聚酯纤维

第三节 聚酯切片的干燥
二、切片干燥机理
PET大分子缺少亲水性基团 吸湿能力差， 大分子缺少亲水性基团， 1. 切片中的水分 PET大分子缺少亲水性基团，吸湿能力差，其 水分分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水， 水分分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与 PET大分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的结合水 大分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的结合水。 PET大分子上的羰基及少量的端羟基等以氢键结合的结合水。 2. 切片的干燥曲线 由曲线可以看出， 由曲线可以看出，切片的含水率均随干燥时间延长而逐步 降低。在干燥前期为恒速干燥阶段 恒速干燥阶段。 降低。在干燥前期为恒速干燥阶段。这时除去的主要是切片中 的非结合水。干燥后期为降速干燥阶段 主要去除结合水。 降速干燥阶段， 的非结合水。干燥后期为降速干燥阶段，主要去除结合水。
（二）力学性能
强度一般为4 强度一般为4～ 7dN/tex，延伸度为20 20～ 7dN/tex，延伸度为20～50 ％，模量高 尺寸稳定， 模量高， ％，模量高，尺寸稳定， 不变形。 不变形。
第三节 聚酯切片的干燥
一、切片干燥的目的
湿切片中含水率为0.4％～0.5％，干燥后下降至 0.4％～0.5％， 1．除去水分 湿切片中含水率为0.4％～0.5％，干燥后下降至 0.01％（常规纺） 0.003％～0.005％（高速纺）。 ％（常规纺 ％～0.005％（高速纺 0.01％（常规纺）或0.003％～0.005％（高速纺）。 切片中水分的不良影响： 在纺丝温度下，水的存在使PET 切片中水分的不良影响：①在纺丝温度下，水的存在使PET 大分子的酯键水解 聚合度下降，纺丝困难，成品丝质量降低； 酯键水解， 大分子的酯键水解，聚合度下降，纺丝困难，成品丝质量降低； 少量水分气化，往往造成纺丝断头，使生产难以正常进行。 ②少量水分气化，往往造成纺丝断头，使生产难以正常进行。 2. 提高切片含水的均匀性 干燥初期，切片受热结晶， 3. 提高结晶度及软化点 干燥初期，切片受热结晶，结晶度提 高至25％～30％，软化点提高至210℃以上 且熔程狭窄， 25％～30％，软化点提高至210℃以上， 高至25％～30％，软化点提高至210℃以上，且熔程狭窄，熔体 质量均匀。 质量均匀。
第三节 聚酯切片的干燥
干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。 干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。 转鼓部分 三部分组成 1. 转鼓部分 转鼓是全机的主体， 转鼓是全机的主体， 两端有碟形封头， 两端有碟形封头，且倾 斜装置的圆筒形容器， 斜装置的圆筒形容器， 倾角为25 目的是保 倾角为25o。目的是保 证切片在干燥过程中能 较好地翻转， 较好地翻转，以使传热 均匀， 均匀，防止切片粘结和 卸料方便。 卸料方便。
第三节 聚酯切片的干燥
3. 切片干燥过程中的结晶
聚酯在170-190℃时结晶速 聚酯在170-190℃时结晶速 170 率最高，超过190℃ 190℃， 率最高，超过190℃，结晶速率反 而随温度升高而下降。 而随温度升高而下降。这是由于 高温下晶核生成太少的缘故。 高温下晶核生成太少的缘故。因 170℃以下短时间干燥 以下短时间干燥， 此，在170℃以下短时间干燥，由 于切片表面温度高于内部温度， 于切片表面温度高于内部温度， 切片表面的结晶度高于内部； 切片表面的结晶度高于内部；在 190℃以上短时间干燥，则内部结 190℃以上短时间干燥， 以上短时间干燥 晶度大于表面结晶度。 晶度大于表面结晶度。
