PT酸对聚酯及其纤维性能的影响
精对苯二甲酸(PTA)生产技术及工艺流程
……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………精对苯二甲酸(PTA)生产技术及工艺流程摘要精对苯二甲酸（PTA）英文名称：Pure terephthalic acid（PTA)分子式C6H4（COOH）2 。
是以对二甲苯为原料，液相氧化生成粗对苯二甲酸，再经加氢精制，结晶，分离，干燥，得到精对苯二甲酸。
精对苯二甲酸为白色针状结晶或粉末，约在 300℃升华，自燃点680℃。
能溶于热乙醇，微溶于水，不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。
低毒，易燃。
其粉尘与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限0.05g/L～12.5g/ L。
精对苯二甲酸是生产聚酯切片、长短涤纶纤维等化纤产品和其它重要化工产品的原料。
精对苯二甲酸（PTA）是重要的大宗有机原料之一，其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯薄膜和聚酯瓶，广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面，与人民生活水平的高低密切相关。
关键词：氧化反应结晶高压吸收常压吸收分离干燥溶剂及催化剂回收残渣蒸发溶剂脱水萃取常压汽提系统加氢反应过滤最新精品资料整理推荐，更新于二〇二一年一月二十三日2021年1月23日星期六17:08:08……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………目录摘要 (I)前言 ······································································································- 1 -第一章精对苯二甲酸的工业概貌 ································································- 2 -1.1 世界精对苯二甲酸工业概貌 ··························································- 2 -1.2 我国精对苯二甲酸工业概貌 ··························································- 3 -第二章精对苯二甲酸的上下游产业链······················································- 5 -2.1 精对苯二甲酸的上游产业······························································- 5 -2.2 精对苯二甲酸的下游产业······························································- 5 -第三章精对苯二甲酸的性质及其主要用途 ···············································- 6 -3.1 精对苯二甲酸的性质 ····································································- 6 -3.1 精对苯二甲酸的主要用途······························································- 6 -第四章精对苯二甲酸的主要原料·····························································- 7 -第五章产品方案及规格···········································································- 8 -5.1 产品方案······················································································- 