平均粒径(%)0.5

12、90.420.47筛残分45从m< (%)0.0020.0020.002水及eg t1o21大粒子沉降试验h20 ,2 p m< (%)0.541.101.14eg,5 u m< (%)2.82.53.5凝聚粒千5 m m<g15282.5*5u m258012724j、时eg分散性(%)97.89g.396.41杂质含量g (%)98.g98.798.8"(%)0.080.250.28p2o, (%)0.280.420.38na2o (%)0.030.0550.05fg (%)0.0020.0030.002sb2o3 (%)0.010.150.33化纤用二氧化钛等级比较图(二)fujita-300恵尔信ns-918sahtlbo lw-s-ujuij筛余残分(45 y m<)(%)0.0020.0020.002eg中濮聚粒子5u m<g3628m2576127分散性(%)5hr-95.597.797.524hr-eg97.896.396.4平均粒径(p m)0.590.420.475m m<in eg (%)2.82.273.5g(%)98.g98.798.8k2o(%)0.080.250.28p2o5(%)0.280.420.