(优选)聚酯纤维Ppt
合集下载
5.聚酯纤维

BHET的合成
BHET的合成主要采用以下三种方法: (1)DMT和EG的酯交换法; (2)PTA和EG的直接酯化法; (3)PTA和EO (环氧乙烷)加成法。 在工业上PET的制造采用二种方法:
酯交换法:以DMT为中间体通过酯交换法来制造 直接酯化法:以PTA(高纯度对苯二甲酸)或MTA (中纯度对苯二甲酸)为中间体通过直接酯化法来 制造。
可以达到强化熔体均匀性的目的,同时可以减少 熔体通过弯管时,管壁与管中心温度及停留时间 的差别。
➢ 在较新型的螺杆挤出机中,往往采用特殊设计的 混炼头来代替静态混合器。混炼头的主要作用是 改变螺杆沟槽中挤出的熔体的流线,使熔体进一 步均匀化
聚酯纤维
聚酯短纤
聚酯纤维的分类
• 从应用领域来划分
–服用 –装饰用 –产业用 –2000年的比例68:19:13 –2005年的比例54:33:13
聚酯纤维的生产工艺及技术
❖聚酯纤维原料的生产技术及工艺 ❖聚酯纤维的生产技术及工艺
聚酯纤维原料的生产技术
• PET原料: – 对苯二甲酸 – 乙二醇(或环氧乙烷)
We=KP,式中,K为平衡常数,P为平衡蒸汽压。 升高温度和增加干燥介质的流动有利于干燥过程。
干燥过程
➢干燥分为两个阶段,即预结晶阶段和高温 干燥阶段
➢预结晶温度和时间
– 沸腾床:温度可高至160~180oC,时间8~15min。 – 搅拌式充填:温度120~140oC,时间1~l.5小时。 – 转鼓干燥时,在120℃以下缓慢升温,预结晶时
• PET的制造大致可分为两个阶段 – 第一阶段是由基本原料对二甲苯、甲苯、邻 苯二甲酸酐合成中间体对苯二甲酸二甲酯 (DMT)或对苯二甲酸(PTA)。 – 第二阶段是由DMT或PTA与乙二醇(EG) 进行酯化或酯交换反应,生成聚酯单体对苯 二甲酸双β-羟乙酯(简称BHET或DGT) – 各种工艺路线的区别主要在前一阶段,即单 体的合成阶段。
聚酯纤维的结构和性能_图文

7.9
7.9
96.8
44.0
5
8
PEN纤维的性能 PEN纤维的耐化学腐蚀性、抗紫外线辐射、热稳定性和水解稳定性均优
于PET。 PEN的玻璃化温度高达110oC左右,其纤维可以耐200oC左右的温度。
目前纤维级的PEN树脂已由美国Shell公司研制成功并投放市场,其商品名 称为Vituf。美国Amoco公司的PEN纤维也已投放市场。
• 第四节 聚酯纤维的结构性能及改性
重点内容:聚酯纤维的各种改性方法和目的。
1.4.1 聚酯纤维的结构和性能
聚酯纤维的结构 – 分子链结构 – 聚集态结构 结晶结构 取向结构
聚酯纤维的性质 – 聚酯纤维的化学性质 – 聚酯纤维的物理性质
聚酯的分子结构PET
聚酯是指分子链中含有酯基的聚合物的总称 聚酯分子的重复单元结构中由三部分组成,即酯基、
62.0 252.0
1
0.682
61.5 248.5
5
0.677
58.8 237.3
8
0.750
57.0 232.0
10
0.656
55.4 226.5
15
0.712
54.7 217.5
随着间位苯环含量的增加,共聚酯的Tg和Tm下降,而冷结晶温度则上升。当 IPA的含量大于 9 mol % 时,共聚酯已无冷结晶峰存在。美国于1959年实现了 PET—IPA共聚酯工业化生产,该共聚酯的商品名为Vycron,主要用于制备易 染纤维。由于PET—IPA结晶速率慢,我国则更多用其制备高收缩纤维。应该 指出的是这种共聚酯广泛用于瓶用聚酯,IPA的添加量为2%~4%
改变聚酯的刚性结构单元
一、间苯二甲酸代替对苯二甲酸 在PET的直接酯化聚合过程中,用对称性较差的间苯二甲 酸(IPA)取代部分的对苯二甲酸(TPA)
第一章聚酯纤维-熔体纺丝-PPT精品.ppt

第一章 聚酯纤维-熔体纺丝