8 -5.2 主要产品规格···············································································- 8 -第六章精对苯二甲酸的生产工艺技术······················································- 9 -6.1 国外工艺技术现状 ········································································- 9 -6.2 国内的工艺技术选择 ··································································- 10 -第七章精对苯二甲酸的工艺流程及操作条件 ·········································- 11 -7.1 反应历程简介·············································································- 11 -7.1.1 对二甲苯氧化 ···································································- 11 -7.1.2对苯二甲酸精制·································································- 12 -7.2 工艺流程简述·············································································- 12 -7.2.1 空气压缩机·······································································- 12 -7.2.2 100 单元---母液储存罐····················································- 12 -7.2.3 200 单元--氧化反应、结晶、高压吸收及常压吸收。
PTA各质量指标对聚酯生产的影响——006
ＰＴＡ各质量指标对聚酯生产的影响ＰＴＡ各质量指标对稳定聚酯装置的生产运行和保证良好的产品质量都有重大的关系，现分述如下。
（一）４—ＣＢＡ４—ＣＢＡ（对羧基苯甲醛）是由ＰＸ氧化为ＰＴＡ过程中的中间产物。
这个指标对聚酯生产有以下几点影响：１．ＰＴＡ中４—ＣＢＡ含量增加，使所产聚酯的ｂ值（色相）增高。
有试验证明，ＰＴＡ中４—ＣＢＡ含量每增高１００ｐｐｍ，将使所产聚酯ｂ值增加０．２５。
其主要原因是４—ＣＢＡ在聚酯生产过程中，形成了黄色的共轭双键产物。
２．４—ＣＢＡ在ＰＴＡ中含量增加，还将使所产聚酯的特性粘度［η］降低。
有试验证明，在［η］为０．８３时，４—ＣＢＡ含量每增加１００ｐｐｍ，将使［η］值降低０．００１２。
这主要是由于４—ＣＢＡ的一端具有醛基，阻碍了聚酯链段继续增长。
（二）粒度在聚酯生产中，ＰＴＡ按一定比例与ＥＧ配成浆料，要求迅速混合均匀，以利于酯化反应的进行；要求浆料的粘度较低，以便于输送，节约搅拌时的动力。
试验表明，平均粒径较小的ＰＴＡ配成浆料进行酯化反应时，由于ＰＴＡ的比表面积较大，与ＥＧ接触面积增加，酯化反应速度加快。
但配成的浆料粘度较大，而且在风送时，阻力也较大。
生产实践表明，ＰＴＡ的平均粒度保持不变，至为重要。
例如，在实际生产中曾遇到这样的现象，原来一直使用平均粒径为１００μｍ左右的ＰＴＡ，后来改用另一厂家生产的ＰＴＡ，在平均粒径相近时，酯化反应的温度、停留时间等工艺参数都未改变，产品质量等各方面均能符合要求。
但ＰＴＡ平均粒径下降到９７．７μｍ时，上述酯化工艺参数仍未加改变，反应速度明显增加，物料酯化率偏高，导致后来进入最终缩聚反应器的物料的端羧基偏低，以致在最终缩聚过程中，帮助物料脱去ＥＧ和活性官能团减少，仅靠催化剂本身的催化作用，要达到所要求的聚合度，就比较困难。
必须采取提高真空度，延长停留时间等强化反应条件的措施，才能保证产品的粘度。
如果预先知道ＰＴＡ的平均粒径，可通过改变酯化工艺参数，如降低酯化温度、缩短停留时间，就可以防止物料酯化过度或者酯化不足。
