【課件】滌綸的性能和生產(chǎn)第七章

1、第七章 滌綸（Ployester)1.概述2.滌綸的品種和性能3.滌綸的制備與生產(chǎn)工藝 （短纖維、長(zhǎng)絲）4.改性滌綸1、概述 1.1 滌綸的化學(xué)結(jié)構(gòu) 商品名: 滌綸 俗名: 的確良 化學(xué)名稱(chēng): 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚酯 飽和的二元酸與二元醇通過(guò)縮聚反應(yīng)制得的一類(lèi)線(xiàn)性高分子縮聚物。PET分子結(jié)構(gòu)特征：1）沒(méi)有大的支鏈，具有對(duì)稱(chēng)型芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線(xiàn)性大分子，易于沿著纖維拉伸方向取向而平行排列；2）分子鏈中基團(tuán)剛性大，純凈的PET熔點(diǎn)高（265）；3）由于分子內(nèi)C-C鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，分子存在2中空間構(gòu)象，無(wú)定形為順式構(gòu)象，結(jié)晶時(shí)為反式；4）分子鏈的結(jié)構(gòu)具有高度的規(guī)整性，有緊密斂集能力與結(jié)晶傾向；5）

2、分子間無(wú)強(qiáng)大的定向作用力，相鄰間的原子間距，均是正常的范德華間距，大分子幾乎呈平面構(gòu)型。顯著優(yōu)點(diǎn)：抗皺、保型、挺括、美觀(guān)。對(duì)熱、光穩(wěn)定性好。潤(rùn)濕時(shí)強(qiáng)度不降低，經(jīng)洗耐穿，可與其他纖維混紡。年久不會(huì)變黃。缺點(diǎn)是不吸汗，而且需要高溫染色。約 90% 作為衣料用。用于工業(yè)生產(chǎn)的只占6%左右。 是生產(chǎn)量最大的合成纖維才華橫溢的Carothers ?question1. 為什么脂肪族的聚酯不能紡絲? 由于分子間沒(méi)有氫鍵，由酯鍵運(yùn)動(dòng)造成的分子鏈柔性相當(dāng)大，致使其熔點(diǎn)較低。例如：聚己二酸己二醇酯的熔點(diǎn)僅 70-72。若在大分子主鏈上引進(jìn)苯環(huán)，不僅能增加分子鏈的剛性，而且使聚合物的熔點(diǎn)顯著提高，例如：聚辛二酸乙

3、二（醇）酯的熔點(diǎn)只有 63 - 65，而聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯（滌綸，又名的確良）的熔點(diǎn)卻高達(dá) 265。脂肪族的聚酯由于熔點(diǎn)太低，多用做表面活性劑或大分子的增塑劑。易水解易溶解在有機(jī)溶劑中1940年英國(guó)Whenfield和Dikson以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為原料合成了聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，并制成了纖維。于1946年在英國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)。1953年開(kāi)始在世界范圍內(nèi)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。1971年開(kāi)始數(shù)量上超過(guò)尼龍，成為第一大合成纖維。 滌綸主要生產(chǎn)商主要包括儀征化纖、上海石化、浙江大普、淄博萬(wàn)杰、洛陽(yáng)石化、開(kāi)平滌綸、江蘇鷹翔、鞍山合成、浙化聯(lián)、湖北新豐、龍滌股份等。 我國(guó)滌綸年產(chǎn)量在500萬(wàn)噸以上（占合成

4、纖維總量的65%以上，占世界總產(chǎn)量25%以上）。 低彈絲（DTY）全牽伸絲（FDY）牽伸機(jī)滌綸以短纖維為主。 除用于服裝外，在裝飾面料和產(chǎn)業(yè)用布方面的消費(fèi)也在逐漸增加，產(chǎn)業(yè)用布將是滌綸需求增長(zhǎng)的新推動(dòng)力。服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)用滌綸的消費(fèi)比例為2000年56： 24：20， 2005年52：27：21，預(yù)計(jì)2010年為49：30：21，2015年則為43：34：23。2、滌綸的品種和性能 2.1 滌綸的品種：短纖維與長(zhǎng)絲 1.按物理性能區(qū)分：高強(qiáng)低伸型、中強(qiáng)中伸型、低 強(qiáng)中伸型、高模量型、高強(qiáng)高模量型2. 按后加工要求區(qū)分：棉型、毛型、麻型、絲型 3. 按用途區(qū)分：服裝用、裝飾用、工業(yè)用 4. 按功