第一节 聚酯纤维原料 一、PET的制备 二、PET的结构与性能 三、PET的干燥 1、干燥除水 2、干燥预结晶 3、干燥工艺控制 4、干燥设备
真空转鼓干燥机外形
第二节 聚酯纤维纺丝
一、概述 PET熔体纺丝的工艺流程:
干 燥 切 片
挤 出 机
纺 丝 熔 体
纺 丝 箱 体
纺 丝 头
Байду номын сангаас
熔 体 细 流
丝 条 冷 却 器
卷 绕 装 置
初 生 纤 维
二、纺丝熔体的制备
单螺杆挤出机
螺杆结构
单螺杆外观
三、纺丝机的基本结构
1、聚合物熔融装置--单螺杆挤出机 2、纺丝箱体
3、丝条冷却装置
4、丝条收集装置 5、上油装置 (一)纺丝箱体及纺丝头组件
纺 丝 头
喷丝板结构
(二)计量泵
行星计量泵外观
(三)丝条冷却装置
闭环冷却
开环冷却
(四)、卷取装置
第一节 聚酯纤维原料 一、PET的制备 二、PET的结构与性能 三、PET的干燥 1、干燥除水 2、干燥预结晶 3、干燥工艺控制 4、干燥设备
真空转鼓干燥机外形
第二节 聚酯纤维纺丝
一、概述 PET熔体纺丝的工艺流程:
干 燥 切 片
挤 出 机
纺 丝 熔 体
纺 丝 箱 体
纺 丝 头
Байду номын сангаас
熔 体 细 流
丝 条 冷 却 器
卷 绕 装 置
初 生 纤 维
二、纺丝熔体的制备
单螺杆挤出机
螺杆结构
单螺杆外观
三、纺丝机的基本结构
1、聚合物熔融装置--单螺杆挤出机 2、纺丝箱体
3、丝条冷却装置
4、丝条收集装置 5、上油装置 (一)纺丝箱体及纺丝头组件
纺 丝 头
喷丝板结构
(二)计量泵
行星计量泵外观
(三)丝条冷却装置
闭环冷却
开环冷却
(四)、卷取装置
聚酯纤维的结构和性能ppt课件

延伸 度,%
30.04 37.42 31.92
模量
/cN·dtex-1
105.74 76.15 83.26
29
化学改性
三、添加脂肪二酸或酯
Textile Engineeri ng
改性PET纤维常用的脂肪二酸(或酯)为己二酸(酯)和
葵二酸(酯)。添加己二酸(酯)的共聚酯的英文缩写为PET-
A,添加葵二酸(酯)的共聚酯的英文缩写为PET-S。
21
化学改性
三、与含磺酸基的苯二甲酸共聚
Textile Engineeri ng
含磺酸基的苯二甲酸是指苯环上的一个氢被磺酸基取代,
形成邻位、间位或对位的含磺酸基的苯二甲酸
常用于聚酯改性的有对苯二甲酸二甲酯磺酸钠(STPM)和
间苯二甲酸二甲酯磺酸钠(SIPM)
由于添加的第三单体含有可离子化的磺酸钠基团,可以
Textile Engineeri ng
改性后纤维的性能 PET大分子中引入PBT柔性链段后共聚酯整体的
趋势是刚性下降,取向度降低,强度也相应下降。
PBT 含 量/%
15 20 25
试样线密 度/dtex
1153.0 2150.1 3133.2
强度
/cN·dtex-1
3.576 3.396 3.280
PBT
α
β
4.83
4.95
5.94
5.67
11.59 12.95
99.7
101.7
115.2 121.8
110.8 99.9
12
结构的形成和发展
Textile Engineeri ng
13
PET纤维的结晶特征随卷绕速度的变化
聚酯纤维生产工艺PPT教学课件

一般为5~10min
16
螺杆挤出机的结构
Textile Engineeri ng
17
熔体制备中经常遇到的问题
(1)熔体均匀性差; (2)降解程度高; (3)环结堵料。
Textile Engineeri ng
聚酯熔融温度的选择
切片熔融温度通常在熔点以上20℃左右,低于其 分解温度。螺杆分3~6区加热。
14
纺丝熔体的制备的输送
熔融装置:螺杆挤出机 熔体输送、分配:弯管、熔体分配管 保温装置:纺丝箱体 计量装置:计量泵 纺丝:纺丝组件 丝条冷却装置:纺丝窗、侧吹风 丝条收集装置:卷绕机