影响聚酯工艺过程的主要因素
影响聚酯工艺过程的主要因素1、EG/PTA摩尔比原料EG/PTA的摩尔比对反应过程和产品PET的聚合度有重要影响。
据反应可知，只有EG与PTA在等物质的量配比条件下才能得到高聚合度的PET。
当PTA与EG的物质的量比趋近1时，PET的聚合度（DP）为一极限值。
PTA与EG酯化反应中，EG/PTA摩尔比为2：1。
但是在反应体系中，EG/PTA酯化产物BHET的缩合又放出EG，为防止EG自身缩合成DEG影响PET质量，通常使EG摩尔含量小于EG/PTA摩尔比，EG/PTA的摩尔比为1.7-1.8 ：1。
EG/PTA的摩尔比也不宜过低，否则酯化产物的羧基含量增高。
随着EG/PTA的摩尔比提高，酯化反应加速、时间缩短，但同时也使体系中DEG含量增加，最终导致产品PET中的DEG含量提高。
据此在继续降低EG/PTA摩尔比的同时，开发了适当提高EG/PTA摩尔比的工艺。
其核心问题是，在充分发挥EG/PTA摩尔比的条件下反就优势的同时，有效控制体系中DEG含量的增加。
在连续工艺中，酯化过程基醒在接近“清晰点”的条件下进行的，缩聚反应脱出的EG 经回收再循环到系统中，以补充少量EG的过程损失，通常采用的EG/PTA加料摩尔比为1.1-1.2：1，而近年开发的高配比工艺，EG/PTA摩尔比已达2左右。
2、催化剂PTA法生产聚酯，酯化过程中PTA溶于EG后释放后释放出的H+具有自催化作用，可以不用催化剂。
酯化和缩聚也可以选用单一催化剂Sb(AC)3进行综合催化，吉玛工艺即用Sb(AC)3作为催化剂。
由于Sb(AC)3在EG和反应体系中具有良好的溶解性和较高的催化活性，而且所得产品PET质量也较好，因此在工业生产中应用已久。
根据工艺试验结果，得出催化剂用量与PET平均聚合度关系的经验式：Δ[η]=F·C0.5Δτ式中：Δ[η]为产品PET的特性粘度[η] 与[η0]之差；Δτ为相应的反应时间；C为催化剂浓度，ppm(Sb,Sb=80-320ppm)；F为工艺参数，包括温度、真空度、搅拌速度等。
聚酯各种成分的影响
PTA各项质量指标对聚酯生产的影响
1、酸值：PTA的纯度标志；
2、灰分：灰分过高时会使熔体在纺丝过程中断头，使聚
酯过滤器寿命缩短，喷丝板易堵；
3、铁：特种金属含量过高影响色相，致聚酯降解，致使
断链逆反应加速；
4、4-CBA：含量上升，特性粘度下降；
5、水分：高时易结块，导致投料中断，影响配比中PTA
含量；
6、PT酸：含量高时浆料粘度下降；
7、PTA粒径：粒径小浆料粘度就大，不利于输送，增加
搅拌动力，PTA比面大易溶解反应速度快，反之情况相反。
PET各项指标的影响
1、锑含量：含量低影响反应速度，含量高影响PET色相；
2、端羧基：其高低直接影响聚酯产品的热稳定性；
3、熔点：PET熔点对稳定纺丝温度波动相当重要；
4、DEG：DEG含量高对聚酯纤维有益，但过高会影响熔
点、耐光性能，故DEG要小于1.2—1.3％；
5、TiO2：TiO2的存在影响纤维的结晶性能，是开始的时
间提前，有利于晶核的生成，加快结晶；
6、凝聚粒子：粒子直径大于纤维的直径的1/3时会引起断
丝，影响断丝的单耗和纺丝过滤器及其组件的使用周期。
酸值对不饱和聚酯的性能的影响
摘录：
实验证明：酸值对不饱和聚酯的性能有明显的影响，随酸度的逐渐降低，该树脂相对分子质量逐渐增大，粘度逐渐增大，热变形温度逐渐增高，但是酸值过高它的粘度较小，虽然抗弯曲性能影响不大，生产周期较短，但是它们耐热性能、耐冲击性能以及耐化学性能较差工艺性能下降。
从分子结构上来看，酸值过高缩聚反应进行不完全，相对分子质量过小聚合物流动性能较好，从交联角度上来看聚酯与苯乙烯交联不充分，如果酸值过低，虽然耐热性能有所提高，而抗弯曲性能明显改善，但它的抗冲击性能较差(主要是由于反应到了后期，特别是抽真空以后，酸碱的升华较多所致)。
工艺性能甚至有所下降，从效率上来讲，反应周期延长性能变化不大，这是不符合实际生产需要的。
工艺操作：操作时应按树脂型号要求的配比称料。
釜中通入氮气或二氧化碳，先投二元醇，加热，再投二元酸，待二元酸熔化后开始搅拌。
投料各组分的总容积不得超过反应釜容积的80%。
各组分加完后，反应温度升到190—200°C ，回流冷凝器的出口温度控制在105°C 以下，反应温度过高会导致树脂变色，上述冷凝器出口温度过高会损失二元醇。