5、能區(qū)分：陽(yáng)離子可染、吸濕、阻燃、有色、 抗起球、抗 靜電短纖維初生絲：未拉伸絲（UDY）、半預(yù)取向絲（MOY）、預(yù)取向絲（POY）、高取向絲（HOY）；拉伸絲：拉伸絲（DY）、全拉伸絲（FDY）、全取絲（FOY）； 變形絲：常規(guī)變形絲（DY）、拉伸變形絲（DTY）、空氣變形絲（ATY ）。 長(zhǎng)絲 按截面形狀分：圓形截面和異型纖維按成分分： 單組分纖維和復(fù)合纖維化學(xué)纖維截面上具有兩種或兩種以上的組分或成分的纖維用非圓形噴絲板加工的非圓形截面的纖維。中空形、三角形、“支”字形等噴絲孔板形和異形纖維截面（1） 外觀(guān)：滌綸纖維一般為乳白色，添加增白劑可得到純白纖維，也可用染料染成各種顏色的有色纖維。由

6、于纖維截面形狀不同，可制得滿(mǎn)足用戶(hù)需要的不同光澤度纖維，形成超有光纖維、有光纖維、半消光纖維、全消光纖維。2.2 滌綸的性能（2） Tg 69 Tm 265 Td 300-350 特性粘度在0.6-0.7之間的PET用于生產(chǎn)民用滌綸，特性粘數(shù)在0.7-1.0之間PET 用于生產(chǎn)滌綸工業(yè)絲。 question2. 特性粘數(shù)和分子量之間的關(guān)系？Mark-Houwink方程:產(chǎn)品結(jié)晶度(%)取向度密度（克/厘米2）初生絲完全無(wú)定形差1.3351.337商品絲4060較高1.38（3）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：結(jié)晶度和取向度模型理論：折疊鏈-纓狀原纖模型纓狀原纖結(jié)構(gòu) 折疊鏈片晶 密度在1.38-1.40克/厘米3

7、，受結(jié)晶度影響。一般為乳白色 。question3. 為什么高聚物結(jié)晶時(shí)，從無(wú)色透明轉(zhuǎn)變?yōu)槿榘咨?？?）回潮率低。標(biāo)準(zhǔn)條件下回潮率0.4-0.5%。吸濕性差 電性能 滌綸在干燥狀態(tài)下具有良好的電絕緣性，由于摩擦而易產(chǎn)生靜電，易吸灰塵，這是滌綸的缺點(diǎn)。 滌綸表面光滑，內(nèi)部分子排列緊密，分子間缺少親水結(jié)構(gòu)，因此回潮率很小，吸濕性能差。在相對(duì)濕度為95的條件下，其最高吸濕率為0.7，因而電絕緣性好，其織品易洗快干，具有“洗可穿”的美稱(chēng)，但由于其吸濕性差，故透氣性不好。 （5）強(qiáng)度高。短纖維為2.65.7cN/dtex，高強(qiáng)力纖維為5.6 8.0cN/dtex。耐沖擊強(qiáng)度比錦綸高4倍，比粘膠纖維高20

8、倍。（6）彈性和耐磨性 彈性好，保型性好。彈性接近羊毛，當(dāng)伸長(zhǎng)5%6%時(shí)，幾乎可以完全恢復(fù)。 尺寸穩(wěn)定性好。 耐磨性好。耐磨性?xún)H次于耐磨最好的錦綸。（7）耐光性 在波長(zhǎng)為300330nm的紫外線(xiàn)照射下，會(huì)產(chǎn)生分子斷裂現(xiàn)象，纖維強(qiáng)度下降，其耐光性高于錦綸而低于腈綸。 （8）耐熱性 可在70170 用，是合成纖維中耐熱性和熱穩(wěn)定性最好的。在150 的熱空氣中加熱1000h，稍有變色，其強(qiáng)力下降不超過(guò)50。 （9）化學(xué)性質(zhì)：在常溫下，滌綸對(duì)酸有一定的穩(wěn)定性，但隨著溫度升高耐腐蝕性降低。分子中含有酯鍵，不耐強(qiáng)堿，容易水解。對(duì)某些氧化劑具有較強(qiáng)的抗氧化能力。 （10）染色性 染色性差，常采用紡前染色。（