Textile Engineeri ng
15
纺丝熔体的制备
Textile Engineeri ng
7
干燥的工艺原理
切片干燥是一个传热、传质的物理过程。
Textile Engineeri ng
未干燥切片中的含水W=Wf + We 式中W表示切片的含水量,Wf自由含水量,We平衡含水量。 自由水分属于表面吸附水分,存在于切片表面或孔隙之中。
平衡含水属于分子间结合水,其中部分水分子与聚酯大分子
工艺流程长 原料消耗和能耗高 单位产量的建设资金投入大 应用范围:适合小品种、多功能、差 别化纤维的生产,适合于长丝的生产
6
1.3. 1 原料的纺前准备及处理
切片的干燥
Textile Engineeri ng
干燥的目的(普通聚酯切片含水率通常约为0.4%) 干燥的目的是除去切片中的水分 提高聚酯的软化点;
纺丝熔体的制备-连接切片干燥和纺丝两个重要的工序。
纺丝熔体是通过熔融过程制方式,即采用炉栅或采用螺杆挤出机熔融。
16
螺杆挤出机的结构
Textile Engineeri ng
17
熔体制备中经常遇到的问题
(1)熔体均匀性差; (2)降解程度高; (3)环结堵料。
Textile Engineeri ng
聚酯熔融温度的选择
切片熔融温度通常在熔点以上20℃左右,低于其 分解温度。螺杆分3~6区加热。
14
纺丝熔体的制备的输送
熔融装置:螺杆挤出机 熔体输送、分配:弯管、熔体分配管 保温装置:纺丝箱体 计量装置:计量泵 纺丝:纺丝组件 丝条冷却装置:纺丝窗、侧吹风 丝条收集装置:卷绕机
Textile Engineeri ng
15
纺丝熔体的制备
Textile Engineeri ng
7
干燥的工艺原理
切片干燥是一个传热、传质的物理过程。
Textile Engineeri ng
未干燥切片中的含水W=Wf + We 式中W表示切片的含水量,Wf自由含水量,We平衡含水量。 自由水分属于表面吸附水分,存在于切片表面或孔隙之中。
平衡含水属于分子间结合水,其中部分水分子与聚酯大分子
工艺流程长 原料消耗和能耗高 单位产量的建设资金投入大 应用范围:适合小品种、多功能、差 别化纤维的生产,适合于长丝的生产
6
1.3. 1 原料的纺前准备及处理
切片的干燥
Textile Engineeri ng
干燥的目的(普通聚酯切片含水率通常约为0.4%) 干燥的目的是除去切片中的水分 提高聚酯的软化点;
纺丝熔体的制备-连接切片干燥和纺丝两个重要的工序。
纺丝熔体是通过熔融过程制方式,即采用炉栅或采用螺杆挤出机熔融。
聚酯纤维生产工艺 PPT

聚酯短纤维的后加工工艺讨论 热定型:热定型的目的是消除纤维内应力,提高纤维的尺 寸稳定性,并促进结晶化,进一步改善其力学性能。热定 型可使拉伸、卷曲效果固定,并使成品纤维符合使用要求。 热定型可以在张力下进行,也可以在无张力下进行,前者 称紧张热定型(包括定张力热定型和定长热定型),后者 称松弛热定型。生产不同品种和不同规格的纤维,往往采 用不同的热定型方式。影响热定型的主要工艺参数是定型 温度、时间及张力。
聚酯切片的干燥有真空干燥和气流干燥两种。由于干 燥方式或设备的不同,工艺流程、工艺条件及操作规 则方面会有差异,但干燥的原理基本相同。 真空干燥(进出料1.5-2h,升温2.5-3.5h,保温3-4h,冷却1h)
VC353真空干燥机示意图 1-冷却桶、2-除尘桶、3-加热夹套
连续式气流干燥
回转圆筒-充填组合干燥 (热空气介质加热,165-180℃)
干燥过程
干燥分为两个阶段,即预结晶阶段和高温干燥阶段 预结晶温度和时间 沸腾床:温度可高至160~180oC,时间8~15min。 搅拌式充填:温度120~140oC,时间1~l.5小时。 转鼓干燥时,在120℃以下缓慢升温,预结晶时间应 控制为4~5小时。 高温干燥阶段 转鼓真空干燥温度为120~140oC。 热风干燥一般在160℃以上。