反应时间与投料比有关，一般通过测定物料的酸值来判断反应终点，视树脂的类型不同，终点酸值可控制在20—60左右。
当酸值符合要求时，一般产物的粘度也能满足要求，当需要提高产物粘度时，在反应后期可加入少量（约1%）多元醇。
有时，产物已达预定粘度，但酸值仍很高，则可增大惰性气体的通入量，使物料中的部分游离酸随惰性气体排出，从而降低酸值。
在缩聚反应临近终点时，可以抽真空脱水分以缩短反应时间。
聚酯反应实验报告
一、实验目的1. 理解聚酯反应的基本原理。
2. 掌握聚酯反应的条件和操作步骤。
3. 学习聚酯反应的表征方法。
4. 分析聚酯反应的结果。
二、实验原理聚酯反应是指醇类和羧酸（或其衍生物）在催化剂的作用下，通过酯化反应生成聚酯的过程。
该反应是一个可逆反应，反应条件对产物的分子量和性能有很大影响。
本实验采用一步法聚酯化反应，即直接将醇和羧酸混合，在加热、加压的条件下进行反应。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 对苯二甲酸（PTA）- 乙二醇（EG）- 醇钠（NaOH）- 碳酸氢钠（NaHCO3）- 氢氧化钠（NaOH）- 蒸馏水- 无水乙醇2. 实验仪器：- 反应釜- 搅拌器- 温度计- 压力计- 红外光谱仪- 傅里叶变换核磁共振波谱仪（FTIR）- 热分析仪（TGA）四、实验步骤1. 准备反应釜，加入适量的对苯二甲酸和乙二醇，搅拌均匀。
2. 加入适量的醇钠作为催化剂，搅拌均匀。
3. 将反应釜加热至预定温度，保持一段时间。
4. 关闭加热，继续搅拌反应液。
5. 将反应液过滤，除去未反应的原料和催化剂。
6. 用碳酸氢钠中和反应液，使pH值达到预定范围。
7. 将中和后的反应液倒入三口烧瓶中，加入适量的无水乙醇，搅拌均匀。
8. 将三口烧瓶放入烘箱中，进行后处理。
9. 用红外光谱仪、FTIR和TGA对产物进行表征。
五、实验结果与分析1. 红外光谱分析：聚酯产物的红外光谱图中，1720cm-1处出现明显的酯基峰，证明聚酯反应已经发生。
2. 核磁共振波谱分析：聚酯产物的核磁共振波谱图中，出现了乙二醇和苯环的峰，进一步证明聚酯反应已经发生。
3. 热分析：聚酯产物的热分析结果表明，产物的热稳定性较好，说明聚酯反应产物具有良好的耐热性能。
六、实验总结本实验通过一步法聚酯化反应，成功合成了聚酯产物。
实验结果表明，聚酯反应在适宜的条件下可以顺利进行，产物具有良好的性能。
在实验过程中，应注意以下几点：1. 控制反应温度和压力，以保证反应的顺利进行。
改性技术提高聚酯产品性能
改性技术提高聚酯产品性能科技收集 2007-10-07 13:27:46 阅读21 评论0字号:大中小订阅改性技术提高聚酯产品性能聚酯薄膜(BOPET)被广泛地用作包装材料,巿场对于其要求也日益提高。
通过共聚改性、共混改性、表面涂层改性等方法,对聚酯原料进行改性,可以提高BOPET 薄膜在阻隔、耐高温、抗紫外线、可热封等方面的性能。
聚酯(PET)是指含有酯基的热塑性聚酯的简称。
作为热塑性饱和聚酯的一员,聚对苯二甲酸乙二醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。
它可用于加工成型各种瓶类容器、片材和薄膜。
其中聚酯薄膜(BOPET)最大的应用巿场是软包装复合材料,约占总用量的50%。
人们生活水平日益改善,对包装材料的要求也越来越高,例如,要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。
显然,普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求,因此须根据不同的使用要求,从不同的角度对PET进行必要的改性。
PET生产工艺的改进PET是由PTA(精制对苯二甲酸)和EG(乙二醇)在加热和催化剂及稳定剂存在下缩聚而成。
PET的性能如结晶性、耐热性、物理机械性能等与原料纯度、所选用催化剂、稳定剂的种类和用量以及生产工艺等诸多因素有关。
例如,PTA的酸度直接表徵其纯度,影响酸度值有醋酸、PT酸、4-CBA(对羧基苯甲醛),这些成份会影响到PET产品质量和加工性能,甚至最终产品使用性能。
如果使用酸值不合格的PTA生产出的PET,加工饮料瓶灌装饮料后可能会变味,在拉膜时可能会出现晶点、透明度变差、容易破膜等情况。