9、11）抗菌性 滌綸纖維通常不會(huì)被微生物侵蝕，具有抗菌性，因而織物不會(huì)被蛀蟲(chóng)蛀壞。 3.滌綸的制備與生產(chǎn)工藝3.1滌綸的合成 直接紡絲法3.2滌綸的生產(chǎn) 切片紡絲法聚酯的合成路線(xiàn)對(duì)苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路線(xiàn)酯交換聚酯路線(xiàn)環(huán)氧乙烷酯化聚酯路線(xiàn)3.1 滌綸的合成 直接酯化法反應(yīng)原理無(wú)甲醇回收，生產(chǎn)控制穩(wěn)定，流程短，投資低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展迅速。目前國(guó)內(nèi)用的比較多。三氧化二銻酯交換反應(yīng)的原理 是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)的聚酯路線(xiàn)。工藝技術(shù)成熟，所以至今在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)牡匚弧４姿徜\、醋酸錳和醋酸鈷環(huán)氧乙烷酯化的原理 該路線(xiàn)具有成本低；產(chǎn)物低聚物少，容易精制；設(shè)備利用率高，輔助設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。脂肪胺或季胺鹽 聚

10、對(duì)苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn)經(jīng)過(guò)酯交換或直接酯化后的對(duì)苯二甲酸雙羥乙二酯，要經(jīng)過(guò)縮聚工序，使之形成線(xiàn)型高分子化合物，稱(chēng)之為聚酯樹(shù)脂。制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法，大致可分為三種，即熔融縮聚法、溶液縮聚法和固相縮聚法。第一種方法早已投入生產(chǎn)，并有成熟的工藝和設(shè)備。聚酯縮聚反應(yīng)原理產(chǎn)品PET聚合度為85。完成縮聚的熔體可直接紡絲或鑄條切粒。 一般產(chǎn)品的平均相對(duì)分子質(zhì)量不低于20000，用于制造纖維、薄膜的相對(duì)分子質(zhì)量約為25000。3.2 滌綸的生產(chǎn)滌綸通常用熔體紡絲法來(lái)生產(chǎn)， Tm 265 紡絲熔體溫度在265-270 。可分為直接紡絲法和切片紡絲法。直接紡絲法：縮聚反應(yīng)原料PET熔體紡絲后加工纖維

11、產(chǎn)品 切片紡絲法： 紡絲后加工纖維產(chǎn)品熔融擠出結(jié)晶干燥原料縮聚反應(yīng)PET熔體鑄帶切粒切片滌綸短纖維的生產(chǎn)工藝流程圖 切片干燥 熔體擠出 卷繞 集束 牽伸 卷曲 熱定型 切斷 打包 在卷繞和拉伸過(guò)程中有兩道上油。后紡前紡3.3.1滌綸短纖維的生產(chǎn)滌綸短纖維的用途 可以純紡，但通常與棉、毛、粘等纖維混紡，以改善它的服用性能。（1）棉型纖維： 纖度1.31.7dtex ,長(zhǎng)度2538mm 滌棉混紡為主，混紡比一般滌65%67%，棉33 % 35 % ，亦可以其他比例混紡。（2）中長(zhǎng)型2.23.3dtex(23D) x5176mm主要用于與毛型粘膠纖維混紡，混紡比和棉滌混紡比大致相同。為降低成品和織物