聚合车间
聚合车间
聚合车间
二、聚酯纤维的性质
（一）物理性质 （1）颜色：涤纶一般为乳白色并带有丝光；无光产品需要加入 颜色：涤纶一般为乳白色并带有丝光； 消光剂TiO2 而生产纯白产品需要加入增白剂； TiO2， 消光剂TiO2，而生产纯白产品需要加入增白剂； （2）密度：无定形涤纶密度为1.333 g/cm3，完全结晶为1.455 密度：无定形涤纶密度为1.333 g/cm3，完全结晶为1.455 g/cm3。通常涤纶具有较高的结晶度，密度与羊毛相近； g/cm3。通常涤纶具有较高的结晶度，密度与羊毛相近； （3）回潮率：标准状态下涤纶回潮率为0.4％，低于腈纶和锦 回潮率：标准状态下涤纶回潮率为0.4％，低于腈纶和锦 0.4％， 纶； （4）热性能：软化点Ts为230～240℃，熔点Tm为255～265℃， 热性能：软化点Ts为230～240℃，熔点Tm为255～265℃， Ts Tm 分解温度Td Td为 分解温度Td为300℃
直接加成法：理论上最为合理。优点是生产过程短， 直接加成法：理论上最为合理。优点是生产过程短， 原料低廉，产品纯度高。但环氧乙烷沸点低(10.7℃) (10.7℃)， 原料低廉，产品纯度高。但环氧乙烷沸点低(10.7℃)， 常温下为气体，容易着火、爆炸，运输、 常温下为气体，容易着火、爆炸，运输、贮存和使用 都不方便，目前采用此法的不多。 都不方便，目前采用此法的不多。
所以PET的制备首先需得到BHET，目前生产BHET的方法有酯 所以PET的制备首先需得到BHET，目前生产BHET的方法有酯 PET的制备首先需得到BHET BHET的方法有 交换法和直接酯化法和直接加成法。 交换法和直接酯化法和直接加成法。
酯交换法：历史悠久，技术成熟， 酯交换法：历史悠久，技术成熟，产品质量好而 稳定，目前仍广泛采用，但其工艺过程长， 稳定，目前仍广泛采用，但其工艺过程长，设备 投资大，且需要大量甲醇， 多，投资大，且需要大量甲醇，甲醇和乙二醇回 收量大，增加设备和能量消耗。 收量大，增加设备和能量消耗。 直接酯化法：流程短，投资少，效率高，无需使 直接酯化法：流程短，投资少，效率高， 用甲醇，乙二醇耗用量少， 用甲醇，乙二醇耗用量少，可简化回收过程和设 减少环境污染，特别适合制造高聚合度PET PET。 备，减少环境污染，特别适合制造高聚合度PET。 缺点是TPA和EG在多相体系中反应，反应不易均 缺点是TPA和EG在多相体系中反应， TPA 在多相体系中反应 容易生成较多二甘醇，影响PET的质量。 PET的质量 匀，容易生成较多二甘醇，影响PET的质量。
第一节 概述 1、聚酯纤维的历史与发展
1947年ICI（英国卜内门化学工业有限公司公司） 年 公司） （英国卜内门化学工业有限公司公司 买断了聚酯纤维除美国以外的专利权， 买断了聚酯纤维除美国以外的专利权，并开始 筹划建立生产厂。 筹划建立生产厂。 1955年ICI公司开始在英国建成了其第一家年产 年 公司开始在英国建成了其第一家年产 5000吨的聚酯纤维生产厂。 吨的聚酯纤维生产厂。 吨的聚酯纤维生产厂 随后， 随后，一些世界级的大型化工公司在高额利润 的驱使下，纷纷把目光投向这一性能优异、 的驱使下，纷纷把目光投向这一性能优异、价 格低廉的合成纤维的生产上， 格低廉的合成纤维的生产上，开始聚酯纤维的 生产， 生产，从此开始了聚酯纤维的高速发展时期