EG的质量对PET的熔点、热性能同样也有一定的影响。
聚酯的热稳定剂通常使用磷酸三甲酯(TMP)或磷酸三苯酯(TPP),它们的含磷量较低,添加量较大,加入量过多会使PET熔点下降,并影响透明度。
法国推出的新型热稳定剂三乙基磷酸酯(TEPA),据介绍能使PET雾度降低、透明度提高。
聚酯的性能及其改性
聚酯的性能及其改性2005-11-22作者：冯树铭聚酯是指含有酯基的热塑性聚酯的简称。
作为热塑性饱和聚酯的一员———聚对苯二甲酸乙二醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。
它可以加工成型成各种瓶类容器、片材和薄膜。
其中聚酯薄膜最大的应用市场是软包装复合材料，约占总用量的50％。
由于BOPET薄膜具有优良的综合性能，故它在软包装及其它领域的应用越来越广泛。
一、BOPET薄膜的性能（1）有很好的力学性能，其拉伸强度是PE薄膜的9倍，刚性好、挺刮、耐折；（2）有较好的气体（氧气、二氧化碳及水汽）阻隔性；（3）有良好的光学性能，透明度好、光泽度高；（4）使用温度范围广（-60～120℃，短时可达150℃）；（5）电气绝缘性能良好；（6）无臭、无味，耐油脂、耐一般化学腐蚀。
总之，BOPET薄膜的综合性能优良，但是也存在一些不足之处：①普通的聚酯薄膜不能直接进行热封合；②阻隔性还不太理想；③耐热性也不够高；④透明度、光泽度对特殊用途的薄膜来讲尚须提高；⑤不耐紫外线辐射；⑥不耐水解；⑦不能满足某些特殊功能的要求如阻燃、抗静电等。
随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益改善，于是对包装材料的要求也越来越高。
例如，要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。
显然，普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求，因此须根据不同的使用要求，从不同的角度对PET进行必要的改性。
二、关于PET改性（1）PET树脂生产工艺的改进PET是由PTA（精制对苯二甲酸）和EG（乙二醇）在加热和催化剂及稳定剂存在下缩聚而成。
P ET的性能如结晶性、耐热性、物理机械性能等与原料纯度、所选用催化剂、稳定剂的种类和用量以及生产工艺等诸多因素有关。
例如，PTA的酸度直接表征其纯度，影响酸度值有醋酸、PT酸、4-CBA（对羧基苯甲醛），这些成分会影响到PET产品质量和加工性能，甚至最终产品使用性能。
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PT 酸对聚酯及其纤维性能的影响鞠培勇,韩胜宏,刘金清,李杰(济南化纤总公司,山东 济南 250100)摘要:PT 酸是聚酯生产中主要的单官能团杂质,它的存在直接影响聚酯的结晶性能、分子质量及其分布,从而对聚酯的内在质量、可纺性及纤维质量产生一定的影响。
通过对PT 酸影响的分析,认为PT A 生产中应将PT 酸质量分数控制在150×10-6以下。
关键词:聚酯;PT 酸;分子质量分布;结晶性能;可纺性中图分类号:T Q323.41 文献标识码:B 文章编号:100828261(2001)05200282030 前言随着聚酯纺丝技术及其应用领域的不断发展,纺速不断提高,常规FDY 的纺速已达5000m/min ,聚酯纤维纺速最高可达7000m/min ,且9000～14000m/min 的聚酯纤维超高速纺丝已在研究之中;同时纤维的单丝纤度也趋向细化,超细旦纤维的单丝纤度可控制在011dtex 以下,并实现了011×10-4dtex 超细旦丝的工业化生产。
纺速的提高和纤度的细化,使得聚酯的取向度、结晶结构对纤维的物理机械性能(特别是强伸度)造成极大的影响,因而对聚酯切片的内在质量和可纺性的要求更高。
影响聚酯质量的因素很多,许多文献资料已从不同侧面作了论述,而在实际生产过程中我们发现PT A 中PT 酸对聚酯切片内在质量和可纺性有着一定的影响,并对PT 酸的影响程度进行了初步探讨。