上油:为了防止纤维在后加工过程摩擦产生静电以及使纤 维在棉纺厂加工时改善其纺织加工性能还需再次上油。 卷曲:赋予纤维的弹性
聚酯短纤维的后加工工艺讨论
切 断 :短 纤维 的 长 度由 纤维的品 种决 定。通常,棉型聚 酯 短 纤维 名 义长 度 为 38mm ,毛型 为 90~120mm ,中 长纤维长度介于棉型与毛型之间,一般为51~76mm。 切 断纤维 主要控制 长 度偏差,超倍 长纤维 量以及粘 结丝 (或 称并丝 )量等几 个 指 标。切 断 机采用 压 切式,可按 照 纤维 品 种对长 度的不同要求,安装不同 数 量的刀片。 打包机为油压式箱式打包机。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3)分子中不含亲水基团, 属疏水性纤维,吸湿性差。
极性小,
二、涤纶纤维的形态结构
用熔纺法制得的涤纶纤维,在光学显微镜中观 察发现它具有圆形的截面和光滑、均匀而无条痕 的纵向,见图。
涤纶的超分子结构
涤纶的超分子结构与纤维生产过程 中的拉伸和热处理有关。涤纶喷丝 成型后的初生纤维是无定形的,取 向度很差,需要进一步牵伸取向后 方能纺织加工。经过拉伸和热定型 处理后的纤维,结晶度约为60%,并 有较高的取向度。
早年合成的聚酯大多为脂肪族化合物,不具有纺织纤维的 使用价值。
1941年,英国人用对苯二甲酸(DMT)和乙二醇(EG)合 成了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
1953年,美国首先建厂生产PET纤维,其是大品种合成纤 维中发展较晚的一种。
近年研发的新聚酯纤维,如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT) 纤维,聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维,具有超高强度、 高模量的全芳香族聚酯纤维。
(优选)聚酯纤维
聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑 料的原料,是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚 反应制得的 一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物 的品种因随使用原 料或中间体而异,故品种繁多 数不胜数。但所有品种均 有一个共同特点,就是 其大分子的各个链节间都是以酯 基“-COO-” 相联,所以把这类缩聚物通称为聚酯。
聚酯纤维(涤纶)的结构和性能
一、基本组成
涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二酯, 分子结构如下:
结构特点:
1)是含有苯环的线形大分子,没有大的支 链,所有苯环几乎处于一个平面上,因此大 分子易于平行排列,有较好的结晶倾向。
2)分子中
刚性较大,PET熔点
较高;—CH2—CH2—具有柔性,分子链易 折叠。
涤纶的超分子结构称为“折叠链— 缨状微原纤”
三、涤纶的吸湿性性能
涤纶纤维在标准状态下的吸湿率只有 0.4%,即使在100%相对湿度下的吸湿 率也仅为0.6-0.8%。
吸湿性低,涤纶纤维在水中的溶胀度 小,干、湿强度和断裂延伸度基本相 同,导电性差,容易产生静电和沾污 现象以及染色困难等。
穿着时感觉气闷,但易洗快干。
四、涤纶的热性能
涤纶是热塑性纤维。 1.涤纶的热性能常数 2. 热收缩 3.玻璃化温度(Tg)
涤纶纤维和锦纶6的某些热性能物理常数
纤维 项目 熔点(℃) 软化点(℃) 玻璃化温度(Tg) 比热(卡/克/℃) 导热系数(卡/厘米/秒 /℃)