第三节 聚酯切片的干燥
2. 抽真空系统 常用真空泵为机械真空泵和蒸汽喷射泵。 常用真空泵为机械真空泵和蒸汽喷射泵。其中蒸汽喷射泵 机械真空泵和蒸汽喷射泵 具有工作稳定可靠，设备简单等特点。 具有工作稳定可靠，设备简单等特点。一般三级蒸汽喷射泵蒸 汽压力为9.8 9.8× Pa，可使转鼓内的余压降到0.033 0.033× Pa； 汽压力为9.8×105Pa，可使转鼓内的余压降到0.033×104Pa； 四级蒸汽喷射泵蒸汽压力为15.7×105Pa，转鼓内余压可降到 四级蒸汽喷射泵蒸汽压力为15.7× Pa， 15.7 0.0053× Pa。 0.0053×104Pa。 3. 加热系统 加热系统因热载体不同而异。热载体可采用联苯混合物、 加热系统因热载体不同而异。热载体可采用联苯混合物、 38号汽缸油 甘油、饱和蒸汽和过饱和蒸汽等。 号汽缸油、 38号汽缸油、甘油、饱和蒸汽和过饱和蒸汽等。国内采用饱和 蒸汽作为热载体，其特点是结构简单、不需要其它附属装置。 蒸汽作为热载体，其特点是结构简单、不需要其它附属装置。
3、聚酯纤维的分类
从形成聚酯纤维的分子结构来划分，可 以将聚酯纤维分为：
PET（聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶） PBT（聚对苯二甲酸丁二酯） PTT（聚对苯二甲酸丙二酯）
在没有特别申明的情况下，我们所指的 聚酯纤维是PET纤维
4、聚酯纤维的分类
从产品的形式来划分： 从产品的形式来划分：
聚酯短纤
聚酯纤维
2、我国聚酯纤维的发展
• 我国的聚酯纤维工业起步于 世纪70年代初期， 我国的聚酯纤维工业起步于20世纪 年代初期 世纪 年代初期， 当时的上海第五化纤厂以国产设备和技术建成 了一条年产4000吨的聚酯短纤维线，开创了我 吨的聚酯短纤维线， 了一条年产 吨的聚酯短纤维线 国聚酯纤维工业的先河。 国聚酯纤维工业的先河。 • 20世纪 年代中期，我国相继在上海、辽阳、 世纪70年代中期 世纪 年代中期，我国相继在上海、辽阳、 天津等地建设化纤基地， 天津等地建设化纤基地，陆续投产了一批中小 型聚酯纤维生产厂。 型聚酯纤维生产厂。 • 我国的早期聚酯纤维主要是基于国产设备和技 产量小。 术，产量小。 • 直到 世纪 年代末期，上海石化总厂二期工 直到20世纪 年代末期， 世纪70年代末期 程和仪征化纤联合公司两个大型聚酯纤维厂相 继建设投产， 继建设投产，我国的聚酯纤维工业才开始了高
第 三章 聚酯纤维
聚酯纤维是指主链含有酯基的一类聚合物经纺 丝而制成的纤维， 丝而制成的纤维，目前多指以对苯二甲酸乙二 酯为原料生产的纤维，按其原料的英文名 酯为原料生产的纤维， polyethylene terephthalate缩写简称为 缩写简称为PET纤维。 纤维。 缩写简称为 纤维 在我国俗称为涤纶 。 起源-1920s‘ du Pont 公司开始合成脂肪族聚酯， 公司开始合成脂肪族聚酯， 起源 水溶，没获应用。 水溶，没获应用。 1941年英国人 年英国人Whinfield和Dickson成功合成出 年英国人 和 成功合成出 PET，并成功纺丝，命名为Terylene(特丽纶）。 Terylene(特丽纶 ，并成功纺丝，命名为Terylene(特丽纶）。 1946年du Pont公司购买了特丽纶在美国的专利， 公司购买了特丽纶在美国的专利， 年 公司购买了特丽纶在美国的专利 开始了聚酯纤维的工业化试验。 开始了聚酯纤维的工业化试验。 1951年du Pont公司在美国北卡罗里达州的 年 公司在美国北卡罗里达州的 Kingston建第一家聚酯纤维厂，1953年建成投 建第一家聚酯纤维厂， 建第一家聚酯纤维厂 年建成投