1 PT 酸的影响分析111 PT 酸含量对聚酯分子质量及其分布的影响济南化纤总公司聚酯工艺采用PT A 直接酯化连续缩聚式生产,整个工艺分为酯化工序和缩聚工序两部分,酯化和缩聚的反应式为(n +1)H OCH 2CH 2OH +n H OOCC 6H 4C OOH →H OCH 2CH 2[OOCC 6H 4C OOCH 2CH 2]n OH +2n H 2On H OCH 2CH 2[OOCC 6H 4C OOCH 2CH 2]OH →H OCH 2H 2[OOCC 6H 4C OOCH 2CH 2]n OH +(n -1)H OCH 2CH 2OH 在酯化阶段,聚合度由酯化率(97%～98%)和EG /PT A 的量比控制,由于EG /PT A 的量比远大于PT 酸/PT A ,所以PT 酸在酯化段的影响很小。
在缩聚阶段,随着聚合度的不断提高,PT 酸/齐聚物单体的比值越来越高,根据逐步聚合原理,高分子的聚合度DP 与单官能团(q 表示其分子过量分率)和反应程度(p )的关系为:DP =1/{q +2(1-p )}由此可见,在缩聚反应聚合度提高的过程中,若q 增加,对聚合度的影响也就越加明显,从而影响聚酯的分子质量及其分布。
聚酯反应为分别含有两个官能团的单体参加的线型缩聚反应,生成的大分子向两个方面增大形成长链。
PT A 中的PT 酸为单官能团化合物,在反应中起阻聚作用,能促使分子链失去活性,造成链端封闭,使得分子链的增长停止,而形成低分子质量级的分子[1]。
为分析PT 酸对分子质量及其分布的影响程度,用凝胶渗透色谱法(G PC )分析PT 酸含量不同的PT A 生产的聚酯,试验条件为:岛津LC/G PC 26A 高压液/凝胶渗透色谱仪;溶剂为邻氯苯酚2氯仿(1∶9);淋洗液为氯仿;淋洗速度为1m L/min ,结果见表1。
表1 PT 酸对分子质量分布的影响Tab.1 E ffect of PT acid on molecular ma ss distribution 序号w (PT 酸)/×10-6M n M w M w /M nw (低分子),%113011702.626418.3 2.26 2.8174215010817.226285.5 2.43 2.8282318010137.227231.6 2.69 2.9565419092269.527283.7 2.96 3.0227352308914.82840.83.013.1234收稿日期:2000210216;修回日期:2001203205。
作者简介:鞠培勇(19672),男,山东齐河人,高级工程师,学士,从事聚酯生产技术工作。
第14卷第5期 2001210 聚 酯 工 业P o l y e s t e r In d u s t r y Vol 14,No.5 2001210 从表1中数据可以看出,随着PT酸含量的增加,聚酯中的低分子(主要为2～5低聚体)含量相对增加,使得聚合度控制在一定范围内聚酯的数均分子质量降低,分子质量分散系数增大,分子质量分布变宽。
从而影响聚合物的热力学性能和可纺性。
112 PT酸含量对聚酯流变性能的影响聚酯是结晶性成纤高聚物,成纤高聚物的结晶性和可达到的结晶度对纤维的制备过程和成纤性质起着重要作用。
聚酯的结晶过程是形成晶核、晶核生长、分子链扩散进入晶格的过程,结晶程度与分子链的活动性有关。
高聚物结晶的快慢,直接影响纺丝过程中纤维主要择优结构的方向成形时间的长短。
结晶速率受分子质量及其分布的影响并与数均分子质量成正比,在结晶过程中聚酯按分子质量的大小发生分级,低分子质量和分子质量分布宽的高聚物结晶稍快[2]。
聚酯熔融则仅仅是结晶部分熔融,其结晶部分的小晶体可导致熔融温度降低,多分散性、低分子使熔融温度绝对值偏低和熔融温度范围变宽[3]。
PT酸含量高时,低分子质量组分增多,聚酯链缩短,受邻近结构的束缚及分子间的缠结点减少,结晶的诱导期缩短,结晶性能增强;另一方面低分子质量分子能对链的滑移和扩散起增塑作用,使聚酯链更容易向晶核扩散和规整堆积,也使PET 结晶性能增强。
为进一步分析PT酸对结晶性的影响,采用岛津DSC241差示扫描量热仪,氢气气氛、升温速度10℃/min、降温速度3℃/min,测试不同PT 酸含量下聚酯热性能指标,结果见表2。