12、價(jià)格，粘膠纖維可增至50%?？椢镉糜诳p制外衣、便服、襯衫、女裙、運(yùn)動(dòng)服等（3）毛型2.754.4dtex(2.54D)x3540mm主要用于與毛混紡，混紡比：滌綸45%55%，羊毛55%45%，織物主要用于縫制外衣用。滌綸短纖維還可與其他天然纖維以及天然纖維下腳料等混紡，也可與其他兩種纖維混紡，制備三合一織物。隨著新品種的開(kāi)發(fā)，滌綸的某些缺點(diǎn)正在得到改進(jìn)，用途更為廣闊。 長(zhǎng)絲后處理過(guò)程主要為： 初生纖維拉伸加捻復(fù)捻水洗干燥熱定型絡(luò)絲分級(jí)包裝成品長(zhǎng)絲 3.3.2 滌綸長(zhǎng)絲的生產(chǎn) 加捻: 凡是在紡紗過(guò)程中,使紗條(須條,紗,線(xiàn),絲)繞其軸線(xiàn)扭轉(zhuǎn),搓動(dòng),纏繞,交結(jié),使其獲得捻回,包纏,交纏,網(wǎng)絡(luò)等都

13、稱(chēng)為加捻。常用捻度表示加捻的程度。 捻度 T :紗絲加捻角扭轉(zhuǎn)一圈為一個(gè)捻回。單位長(zhǎng)度紗線(xiàn)上的捻回?cái)?shù)。常用單位有：捻/10厘米。 假捻：把一根繩子的兩端固定，在中間加捻，一邊越捻越緊，而另一邊也越捻越緊，但捻向相反，因此在繩子上的總捻數(shù)是沒(méi)有變化的，仍然為0，所以加的是假捻。有關(guān)滌綸長(zhǎng)絲的一些基本概念 預(yù)取向絲POY：（Pre-oriented yarn ）or（Partially oriented yarn ）。 指經(jīng)高速紡絲獲得的取向度在未取向絲和拉伸絲之間的未完全拉伸的化纖長(zhǎng)絲。 特點(diǎn)：與未拉伸絲相比，它具有一定程度的取向，穩(wěn)定性好，常常用做拉伸假捻變形絲（DTY）的專(zhuān)用絲。（一般不用于

14、織造） 全拉伸絲FDY（fully draw yarn） ：若在紡絲過(guò)程中引入拉伸作用，可獲得具有高取向度和中等結(jié)晶度的卷繞絲，為全拉伸絲。 特點(diǎn)：纖維已經(jīng)充分拉伸，可以直接用于紡織加工 拉伸變形絲DTY：也叫假捻變形絲，全稱(chēng)：Draw Textured Yarn。是利用POY做原絲，進(jìn)行拉伸和假捻變形加工制成。往往有一定的彈性及收縮性，又稱(chēng)彈力絲。一般分有網(wǎng)絡(luò)和無(wú)網(wǎng)絡(luò)絲，網(wǎng)絡(luò)的意思是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。DTY網(wǎng)絡(luò)絲：是指絲條在網(wǎng)絡(luò)噴嘴中，經(jīng)噴射氣流作用，單絲互相纏結(jié)而呈周期性網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)的長(zhǎng)絲。 拉伸加捻絲稱(chēng)為DT（Draw Twist） ：以POY為原絲經(jīng)牽伸加捻機(jī)，拉伸為主并給予少量的捻度，即可得到DT

15、。 空氣變形絲ATY（airtextured yarn）：利用壓縮空氣，使化學(xué)纖維的長(zhǎng)絲發(fā)生噴氣變形，絲束外圈局部起小卷，再使它部分?jǐn)嗔?，形成若干端頭露在外面，看上去十分接近用短纖維、按常規(guī)方法紡織，就得到空氣變形絲。特點(diǎn)：空氣變形絲在生產(chǎn)時(shí)省略切斷化纖長(zhǎng)絲，再紡成長(zhǎng)紗的生產(chǎn)過(guò)程。由它織成的織物，外觀(guān)和手感接近用短纖維織成的織物，還有吸濕性。它可以用來(lái)生產(chǎn)仿絹絲、仿棉或仿毛形織物，分別用作衣料、家具布、氈毯或汽車(chē)用布。纖維規(guī)格的表示方法： 100D36F，150D36F，50D18F等。纖度噴絲板的孔數(shù)紡絲時(shí)使用的噴絲板有36孔，即該纖維有36根單絲按紡速不同常規(guī)紡絲工藝中速紡絲工藝高速紡絲工