涤纶
锦纶6
255~260 238~240 67 ~ 81
0.32 2×10-4
玻璃化温度(Tg)
无定形PET:Tg为67℃ ; 部分结晶PET:Tg为81℃ 取向又结晶的:Tg为125℃
PET的结晶度与Tg的关系:当结晶度由零升高到 30%时,Tg向较高温度移动, 当结晶度进一步升高 时,Tg反而向较低温度移动。 在低结晶度的情况下, 可能产生了众多的小晶体, 类似于交链,有阻碍无定形区链段运动的作用; 在高结晶度的条件下,可能形成了少而大的结晶, 能允许无定形区的链段比较自由一些。
3.化学性能
对碱的稳定性稍差
“剥皮,增加了纤维在纱线中的活动性,使涤纶织物 获得仿真丝效果。
涤纶对氧化剂和还原剂均具有良好的稳定性。
涤纶的耐溶剂性较好。酚类化合物常用作涤 纶染色的载体。
涤纶的吸湿性低,染色困难,易起球,易产 生静电。
另一方面,从涤纶的微结构来看,存在无定形区、结晶区和 取向度高的部位,分子间有比较牢固的联结点,分子间作用 力较大,受外力时不易产生形变。涤纶在一定外力作用下产 生的形变是可复形变,但在高度拉伸时,回复性能显著变差。
具有“洗可穿”性能
(3)耐磨性
涤纶的耐磨性仅次于锦纶而超过其他纤维。
黏
耐酸性较好
图5-7 部分纤维的强度-伸长率曲线
1-羊毛 2-腈纶 3-黏胶纤维 4-锦纶 5-涤 纶 6-棉
(2)弹性
涤纶具有优良的弹性,在较小的外力作用下不易变 形,当受到较大外力作用而产生形变时,取消外力 后,其回复原状的能力也较强,其形变回复能力与 羊毛相近。
涤纶弹性好的原因有两方面:
一方面涤纶具有较大的弹性模量,这表明纤维的刚性强,受 外力时不易产生形变;一旦产生形变,由于回弹率较高,又 易回复。
2012 年 3820.14 3486.76 3132.64 939.80 2192.86
2013 年 4121.94 3731.53 3340.64 948.74 2391.90
从分省市产量统计看:浙江产量居全国之首。第二到第五位依次是江苏、福建 、四川、广东,而上海、山东、河南传统聚酯涤纶大省分居六、七、八位。
五.机械性能
(1)强度和断裂伸长率
涤纶的强度和断裂伸长率不仅与其分子结构有关,还与 纤维纺丝过程中的拉伸和热处理工艺密切相关。经拉伸 后,大分子链按一定方向排列,取向度提高,使其能均 匀承受外力,故强度提高。
在适当的热处理条件下,涤纶在纺丝过程中拉伸程度愈 高,则纤维的取向度愈高,纤维的断裂强度也愈高,而 断裂伸长率却较低;反之,则可能获得低强高伸的纤维。 即改变拉伸和热处理条件,可制成高强低伸或低强高伸 等不同品种的纤维。
以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶,是三大 合成纤维(涤纶、锦纶、腈纶)之一,是最主要 的合成纤维,也是到目前为止发展速度最快、产 量最高的合成纤维品种。
近年全国化纤产量情况
品种 化纤总量 合成纤维
涤纶 短纤维 长丝
2009年 2726.06 2494.05 2204.39 789.17 1415.22
215~220 180
0.46(25~200℃) 4.2×10-4
涤纶的熔点比较高,涤纶纤维的耐热性和绝热性较好。
热收缩
在生产过程中没有经过热定型的涤纶纤维,在 沸水中或在其它加热的条件下,将会发生剧烈的 收缩,经过热定型后将比较稳定。
涤纶丝在热空气中,开始时长度发生迅速收 缩,30分钟后收缩率不再继续增加,平衡收缩率 约为8%。若在热水中进行热处理,只需5分钟便 达到了稳定的长度,同时由于水的溶胀作用,使 平衡收缩率增大到14%。
涤纶靠近火焰时会收缩熔化为黏流状,接触火焰即 燃烧,并形成熔珠而滴落,熔珠为硬的黑色小球。 燃烧时有芳香气味并产生黑烟。离开火焰后能继续 燃烧,但易熄灭。