表2 PT酸对DSC流变数据冷结晶峰的影响Tab.2 E ffect of PT acid on cold crystal peak of DSC rheological dataw(PT酸)/×10-6t c/℃t m/℃t mc/℃t m-t mc/℃t1/℃t2/℃t1-t2/℃14012.7259.1200.658.5216.3186.629.7 170128.6258.9201.857.1216.2186.230.0 190130.5259.6202.457.2216.8186.030.8 210128.8259.0203.355.7217.1186.230.9 230130.0261.1208.352.8218.1186.032.1 260129.5260.0209.150.9219.4185.833.6注:t1为熔融冷却结晶开始温度,t2为熔融冷却结晶结束温度。
由此可见随着PT A中PT酸含量的升高熔融结晶温度t mc升高,过冷度变小,即PET的结晶性能随PT A中PT酸含量升高而增强。
PT酸越高,2～5聚体的含量越高,这些有着增塑作用的小分子,增强了链段的活性,从而影响熔体冷结晶,使得熔融冷却结晶温度提高和熔融冷却结晶温度范围增大,纤维的固化距离缩短,意味着纤维固化后很快就发生了结晶,大分子的构象产生变化,纤维内部的大分子链取向结构来不及发展完全,一部分无定形区链即被结晶微粒产生的“交联效应”在一定程度上固定下来,造成纤维内部取向结构不均匀,从而改变了聚酯结晶速率和结晶完整性。
取向结构的不均匀和高结晶度导致初生纤维伸长率小,易产生飘丝、毛丝和断头。
113 PT酸对聚酯纺丝的影响聚酯分子质量及其分布决定着纤维的性能和纺丝工艺条件,聚酯分子质量高时则大分子链较长,分子链的展开和伸直较难,分子取向所需的力也大,并有可能导致不完全取向,分子质量低时则大分子链较短,纺丝时在喷丝孔挤出和拉伸取向时的张力作用下易产生断裂,故其平均分子质量应适中,最佳分子质量范围应选择在对纺丝工艺条件和产品质量最不敏感的区域[4]。
分子质量分布窄,平均分子质量高时可纺性(指具有构成在动力学上稳定的液体的能力)好。
分子质量分布指数小、低分子含量低,分子链上不存在不能承受高拉伸应力的部分,可纺性好,容易拉伸并可达到最大拉伸倍数;分布宽的聚酯胶粒增加,熔体经纺丝成形并拉伸后,纤维分子质量分布变化较大,纤维表面有相当大的不均匀裂痕,在新形成纤维和沿轴向取向的拉伸丝内,分子排列较杂乱,纤维强力低、伸长大、强伸不匀率也大,拉伸效率降低,拉伸时纤维初始模量和屈服应力较大;当分子质量的平均值相同时,分子质量分布系数大的具有较高的粘度,而熔体粘度较高,非牛顿指数越低,纺丝时越容易使熔体破裂,导致毛丝断头增多。
鉴于数均分子质量对纤维强度和断裂伸长的影响,低分子含量高时,则纤维的强度和疲劳性能降低。
由于PT酸对聚酯的结晶性能、分子质量及其分布的影・92・第5期 鞠培勇等:PT酸对聚酯及其纤维性能的影响响,因而对纺丝产生明显影响,在实际生产过程中随着PT 酸含量的增加,纤维断裂强度和断裂伸长率降等的批次激增。
表3为PT 酸含量不同的聚酯纤维质量统计(纤维质量为优一等品统计数据)。
表3 PT 酸对纤维质量的影响Tab.3 E ffect of PT acid on fiber qualityw (PT 酸)/10-6145175200230短纤维1156dtexPOY 265dtex/36fPOY 174dtex/36f断裂强度/cN ・dtex -15.54 5.49 5.44 5.40断裂强度C V ,%6.1 6.67.27.1断裂伸长率,%19.019.220.121.6断裂强度/cN ・dtex -12.25 2.21 2.18 2.05断裂强度C V ,% 4.52 4.85 5.85 6.13断裂伸长率,%127.2127.5130122.3断裂伸长率C V ,%3.73 3.994.835.77断裂强度/cN ・dtex -12.33 2.32 2.28 2.17断裂强度C V ,% 4.40 4.41 5.72 6.36断裂伸长率,%122.6124.1124.5123.8断裂伸长率C V ,%3.233.294.626.41 从表3中数据可以看出,随着PT 酸含量增加,纤维断裂强度迅速下降,纤维的断裂强度不匀率和断裂伸长率不匀率随之增大,从而对纤维质量和使用性能产生较大的影响。
从表3中可见PT 酸质量分数为小于175×10-6与大于200×10-6的PT A 生产的聚酯切片常规纺纤维质量差异明显。
2 结论通过生产实践及分析可以看出,PT A 中PT 酸的含量对聚酯的分子质量分布、流变性能、纤维质量都有明显的影响,因此在生产过程中必须严格控制含量。