16、藝4. 紡絲拉伸一步法工藝低速紡絲+高速拉伸卷繞9001500m/min+32004200m/min高速紡絲+超高速拉伸卷繞26003500m/min+51005500m/min在同一臺(tái)紡絲拉伸聯(lián)合機(jī)上完成。成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，毛絲斷頭少，染色均勻性好1 滌綸仿真絲織物 由圓形、異形截面的滌綸長(zhǎng)絲或短纖維紗線(xiàn)織成的具有真絲外觀(guān)風(fēng)格的滌綸面料，具有價(jià)格低廉、抗皺免燙等優(yōu)點(diǎn)，頗受消費(fèi)者歡迎。常見(jiàn)品種有：滌絲綢、滌絲縐、滌絲緞、滌綸喬其紗、滌綸交織綢等。 3.3.3 長(zhǎng)絲的用途2 滌綸仿毛織物 由滌綸長(zhǎng)絲如滌綸加彈絲、滌綸網(wǎng)絡(luò)絲或各種異形截面滌綸絲為原料，或用中長(zhǎng)型滌綸短纖維與中長(zhǎng)型粘膠或中長(zhǎng)型腈綸混

17、紡成紗后織成的具有呢絨風(fēng)格的織物，分別稱(chēng)為精紡仿毛織物和中長(zhǎng)仿毛織物，其價(jià)格低于同類(lèi)毛織物產(chǎn)品。 特點(diǎn)：既具有呢絨的手感豐滿(mǎn)膨松、彈性好的特性，又具備滌綸堅(jiān)牢耐用、易洗快干、平整挺括、不易變形、不易起毛、起球等特點(diǎn)。常見(jiàn)品種有：滌彈嗶嘰、滌彈華達(dá)呢、滌彈條花呢、滌綸網(wǎng)絡(luò)絲紡毛織物、滌粘中長(zhǎng)花呢、滌腈隱條呢等。 3 滌綸仿麻織物 是目前國(guó)際服裝市場(chǎng)受歡迎的衣料之一，采用滌綸或滌/粘強(qiáng)捻紗織成平紋或凸條組織織物，具有麻織物的干爽手感和外觀(guān)風(fēng)格。如薄型的仿麻摩力克，不僅外觀(guān)粗獷、手感干爽，且穿著舒適、涼爽，因此，很適宜夏季襯衫、裙衣的制作。4 滌綸仿鹿皮織物 是新型滌綸面料之一，以細(xì)旦或超細(xì)旦滌綸纖

18、維為原料，經(jīng)特殊整理加工在織物基布上形成細(xì)密短絨毛的滌綸絨面織物，稱(chēng)為仿鹿皮織物，一般以非織造布、機(jī)織布、針織布為基布。 特點(diǎn)：具有質(zhì)地柔軟、絨毛細(xì)密豐滿(mǎn)有彈性、手感豐潤(rùn)、堅(jiān)牢耐用的風(fēng)格特征。常見(jiàn)的有人造高級(jí)鹿皮、人造優(yōu)質(zhì)鹿皮和人造普通鹿皮三種。適合做女衣、高級(jí)禮服、茄克衫、西服上裝等。 滌綸長(zhǎng)絲銷(xiāo)售分布圖 滌綸短纖維銷(xiāo)售分布圖第四節(jié) 改性滌綸 陽(yáng)離子可染纖維 高強(qiáng)高模纖維 阻燃纖維 導(dǎo)電纖維陽(yáng)離子染料可染滌綸CDP（cationic dyenable polyethylene terylene）共聚或接枝共聚第三or 第四單體SIPM金屬離子將和染料中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換，使染料離子固定在大分子上新的基團(tuán)的引入，使纖維的Tm、Tg以及結(jié)晶度均降低。在無(wú)定形區(qū)，分子間隙增加，有利于染料分子滲透到內(nèi)部，但強(qiáng)度下降。CDP容易染色，吸色率提高，吸濕性也有改善，但普通的CDP染色時(shí)仍需高溫（ 120140）高壓或在加入載體的條件下進(jìn)行。常溫常壓可染聚酯纖維ECDPPET聚合過(guò)程中第四單體聚乙二醇纖維的結(jié)晶度進(jìn)一步下降，分子結(jié)構(gòu)更為疏松，無(wú)定形區(qū)